Contoh Soal Serta Pembahasan Hukum Archimedes Pada Mermacam Keadaan

Hukum Archimedes ialah suatu hukum yang dapat dapat digunkaan buat menentukan massa jenis suatu benda dengan memanfaatkan fluida (zat cair). Ketika suatu benda di celupkan kedalam suatu fluida seluruh ataupun sebagiannya maka besarnya gaya angkat fluida bakal sama dengan berat fluida yang dipindahkan.

Sebelumnya saya telah membahasa materi tentang Fluida Statis, Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, Archimedes. Pada kesempatan kali ini, saya bakal membahas mengenai kumpulan contoh soal serta pembahasan hukum archimedes dalam mermacam kasus. Artikel ini bertujuan agar, pembaca dapat memahami konsep dari hukum archimedes serta dapat mengaplikasikannya dalam mermacam keadaan.

RUMUS HUKUM ARCHIMEDES

Keterangan :

FA ialah gaya angkat fluida (N)

ρf ialah massa jenis fluida (grm/cm^3 ataua Kg/m^3)

g ialah percepatan gravitasi bumi (m/s^2)

Vbt ialah volume Benda yang Tercelup.

Ingat :

Salah satu hal yang paling penting buat diingat ialah Vbt. Vbt merupaan volume benda yang tercelup di dalam suatu fluida. Misalkan suatu benda mempunyai volume V tercelup ¾ bagian di dalam suatu fluida. Maka Vbt = ¾ V. Atau misalkan lagi suatu benda mempunyai volume V mengapung pada suatu fluida serta ¾ bagian dari benda tersebut tak tercelup, maka Vbt = V – ¾ V = ¼ V. Karena yang tak tercelup ialah ¾ bagian artinya yang tercelup sisanya yaitu ¼ bagian Volume benda.

Baca Juga : Contoh Soal Tekanan Hidrostatis serta Pembahasan pada Berbagai Kasus

BERAT BENDA DI DALAM FLUIDA

Berat suatu benda di dalam fluida (Wf) ialah sama dengan berat benda di udara (W = M.g) di kurangi dengan gaya angkat fluida (FA)

Dapat dilihat kalau berat benda di dalam fluida lebih ringan dibandingkan dengan berat benda di udara. Karena benda mendapatkan gaya angkat dari fluida tersebut. Contohnya saat anda mengangkat teman anda di dalam air maka bakal terasa ringan dibandingkan Kalian mengangkatnya saat di darat.

SISTEM SETIMBANG

Ketika sistem setimbang maka resultan gaya yang bekerja sama dengan nol. Perhatikan gambar berikut

Baik, jika anda telah membaca penjelasan di atas serta telah memahaminya, maka langsung saja kita mulai dengan pembahasan soal hukum archimedes pada bagian berikut ini.

1. contoh soal hukum archimedes

Sebuah benda yang mempunyai volume 200 cm^3 dicelupkan ke dalama sebuah alkohol. kalau dikenal massa jenis alkohol tersebut ialah 0,8 grm/cm^3 serta seluruh bagian benda tercelup di dalam alkohol. Tentukanlah besar gaya angkat yang di berikan oleh alkohol tersebut?

Pembahasan :

Diketahui:

V = 200 cm^3 = 200 . 10^(-6) m^3

ρ(alkohol) = 0,8 g/cm^3=800 kg/m^3

g = 10 m/s^2

Ditanya : Tentukanlah besar gaya angkat yang di berikan oleh alkohol tersebut?

Jadi, besar gaya angkat yang di berikan oleh alkohol tersebut ialah 1,6 Newton.

Catatan : Vbt ialah volume Benda yang Tercelup, karna benda tercelup selurhnya maka Vbt = V. Dan jangan lupa buat konversi satuan ke satuan internasionel (SI).

2. contoh soal hukum archimedes

Sebuah benda yang mempunyai massa jenis 0,6 grm/cm^3 di masukkan ke dalam air. kalau volume benda yang terapung ialah 40 cm^3 maka berapakah volume benda tersebut?

Pembahasan :

Misalkan kita sibolkan Va ialah volume benda yang terapung, Vbt ialah volume benda yang tercelup dna V ialah volume total benda. Maka diperoleh

V = Va + Vbt

Vbt = V – Va

Dikeahui :
Va = 40 cm^3
ρb = 0,6 grm/cm^3
ρa = 0,6 grm/cm^3
Ditanya : tentukanlah volume benda tersebut (V) = ... ?
Jawab :

Pada sistem setimbang, maka resultan gaya yang bekerja pada benda ialah sama dengan nol, maka

Jadi, volume benda tersebut ialah 100 cm^3

Baca Juga : Pembahasan Contoh Soal Hukum Pascal Lengkap dengan Rumus serta Konsepnya

3. Contoh soal Hukum Archimedes

Sepotong timah serta baja digantung pada sebuah katrol serta dimasukkan ke dalam suatu fluida (air serta minyak). Diketahui massa jenis baja ialah 7,85 grm/cm^3 serta timah ialah 11 grm/cm^3. kalau timah dicelupkan kedalam air serta baja dicelupkan pada minyak (massa jenis minyak ialah 0,8 grm/cm^3). Tentukanlah besar perbandingan massa timah serta baja agar sistem dalam keadaan setimbang?

Pembahasan :
Gambarkan sistem timah serta baja pada katrol serta fluida, seperti yang di ilustrasikan pada gambar dibawah ini.

Diketahui :
ρa = 1 grm/cm^3
ρm = 0.8 grm/cm^3
ρt = 11 grm/cm^3
ρb = 7,85 grm/cm^3
Ditanya : Tentukanlah besar perbandingan massa timah serta baja agar sistem dalam keadaan setimbang?
Jawab :

Ingat :
Berat benda di dalam fluida ialah berat benda di udara dikurangi dengan gaya angkat fluida. Maka :

#Berat Timah di dalam Air
Misalhkan kita simbolkan timah dengan huruf t, maka

Vbt dalah volume benda yang tercelup. Karena benda tercelup seluruhnya maka Vbt sama dengan volume benda (timah)

#Berat Baja di dalam Air
Misalhkan kita simbolkan baja dengan huruf b, maka

Ingat syarat kesetimbangan ialah resultan gaya yang bekerja sama dengan nol. Artinya kesetimbangan terjadi saat gaya berat timah sama dengan gaya berat baja

Jadi besar permandingan massa timah serta baja ialah 0,99

4. contoh soal hukum archimedes

Sebuah benda mengapung diatas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 50% volume benda berada didalam air. 30% berada didalam minyak serta sisanya berada diatas permukaan minyak jika masa jenis minyak 0,8 gram/cm3 maka berapakah masa jenis benda tersebut ?

Pembahasan:
Misalkan diberi sebuah simbol buat minyak ialah m, air ialah a serta benda ialah b, maka:
Diketahui:
Va = 50% Vb = 0,5 Vb
Vm = 30% V = 0,3 Vb
ρa = 1 grm/cm^3
ρb = 0,8 grm/cm^3
Ditanya : Tentukanlah massa jenis benda tersebut ?

Keterangan :
Fm ialah gaya angkat yang disebabkan oleh minyak
Fa ialah gaya angkat yang di sebabkan oleh air
W ialah gaya berat benda akibat gravitasi

Pada keadaan setimbang maka resultan gaya yang bekerja pada benda ialah sama dengan nol

Substitusi nilai yang telah kita ketahui, maka diperoleh :

Jadi, massa jenis benda tersebut ialah 0,74 grm/cm^3

5. contoh soal hukum archimedes

Sebuah gabus yang bermassa M mengapung diatas suatu fluida yang terdiri atas lauran air serta minyak. Ternyata 40% dari volume benda tersebut berada di dalam air serta 30% dari volume benda berada di dalam minyak. kalau dikenal massa jenis minyak ialah 0,8 grm/cm^3 serta massa jenis air ialah 1 grm/cm^3. Tentukanlah berapa massa jenis gabus tersebut?

Pembahasan:
Misalkan kita simbolkan larutan minyak dengan m, air dengan a serta gabus dengan g, maka :
Diketahui:
Va = 40% V = 0,4 V
Vm = 30% V = 0,3 V
ρa = 1 grm/cm^3
ρb = 0,8 grm/cm^3
Ditanya : Tentukanlah massa jenis gabus tersebut ?

Keterangan :
Fm ialah gaya angkat minyak
Fa ialah gaya angkat air
W ialah gaya berat benda

Pada posisi setimbang maka resultan gaya sama dengan nol

Substitusi nilai yang diketahui, maka diperoleh :

Jadi, massa jenis gabus tersebut ialah 0,64 grm/cm^3

6. contoh soal hukum archimedes

Sebatang kaya berbentuk kubus mempunyai panjang rusuk 8 cm serta massa jenis 0,4 grm/cm^3. Terapung secara tegak di dalam sebuah wadah berbentuk silinder yang berisi minyak tahah. kalau massa jenis minyak tanah ialah 0,8 grm/cm^3 serta luas permukaan silinder ialah 10 dm^2. Tentukanlah tinggi minyak tanah yang naik akibat kayu tersebut?

Pembahasan :
Diketahui:
s = 8 cm
ρk = 0,95 grm/cm^3 (massa jenis kayu)
ρm = 0,8 grm/cm^3 (massa jenis minyak)
A = 10 dm^2 = 1000 cm^2 (luas permukaan silinder)
Ditanya : Tentukanlah tinggi minyak tanah yang naik akibat kayu tersebut?

Jawab:
Ingat : syarat benda terapung ialah massa jnis benda lebih kecil dari pada massa jenis fluida.

Perhatikan massa jenis benda (kayu) lebih kecil dari massa jenis fluida (minyak). Artinya benda tersebut bakal mengapung di atas minyak.

#Mencari Volume Benda Yang Tercelup (Vbt)
Sebelum kita mencari berapa kenaikkan ketinggian permukaan minyak, maka terlebih dahulu kita mencari volume benda yang tercelup. Karena sesuai dengan Bunyi Hukum Archimedes : Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida bakal diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan.

Karena bagian benda yang tercelup sama dengan berat fluida yang dipindahkan artinya volume benda yang tercelup sama dengan volume fluida yang dipindahkan. Sehingga kita dapat menghitung tinggi permukaan minyak yang naik adalah

Jadi, saat dimasukkan kayu tersebut maka tinggi permukaan minyak bakal naik sebesar 0,256 cm.

Itulah artikel tentang contoh soal serta pembahasan hukum archimedes pada mermacam keadaan.  Untuk contoh lainnya, anda dapat membaca pada artikel saya sebelumnya yang membahas tenatng Contoh Soal Hukum Archimedes, Konsep serta Pembahasan. Semoga artikel ini bermanfaat buat kita semua. kalau ada pertanyaan silahkan tuliskan di kolom komentar. serta jika anda menyukai artikel ini silahkan klik like, share serta subscribe blog ini agar tak ketinggalan artikel terbaru. Terimakasih telah berkunjung.

Bagikan Artikel ini