Pembahasan Soal Masuk PTN – Fisika (Fluida Statis) [2]

Soal

Tinjau suatu benda yang memiliki massa jenis \rho_0. Jika benda tersebut dimasukkan ke dalam fluida maka sebanyak \frac{3}{4} bagian volumenya tercelup di dalam fluida tersebut. Hitunglah massa jenis fluida!

(A) \rho_0
(B) \frac{2 \cdot \rho_0}{3}
(C) \frac{3 \cdot \rho_0}{2}
(D) \frac{3 \cdot \rho_0}{4}
(E) \frac{4 \cdot \rho_0}{3}

Pembahasan

Sekarang, kita akan menggunakan prinsip hukum Newton dan gaya apung untuk menyelesaikan soal di atas. Gaya apung adalah gaya yang bekerja pada suatu benda ketika benda tersebut berada di dalam suatu fluida. Besarnya gaya apung ini sama dengan berat air yang digantikan oleh benda tersebut.

(1)   \begin{equation*}\begin{split}F &= m_air \cdot g \\F &= \rho g V_{tercelup}\end{split}\end{equation*}

Benda pada soal tidak bergerak menuju ke permukaan atau semakin tenggelam, dengan kata lain kita dapat menyebut Benda tersebut diam. Sehingga total gaya yang bekerja akan sama dengan 0.

Dua gaya bekerja pada benda. Yang pertama adalah gaya apung, dan yang berikutnya adalah gaya berat.

(2)   \begin{equation*}\begin{split}F &= 0 \\\rho_{fluida} g V_{tercelup} - mg &= 0 \\\rho_{fluida} g \frac{3}{4}V &= rho_{0} V g  \\\rho_{fluida} &= \frac{4}{3} rho_{0}\end{split}\end{equation*}

Yuk! Bagikan.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *