SOAL JAWAB FLUIDA STATIS FISIKA KELAS XI
1. Tekanan hidrostatik bergantung pada:
(1) tinggi permukaan zat cair;
(2) luas permukaan zat cair;
(3) percepatan gravitasi bumi;
(4) massa jenis zat cair.
Pernyataan yang benar adalah.....
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (1), (2), dan (4)
D. (1), (3), dan (4)
E. semua benar
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: Tekanan hidrostatik: P = ρ.g.h, dengan demikian tekanan hidrostatik bergantung pada: massa jenis (ρ), percepatan gravitasi (g) dan kedalaman zat cair (h). Jawaban yang tepat adalah (1), (3), (4)
2. Sebuah kolam renang mempunyai kedalaman 5 m dan luas permukaan kolam 50m². Jika tekanan udara luar 105 Pa, percepatan gravitasi 10 m/s², dan massa jenis air 10³ kg/m³, tekanan total pada dasar kolam adalah....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} P &= P_o + P_H\\ P&= 10^5 + \rho gh\\ P &= 10^5 + 1000 .10.50\\ P &= 10^5 + 50000\\ P &= 10^5+0,5.10^5\\ P &= 1,5 x 10^5 Pa\end{align*}
3. Perhatikan gambar berikut.
ika tekanan udara luar 1 atm,besarnya tekanan udara dalam tabung P adalah.... (Diketahui: Selisih permukaan raksa adalah 2cm.Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} P_{gas} &= P{bar} + \Delta h\\ P{gas} &= 76cmHg + 2cmHg\\ P{gas} &= 78cmHg\end{align*}
4. Sebuah gelas dimasukkan dengan arah terbalik ke dalam air. Ternyata, air tidak dapat masuk sepenuhnya ke dalam gelas seperti terlihat pada gambar berikut.
Perbedaan tinggi air di dalam dan di luar gelas 4 cm. Jika tekanan udara luar 10$^5$ Pa dan g = 10 m/s², tekanan udara di dalam gelas adalah....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} P &= P_o + P_H\\ P& = 10^5 + \rho gh\\ P &=10^5 + 1000 .10.0,04\\ P &= 10^5 + 400\\ P &=10^5+0,004.10^5\\ P&= 1,004 x 10^5 Pa\end{align*}
5. Sebuah bejana berhubungan mula-mula berisi air dalam keadaan setimbang. Kemudian, pada salah satu kakinya diisi minyak sehingga air terdesak 2 cm dari keadaan setimbangnya. Jika massa jenis air 1g/cm³ dan massa jenis minyak 0,8 g/cm³, tinggi minyak di dalam bejana adalah...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} P_{a} &= P_m\\ \rho _a.g.h_a &= \rho _m.g.h_m\\ 1.10.2 &= 0,8.10.h_m\\ 20 &= 8 h_m\\ h_m &= 2.5 cm\end{align*}
6. Perhatikan gambar berikut.
Selisih tinggi air 4 cm. Massa jenis air 1 g/cm³, massa jenis minyak 0,8g/cm³ dan massa jenis alkohol 0,64 g/cm³. Adapun tinggi permukaan air pada kaki A dan kaki B sama, tinggi kolom cairan alkohol yang harus dituangkan ke dalam kaki A adalah....Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Tinggi permukaan air pada kaki A dan kaki B sama, tinggi alkohol adalah adalah:
\begin{align*} \rho _{Al}.h_{Al} &= \rho _a.h_a\\ 0,64.h_{Al}&= 1.4\\ h_{Al} &= \frac{4}{0,64}\\ h_m &= 0,625m=6,25 cm\end{align*}
7. Semakin dalam seseorang menyelam di dalam sebuah kolam....
a. Tekanan hidrostatik yang dialami tetap, gaya ke atasnya juga tetap.
b. Tekanan hidrostatik yang dialami bertambah, gaya ke atas juga bertambah.
c. Tekanan hidrostatik yang dialami tetap, gaya ke atasnya bertambah.
d. Tekanan hidrostatik yang dialami bertambah, gaya ke atasnya tetap.
e. Tekanan hidrostatik yang dialami bertambah, gaya ke atasnya berkurang.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Semakin dalam seseorang menyelam, maka semakin besar juga tekanan air terhadap orang tersebut. sedangkan gaya angkat Archimedes tidak berpengaruh terhadap kedalaman air.
8. Sebuah balok kayu massanya m dan volumenya V dicelupkan ke dalam air yang mempunyai massa jenis 1 gc/m³. Volume balok yang tampak di atas permukaan air sebesar 20%. Dari data tersebut, dapat ditentukan massa jenis balok kayu adalah....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} V^{'}&=V-0,2V\\\frac{\rho _{b}}{\rho _c}V&=0,8V\\\frac{\rho _{b}}{1}V&=0,8V\\\rho _{b}&=0,8\, g.cm^{-3}\end{align*}
9. Sebuah bendungan menampung air dengan ketinggian 5 meter.
Jika panjang dinding bendungan 40 meter, besarnya gaya yang dibutuhkan oleh dinding bendungan untuk menahan air adalah...Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} F&=P.A=\rho gh(pl)\Rightarrow p=h\\F&=1000.10.5(5.50)\\P&=10^7Pa\end{align*}
10. Dari gambar berikut, massa jenis air 1 g/cm³ dan massa jenis minyak 0,8 g/cm³.
Kubus dengan panjang sisinya 10 cm, berada 20% di dalam air. Massa kubus kayu tersebut adalah....Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} W _{k} &= F_{a} + F_{m}\\ \rho _{k}. g . V b &= \rho_{a} . g . V_{a} + \rho_{m} . g . V_{m} \\ \rho _{k}. Vb &= 1 . 0,2 Vb + 0,8 . 0,8 Vb\\ \rho _{k} .Vb&= 0,2Vb + 0,64 Vb\\ \rho _{k} &= 0,84 g.cm^{-3}\\m &= \rho x Vb\\ m &= 0,84 . S^3\\ m &= 0,84 . 10^3kg\\ m &= 840 gram\end{align*}
11. Sebuah benda jika ditimbang di udara massanya 40 kg. Jika ditimbang di dalam air, massanya seolah-olah menjadi 25 kg. Akan tetapi, jika ditimbang di dalam suatu cairan lain, massanya seolah-olah menjadi 10 kg. Jika massa jenis air 1 g/cm³, massa jenis cairan tersebut adalah....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} \frac{m_{u}-m_{a}}{\rho _{a}}&=\frac{m_{u}-m_{c}}{\rho _{c}}\\\frac{40-25}{1}&=\frac{40-10}{\rho _{c}}\\15&=\frac{30}{\rho _{c}}\\\rho _{c}&=2gr.cm^{-3}\end{align*}
12. Buyung, massanya 10 kg, duduk di atas sebuah pelampung yang terbuat dari ban dalam mobil. Ternyata, 80% ban tersebut masuk ke dalam air. Jika massa ban adalah 2 kg dan massa jenis air 1 g/cm³, volume ban yang dipakai sebagai pelampung sebesar....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} m&= \rho V^{'}\\m_{balon}+m_{orang}&= \rho_c V_{balon}\\2+10&=1000.0,8V_{balon}\\V_{balon}&= \frac{12}{800}=0,015m^3\\V_{balon}&= 15dm^3\end{align*}
13). Sebuah ban dalam mobil digunakan sebagai alat apung di dalam sebuah kolam renang. Massa ban 2 kg dan volumenya 5 x 10-2 m³. Jika diketahui massa jenis air 10³ kg/m³, massa maksimum seseorang yang masih dapat terangkat oleh ban tersebut adalah...
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} m&=\rho _{c}V^{'}\\m_{o}+m_{b}&=\rho _{c}V^{'}\\m_{o}+2&=1000.5.10^{-2}\\m_o&=50-2=48kg\end{align*}
14. Balon udara volumenya 500 m³ berisi gas yang mempunyai massa jenis 0,1 kg/m³. Jika massa jenis udara disekitar balon 1,1 kg/m³ dan massa balon 225 kg, beban maksimum yang dapat diangkat oleh balon udara tersebut adalah....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \begin{align*} m&=\Delta \rho V^{'}\\m_{balon}+m_{beban}&=\Delta \rho V_{balon}\\m_{beban}+225&=(1,1-0,1)500\\m_{beban}&=500-225\\m_{bebsn}&=275kg\end{align*}
15. Serangga dapat berdiri di atas permukaan air akibat adanya....
a. gaya Archimedes
b. gaya Pascal
c. gaya regangan
d. tegangan permukaan
e. sifat kapilaritas
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: Serangga dapat berdiri di atas permukaan air akibat adanya tegangan permukaan.
