Pembahasan Soal Fluida Statis

Pro Blogger Templates
www.solusifisika.com
Solusi Soal Fluida Statis
1. Soal
Sebongkah es dengan massa jenis 0,80g/cm3 dimasukkan ke dalam minyak dengan massa jenis 0,90g/cm3 . Gejala yang terjadi adalah . . . . (SBMPTN 2014)
A. es terapung
B. 19 bagian es tenggelam
C. 12 bagian es tenggelam
D. 89 bagian es tenggelam
E. es tenggelam seluruhnya
Pembahasan
massa jenis es lebih besar daripada massa jenis minyak maka es tenggelam seluruhnya di minyak.
ρes>ρminyak
Jawaban E

2.Soal

Sebuah kapal mengambang di permukaan air laut dengan sebagian volume kapal tadi berada di bawah permukaan air. Massa total kapal adalah 100 ton maka volume kapal yang berada di bawah permukaan air adalah . . .  m3 (anggap massa jenis air laut 1,0g/cm3)
(A) 100
(B) 1000
(C) 10.000
(D) 100.000
(E) 1.000.000
Pembahasan
Mengapung 
Wu=Fangkatmbenda.g=ρzc.g.Vbt100000×10=1000×10×VbtVbt=100m3
Jawaban E
3.Soal
Sebuah balok kubus dari kayu yang sisinya 10 cm dan kerapatannya 0,5g/cm3  , terapung di dalam sebuah bejana berisi air. Sejumlah minyak dengan kerapatan 0,8g/cm3  dituangkan ke atas air itu sehingga permukaan atas lapisan minyak berada 4 cm di bawah permukaan atas balok itu. Besarnya tekanan total pada permukaan bawah balok adalah (dalam kilopascal) (SNMPTN 2008)
A. 100,5
B. 201
C. 301,5
D. 402
E. 502,5
Pembahasan
sisi balok kubus 10 cm
benda dalam keadaan terapung
maka:  dengan V=Ah
wbenda=FAρbgVb=ρairgVbt(air)+ρmgVbt(m)ρbhb=ρairhbt(air)+ρmhbt(m)0,5×10=1×(6x)+0,8×(x)5=6x+0,8xx=5cm
maka 
hminyak=x=5cm
hair=1cm
Tekanan total yang di alami dasar balok adalah
Ptotal=Po+ρairghair+ρmghmPtotal=1.105+1000.10.(1×102)+800.10.(5×102)Ptotal=100.500PaPtotal=100,5kPa
Jawaban A
4. Soal
Kapal yang mengapung di permukaan air (ρair=1,0×103kg/m3) memindahkan air seberat 16000 N. Jika kapal itu mengapung di permukaan air laut (ρairlaut=1,1×103kg/m3), maka kapal itu memindahkan air laut seberat? (SBMPTN 2016)
A. 12.800 N
B. 14.400 N
C. 16.000 N
D. 17.600 N
E. 19.200 N
Pembahasan
Keadaan 1 mengapung dipermukaan air
Wu=Fangkat
FA=Gaya apung atau berat zat cair yang dipindahkan
FA1=16000N
Keadaan 2 mengapung di permukaan air laut
Wu=Fangkat
karena keadaan 1 dan keadaan 2 sama - sama mengapung maka berlaku
WbendaWbenda=FA1FA2
FA1=FA2=16.000N
Jawaban C
5. Soal
Untuk menentukan massa jenis zat cair gambar di bawah ini.
Pengisap P dapat bergerak bebas dengan luas penampang 1cm2 . Jika konstanta pegas 100 N/m dan pegas tertekan sejauh 0,4 cm, maka massa jenis zat cair (dalam kg/m3) adalah (UMPTN 1997)
A. 400
B. 500
C. 750
D. 800
E. 1000
Pembahasan
A=1cm2=1×104m2
k=100N/m
x=0,4cm=4×103m 
h=1m
massa jenis ?
P=FA dan Fpegas=kx maka:
P=FAρgh=kxAρ=kxghAρ=(100)(4×103(10)(1)(104)ρ=400kg/m3
Jawaban A
6. Soal
Suatu benda terapung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan 60% volume benda berada di dalam air, 30% di dalam minyak dan sisanya berada di atas permukaan minyak. Jika massa jenis minyak = 0,8g/cm3, maka massa jenis benda tersebut adalah  ... g/cm3(SIMAK UI 2010)
A. 0,10
B. 0,20
C. 0,30
D. 0,84
E. 0,90
Pembahasan
Diketahui
ρair=1g/cm3
ρminyak=0,8g/cm3
Vbt(m)=0,3bagian
Vbt(air)=0,6bagian
Keadaan mengapung
Wu=FAWu=FA(air)+FA(minyak)ρbgVb=ρairgVbt(air)+ρmgVbt(m)ρbVb=ρairVbt(air)+ρmVbt(m)ρb(1)=(1)(0,6)+(0,8)(0,3)ρb=0,84g/cm3
Jawaban D
7. Soal
Sebuah Logam C yang merupakan campuran dari logam A dan logam B, bermassa 200 gram jika di timbang di udara, sedangkan jika ditimbang di dalam air, massa yang tampak 185 gram. Jika kerapatan logam A 20g/cm3, kerapatan logam B 10g/cm3, dan kerapatan air 1g/cm3, maka massa logam A adalah? (SIPENMARU 1988)
(A) 15 gram
(B) 30 gram
(C) 66,67 gram
(D) 100 gram
(E) 133,33 gram
Pembahasan
Keadaan Tenggelam
Wu=Wzc+FAmbendag=mzcg+ρzcgVbt200=185+1.VbtVbt=15ml
karena tenggelam 
Vbenda=Vbt=15ml
maka:
Vbenda=VA+VBVB=VbendaVAVB=15VA
untuk massa benda,
mbenda=mA+mBmbenda=ρAVA+ρB.VB200=20VA+10(15VA)VA=5ml
Benda A
mA=ρA×VA=20×5=100gram
Jawaban D
8. Soal
Sepotong logam dengan massa 1 kg massa jenis 2500kg/m3 digantung pada seutas kawat kemudian dicelupkan ke dalam air. Jika massa jenis air 1000kg/m3 dan percepatan gravitasi setempat 10m/s2  , selisih gaya tegangan tali pada kawat sebelum dan sesudah dicelupkan ke dalam air adalah? (SBMPTN 2017)
A. 4 N
B. 6 N
C. 7 N
D. 8,2 N
E. 10 N
Pembahasan
Diketahui
m = 1 kg
ρlogam=2500kg/m3
ρair=1000kg//m3
Selisih tegangan tali sebelum dan sesudah dicelupkan ke dalam air (FA=wuwzc)
FA=ρzcgVbt
FA=ρgmbρb
atau menggunakan cara cepat
wuFA=ρbρzcmbgFA=ρbρzc1.10FA=25001000FA=4N
Jawaban A
9. Soal
Sebuah balok plastik homogen mengapung di sebuah bejana cairan. Volume balok yang berada di atas permukaan cairan 3 cc. Jika massa balok itu 14,4 g dan massa jenis cairan itu 1,2 g/cc maka volume balok adalah? (SBMPTN 2017)
A. 13,6 cc
B. 14,0 cc
C. 14,4 cc
D. 15,0 cc
E. 15,6 cc
Pembahasan
Diketahui
Vmuncul=3cc=3cm3
mb=14,4g
ρzc=1,2g/cc
Mengapung
Wb=FAρbgVb=ρzcgVbtmb=ρzcVbt14,4=1,2VbtVbt=12ccVb=Vbt+VmunculVb=12+3Vb=15cc 
Jawaban D
10. Soal
Sebuah kapal mengembang di permukaan air laut dengan sebagian volume kapa tadi berada di bawah permukaan air. Massa total kapal adalah 100 ton, maka volume kapal berada di bawah permukaan air adalah ....m3 (anggap massa jenis air laut 1,0g/cm3) (UM UGM 2018)
A. 100
B. 1000
C. 10.000
D. 100.000
E. 1.000.000
Pembahasan
Diketahui
m=100 ton =100000 kg
ρair=1000kg/m3
Mengapung
Wu=FAmbg=ρzcgVbtmb=ρzcVbt100.000=1000VbtVbt=100m3
Jawaban A
11. Soal
Sebuah bejana berisi fluida ideal dengan massa jenis  ρ. Bejana tersebut berada di dalam lift laboratorium yang sedang bergerak ke atas dengan perlambatan a. Perbedaan tekanan antara dua titik dalam fluida tersebut, yang terpisah pada arah vertikal sejauh  Δh, adalah ? (SBMPTN 2018)
A. 0
B. ρgΔH
C. ρ(g+a)ΔH
D. ρ(ga)ΔH
E. ρaΔh
Pembahasan
Diketahui
= massa jenis
a = perlambatan
karena bergerak ke atas diperlambat seolah-olah partikel air terdorong ke atas
maka :
P=ρ(ga)Δh
Jawaban D
12. Soal
Tekanan total di dalam suatu fluida pada kedalaman h1 adalah P1. Sedangkan pada kedalaman h2, tekanan total P2. Jika tekanan atmosfer Po, maka tekanan total pada kedalaman h1+h2 adalah? ( UTUL UGM 2018)
A.P1+P2
B P1+P2Po
C.P1+P2+Po
D.P1+P22Po
E.P1+P2+2Po
Pembahasan
Diketahui
P1=Po+ρgh1 maka h1=P1Poρg
dan
P2=Po+ρgh2 maka h2=P2Poρg
Tekanan total pada kedalaman  h1+h2 
Ptotal=Po+ρg(h1+h2)Ptotal=Po+ρg(P1Poρg+P2Poρg)Ptotal=Po+P1+P22PoPtotal=P1P2Po
Jawaban B
13. Soal
Tinjau suatu benda yang memiliki massa jenis ρo. Jika benda tersebut dimasukkan ke dalam fluida maka 3/4 bagian volumenya tercelup di dalam fluida tersebut. Hitunglah massa jenis fluida! (UTUL UGM 2019)
A. ρo
B. 2ρo/3
C. 3ρo/2
D. 3ρo/4
E. 4ρo/3
Pembahasan
Diketahui
Fluida Statis
ρb=ρo
Vbt=34V
Keadaan Mengapung
maka:
Wb=FAρbgVb=ρfgVbtρoV=ρf34Vρf=43ρo
Jawaban E

14. Soal

Sebuah wadah berbentuk seperti pada gambar. Wadah berisi suatu cairan. Ketika ujung pipa B ditiup mendatar dengan kelajuan 20 m/s, tinggi kolom cairan pada pipa A sama dengan hAdan tinggi kolom cairan pada pipa B sama dengan hB dan hAhB=hcm. Keduanya diukur dari garis l. Jika rapat massa udara 1,23kg/m3 dan percepatan gravitasi 10m/s2, rapat massa cairan adalah . . . .kg/m3


A. 3075/h
B. 2460/h
C. 1230/-h
D. 2460/-h
E. 3690/-h

Pembahasan

Diketahui:

v=20m/s
ρu=1,23kg/m3
hAhB=h

Maka:

v=2ρzcg(h2h1)ρuρzc=ρuv22g(h2h1)ρzc=1,23(20)22(10)(hBhA)ρzc=1,23(400)20(h)102ρzc=2460hkg/m3

Jawaban D

Pro Blogger Templates