b. Soal Hukum Pascal Dan Hukum Archimedes

A. Hukum Pascal

1. Dongkrak hidrolik memiliki penampung masing-masing berdiameter 20 mm dan 50 mm. Berapa gaya minimum yang harus dikerjakan pada penampang kecil untuk mengangkat mobil yang beratnya 5000 N?

Penyelesaian:

Diketahui: d₁ = 20 mm

d₂ = 50 mm

F₂ = 5000 N

Ditanya: F₁ =?

2. Sebuah pipa U diisi air dan minyak seperti ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Tinggi air = 5 cm. Bila massa jenis air 10³ kg/m³ dan massa jenis minyak 10⁵ kg/m³. Berapakah tinggi minyak?

Penyelasaian:

Diketahui: h_air  = 5 cm = 5 x 10^-2 m

ρ_air  = 10³ kg/m³

ρ_minyak = 10⁵ kg/m³

Ditanya: h_minyak ?

 

 

 

 

 

 

B. Hukum Archimedes

1. Hubungan antara gaya keatas dengan berat benda dan massa jenis benda dan massa jenis zat cair saat benda terapung, melayang, dan tenggelam?

Penyelesaian:

a. Terapung

• gaya apung F_a sama dengan berat benda w atau F_a = w
• massa jenis benda harus lebih kecil daripada massa jenis fluida atau ρ_b <  ρ_f

b. Melayang

• gaya apung F_a sama dengan berat benda w atau F_a = w
• massa jenis benda harus sama dengan massa jenis fluida atau ρ_b = ρ_f

c. Tenggelam

• gaya apung F_a lebih kecil daripada berat benda w atau F_a < w
• massa jenis benda harus besar daripada jenis fluida atau ρ_b > ρ_f

2. Sebuah benda tercelup sebagian (terapung) dalam cairan dengan massa jenis 0,20 g/cm³. Jika volume benda yang tercelup adalah 1,5 dari volume totalnya, tentukan massa jenis benda tersebut?

Penyelasaian :

Diketahui : ρ_f = 0,20 g/cm³

V_f = 1,5 V_b

Ditanya : Massa jenis benda tersebut?

Jawab :

Massa jenis benda tersebut :

F_b = F_f

ρ_b gV_b = ρ_f gV_f

ρ_b V_b = ρ_f V_f

ρ_b V_b = (0,20 g/cm³) (1,5) V_b

ρ_b = 0,3 g/cm³