PusatDapodik
Home Berita Pendidikan Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

pernahkah kamu merasakan gendang telingamu sakit saat berenang di kolam yang cukup dalam? Jadi, mengapa telinga Anda tidak sakit saat berenang di kolam yang dangkal? Ternyata, hal itu disebabkan oleh adanya tekanan hidrostatis, kamu tahu. Semakin dalam Anda berenang, semakin besar tekanan hidrostatiknya. Tekanan ini adalah salah satu besaran yang akan Anda temui dalam fluida statis. Apa itu fluida statis? Yuk, lihat selengkapnya!

Definisi Fluida Statis

Fluida statis adalah fluida yang berada dalam keadaan statis atau stasioner. Saat mempelajari fluida statis, Anda akan mengetahui beberapa hukum yang terkait dengan fluida ini. Pada artikel sebelumnya Quipper Blog telah membahas tentang fluida statis lengkap dengan besaran dan hukum yang digunakan di dalamnya. Untuk materi selengkapnya silahkan buka link berikut.

Setelah membaca materi, mari kita pelajari bersama contoh soal.

Contoh Soal Fluida Statis

Berikut adalah 10 contoh soal tentang fluida statis yang dapat Anda gunakan sebagai referensi belajar.

Contoh soal 1

Abel menyelam hingga kedalaman 150 cm di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air 1,03 gr/cm3tekanan hidrostatis yang dirasakan Abel adalah….

  1. 15,45 kPa
  2. 1545 Pa
  3. 1,45 kPa
  4. 3,25 kPa
  5. 2.500 Pa

Diskusi:

Dikenal:

h = 150 cm = 1,5 m

ρ = 1,03 gr/cm3 = 1,030 kg/m3

diminta: P =…?

Diskusi:

Untuk mencari tekanan hidrostatis yang dirasakan oleh Abel, gunakan persamaan berikut.

Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, tekanan hidrostatis yang Abel rasakan adalah 15,45 kPa.

Jawaban: A

Contoh soal 2

Dalam salah satu percobaannya, Pak Heri memasukkan tabung secara vertikal ke dalam air, sehingga dihasilkan sudut kontak 60Hai. Akibatnya, terjadi kenaikan air di dalam tabung setinggi 4 cm. Jika jari-jari tabung 0,1 cm dan massa jenis air 1000 kg/m3Tegangan permukaan yang dialami air adalah…

  1. 0,8N/m
  2. 4 N/m
  3. 0,4N/m
  4. 0,5N/m
  5. 2N/m

Diskusi:

Dikenal:

1669400869 664 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Ditanya: γ =…?

Diskusi:

Tegangan permukaan adalah gaya tarik ke bawah yang menyebabkan permukaan zat cair meregang dengan membentuk lapisan tipis. Untuk menemukan tegangan permukaan dalam masalah, Anda dapat menggunakan persamaan berikut.

1669400869 775 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, tegangan permukaan yang dialami air adalah 0,4 N/m.

Jawaban: C

Contoh soal 3

Dua buah piston A dan B dihubungkan seperti gambar di bawah ini.

1669400869 653 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Piston B memiliki luas penampang 2.000 cm22sedangkan piston A memiliki luas penampang 10 cm2. Fluida yang digunakan dalam piston adalah oli dengan densitas 0,8 g/cm23. Nio ingin menggunakan piston B untuk mengangkat benda bermassa 500 kg dan 200 kg, dengan syarat benda tersebut harus diangkat secara bergantian. Berdasarkan kasus tersebut, pernyataan yang benar adalah….

  1. Perbandingan gaya angkat beban 500 kg dan 200 kg adalah 7:2.
  2. Perbandingan gaya angkat beban 500 kg dan 200 kg adalah 8:5.
  3. Gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban 200 adalah 8 N.
  4. Gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda bermassa 500 kg sama dengan gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda bermassa 200 kg.
  5. Tekanan antara kedua ujung piston berbeda, sehingga gaya angkat benda bermassa 200 kg dan 500 kg juga berbeda.

Diskusi:

Dikenal:

SEBUAHB = 2.000 cm-12 = 0,2m2

SEBUAHSEBUAH = 10 cm2 = 0,001m2

mB1 = 500 kg

mB2 = 200 kg

h = 50 cm = 0,5 m

ρ = 0,8 g/cm33 = 800 kg/m3

Ditanya: pernyataan benar =…?

Diskusi:

Tekanan di titik P dan Q sama. Itu didasarkan pada hukum utama hidrostatika. Secara matematis, diformulasikan sebagai berikut.

1669400870 624 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Persamaan untuk gaya yang dibutuhkan pada piston A diperoleh sebagai berikut.

1669400870 626 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Gunakan persamaan di atas untuk mencari gaya tekan piston A akibat beban yang diberikan Nio, yaitu 500 kg dan 200 kg.

beban massa 500 kg:

1669400870 654 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

beban massa 200 kg:

1669400871 479 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Perbandingan gaya:

1669400871 243 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, pernyataan yang benar adalah perbandingan gaya untuk mengangkat beban 500 kg dan 200 kg adalah 7:2.

Jawaban: A

Contoh soal 4

Sepotong besi dengan massa jenis 7,8 g/cm23 sepenuhnya tenggelam dalam cairan yang massa jenisnya 0,8 g/cm33. Jika massa besi 234 g, gaya ke atas yang dialami besi adalah…

  1. 12 N
  2. 4,8N
  3. 5,6 N
  4. 0,48N
  5. 0,24 N

Diskusi:

Dikenal:

1669400871 413 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

diminta: FSEBUAH =…?

Diskusi:

Pertama, Anda harus mencari volume besi yang terendam dalam cairan.

1669400872 597 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Ingat, menurut hukum Archimedes, volume benda yang terendam sama dengan volume fluida yang dipindahkan.

1669400872 460 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, gaya ke atas yang dialami besi adalah 0,24 N.

Jawaban:E

Contoh soal 5

Ani memasukkan sebuah benda yang volumenya 0,5 m3 ke dalam air. Ternyata, benda itu tenggelam. Jika massa jenis benda 1750 kg/m3perbandingan berat benda di udara dan di air adalah ….

  1. 3 : 7
  2. 7 : 5
  3. 8 : 3
  4. 7 : 3
  5. 4 : 5

Diskusi:

Dikenal:

1669400873 243 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

diminta: =…?

Diskusi:

Pertama, Anda harus mencari berat benda di udara.

1669400873 697 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Selanjutnya, tentukan berat benda di dalam air.

1669400873 828 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Dengan demikian, perbandingannya adalah sebagai berikut.

1669400874 654 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, perbandingan berat suatu benda di udara dan di air adalah 7 : 3.

Jawaban: D

Contoh soal 6

Dalam sebuah percobaan, seorang siswa menjatuhkan bola padat dengan jari-jari 2,5 cm ke dalam minyak. Bola yang dijatuhkan bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Jika koefisien viskositas minyak adalah 2 x 10-1 ns/m2tentukan besarnya gaya gesek yang dialami bola!

Diskusi:

Dikenal:

1669400874 107 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

diminta: Fs =…?

Diskusi:

Untuk mencari gaya gesek yang dialami bola, gunakan persamaan hukum Stokes berikut.

1669400875 681 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, gaya gesek yang dialami bola adalah 0,06 N.

Contoh soal 7

Perhatikan pipa U berikut.

1669400875 902 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jika massa jenis minyak 0,8 gr/cm3berapa massa jenis cairan X?

Diskusi:

Dikenal:

1669400876 964 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Tekanan hidrostatik di ujung pipa minyak sama dengan tekanan hidrostatik di ujung minyak. Karena itu:

1669400876 300 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, massa jenis zat cair X adalah 1,28 gr/cm3.

Contoh soal 8

Di sebuah bengkel terdapat dongkrak yang terdiri dari dua buah piston yaitu piston dengan penampang SEBUAH1 dan SEBUAH2. Pada piston penampang SEBUAH2 diberi beban mobil yang beratnya 8.000 N. Jika luas SEBUAH2 = 10SEBUAH1 berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat mobil tersebut?

Diskusi:

Dikenal:

1669400876 304 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

diminta: F1 = …?

Diskusi:

Gaya yang diperlukan untuk mengangkat mobil didefinisikan sebagai:

1669400877 52 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, besarnya gaya untuk mengangkat mobil tersebut adalah 800 N.

Contoh soal 9

sebuah benda dicelupkan ke dalam air. Ternyata, 30% volume benda mengapung di permukaan air. Berapa massa benda ini?

Diskusi:

Dikenal:

1669400877 777 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Dicari: ρb =…?

Diskusi:

Untuk menentukan massa jenis suatu objek, gunakan “Quipper Solution” SUPER berikut ini.

1669400878 299 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, massa jenis benda tersebut adalah 700 kg/m3.

Contoh soal 10

Imelda membersihkan air yang menetes di atas meja menggunakan lembaran plastik halus dengan kecepatan 25 cm/s dan gaya 0,03 N. Di antara cairan dan meja terdapat lapisan setebal 0,2 mm. Di meja lain ada tumpahan gliserin yang bentuk dan ukurannya sama dengan tetesan air sebelumnya. Viskositas gliserin adalah 1,5 Ns/m2. Jika Imelda ingin membersihkan tumpahan gliserin dengan lembaran plastik lunak yang sama seperti sebelumnya, buatlah kesimpulan mengenai gaya yang diperlukan Imelda untuk membersihkan tetesan gliserin! (viskositas air = 0,00089 Ns/m2)

Diskusi:

Dikenal:

aysebuah = ayg = 25 cm/s = 0,25 m/s

Fsebuah = 0,03N

L = 0,2mm = 0,0002m

g = 1,5 Ns/m2

sebuah = 0,00089 Ns/m2

diminta: Fg =…?

Diskusi:

Pertama, Quipperian harus mencari luas penampang fluida, dalam hal ini tetesan air yang dibersihkan Imelda.

1669400878 494 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Karena bentuk dan ukuran droplet gliserin sama dengan air, maka luas fluida diasumsikan sama yaitu 0,027 m2.

Selanjutnya, tentukan gaya pembersihan tetesan gliserin menggunakan rumus yang sama seperti di atas.

1669400879 137 Contoh Soal Fluida Statis Lengkap dengan Pembahasannya

Jadi, kesimpulannya Imelda membutuhkan gaya sebesar 50,625 N untuk membersihkan tetesan gliserin.

Ternyata, mempelajari contoh soal fluida statis itu menyenangkan, bukan?

Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, silahkan bergabung dengan Quipper Video. Dengan Quipper Video, belajar menjadi lebih mudah dan menyenangkan. Salam Quippers!

Comment
Share:

Ad