Fluida statis adalah sub topik dari mekanika fluida yang khusus membahas fluida diam atau tidak bergerak (statis). Kebanyakan jenis contoh soal yang akan kalian temukan itu terkait dengan gaya Archimedes dan beban benda di dalam sebuah fluida.
Contoh soal fluida statis
1. Pada Gaya Archimedes yang bekerja pada saat benda dimasukan ke dalam fluida ditentukan dengan ?
- a. keadaan benda di cairan dan volume benda
- b. keadaan benda di cairan dan volume benda
- c. kedalaman benda di cairan dan massa
- d. massa jenis dan volume benda
- e. volume benda dan massa jenis cairan
Pembahasan:
Pada rumus gaya Archimedes yaitu:
F = ρ.g.Vbenda yang tercelup
F adalah gaya archimedes
ρ (rho) adalah massa jenis benda
Vbenda yang tercelup ialah volume banda yang tercelup di dalam fluida
Jawabannya E
2. Sepotong besi bermassa 5 kg dan massa jenisnya adalah 10 gr/cm³. Besi tersebut lalu dimasukkan ke dalam air yang bermassa jenisn adalah 1 gr/ cm³. Di dalam air, berat besi tersebut seolah-olah akan hilang….
- a. 6 N
- b. 15 N
- c. 20 N
- d. 35 N
- e. 45 N
Pembahasan:
Diketahui:
massa benda, mbenda = 5 kg
percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
massa jenis besi, ρbesi = 10 gr/cm3 = 10000 kg/m3
massa jenis air, ρair = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3
jawab:
Vbenda yang tercelup = m/ρbesi = 5/10000
Jadi, berat yang seakan-akan hilang = berat benda – gaya archimedes
= (m.g) – (ρ.g.Vbenda yang tercelup )
= (5.10) – (1000.10.(5/10000))
= 50 – 5
= 45 N
Jawabannya E
3. Sebuah batu di udara memiliki berat 35 N. Misal dimasukkan ke dalam air maka beratnya akan menjadi 25 N. Jika massa jenis air adalah 2000 kg/m³ dan percepatan gravitasinya 10 m/s² maka massa jenis batu tersebut adalah ….
- a. 5 x 10³ kg/m³
- b. 6 x 10³ kg/m³
- c. 7 x 10³ kg/m³
- d. 8 x 10³ kg/m³
- e. 9 x 10³ kg/m³
Pembahasan:
Diketahui:
ρair = 2000 kg/m3
g = 10 m/s2
Fa = 25 N
w = 35 N
jawab:
berat batu di air = berat batu di udara – gaya angkat Archimedes
wa = w – Fa
wa = w – ρa.g.Vbenda
ρagVbenda = w – wa
2000 x 10 x Vbenda = 35 – 25
20000V = 10
V = 0,0005 m3
Selanjutnya mencari massa jenis batu dengan menggunakan rumus:
ρ = m/V
ρ = (w/g) /V
ρ = (35/10) /0,0005
ρ = 3,5 / 0,0005
ρ = 7000 kg/m3 = 7 x 103 kg/m3
Jawabannya C
4. Sebuah pelampung dimasukkan ke dalam air. Ternyata 85% volume pelampung tersebut tercelup dalam air, maka berapa massa jenis pelampung?
- a. 1,75 gr/cm³
- b. 1,00 gr/cm³
- c. 0,75 gr/cm³
- d. 0,85 gr/cm³
- e. 0,25 gr/cm³
Pembahasan:
diketahui:
Vbzc = 85% Vb = 0,85 Vb
ρair = 1 gr/cm3
ditanya:
ρb = ?
jawab:
Fh = W
ρair x g x Vbzc = ρb x g x Vb
(1) (0,85 Vb) = ρb Vb
ρb = 0,85 gr/cm3
Jawabannya D
5. Ban mobil berisikan udara dipakai sebagai pengapung di dalam air, dimana volume ban 0,2 m³ dan massanya 1 kg. Misal massa jenis airnya 1 gr/cm³ dan percepatan gravitasi g = 10 m/s², berapakah maksimum beban yang dapat ditahan oleh ban sementara ban tersebut mengapung?
- a. 1001 kg
- b. 1000 kg
- c. 100 kg
- d. 99 kg
- e. 199 kg
Pembahasan:
Diketahui:
FA = Wban + Wbeban
Wbeban = FA – Wban
mbeban x g = (ρ.g.Vban ) – (mban x g)
Jawab:
Mbeban = 1000 kg/m3 (0,2 m3) – 1kg —– g nya hilang
Mbeban = 199 kg
Jawabanya E
Demikian lah contoh soal dan pemabahasan untuk materi fluida statis. Kalian juga bisa melihat contoh soal fluida dinamis dan pembahasannya. Semoga bermanfaat