10 Soal & Pembahasan Fluida Statis (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda
Sebelumnya, kita telah membahas 10
soal fluida statis (bagian 1). Kita akan lanjutkan 10 soal fluida statis
(bagian 2). Berikut soal dan pembahasannya.
Pilihlah jawaban yang tepat dari
pilihan di bawah ini.
11. Rendi adalah seorang mekanik
mobil. Customer ingin mengecek mesin yang berada di bagian bawah mobil. Oleh
karena itu, Rendi menggunakan pompa hidrolik untuk menaikkan mobil. Jika
perbandingan luas penampang kedua piston hidrolik adalah 1/4 dan berat mobil
15000 N, maka gaya tekan yang harus diberikan untuk menaikkan mobil adalah . .
.
a. 2750 N
b. 3250 N
c. 3750 N
d. 4125 N
e. 4750 N
Pembahasan :
P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
F1/1 = 15000/4
F1 = 3750
Jawaban C.
12. Perhatikan gambar berikut !
 | |
|
Jika perbandingan diameter kedua
piston adalah 1 : 5, maka gaya tekan yang diperlukan untuk mendorong batu 500 N
adalah . . .
a. 20 N
b. 50 N
c. 75 N
d. 100 N
e. 125 N
Pembahasan :
Jika D1 = 1D, maka r1 = 1/2 D. Hal ini menjadikan A1 = πr12= π(1/2 D)2
P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
F1/πr12
= F2/πr22
F1/π(D/2)2 = 500/π(5D/2)2
F1/1 = 500/25
F1 = 20 N
Jawaban A.
13. Perhatikan gambar berikut !
 | |
|
Gaya paling besar yang dibutuhkan
untuk menaikkan beban adalah . . .
a. Fa
b. Fb
c. Fc
d. Fa = Fb
e. Fa = Fc
Pembahasan :
Misal, luas penampang piston yang
dikenai gaya adalah A dan luas penampang bebannya adalah 2A.
*Gambar 1
P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
F1/A = 600/2A
F1 = Fa =
300
*Gambar 2
P1 = P2
F1/A1 = F2/A2
F1/A = 1000/2A
F1 = Fb = 500
*Gambar 3
P1 = P2 = P3
F1/A1 = F2/A2
= F3/A3
F1/A = 600/2A = 600/2A
F1 = 300 = 300
F1 = Fc =
300
Jadi, Fa = Fc
< Fb, gaya paling besar dimiliki Fb = 500 N
Jawaban B.
14. Gaya angkat ke atas (Archimedes)
yang bekerja pada sebuah benda di dalam zat cair sebanding dengan . . .
a. Berat benda
b. Massa jenis zat cair dan berat
benda
c. Massa jenis zat cair dan volume
benda yang tercelup
d. Massa jenis benda dan volume benda
seluruhnya
e. Massa jenis benda dan berat benda
Pembahasan :
Fangkat = ρfluida.g.Vtercelup
Jawaban C.
15. Rani menimbang berat balok. Saat
di udara, berat balok adaah 10 N. Ketika ditimbang di dalam air, berat balok
adalah 6 N. Gaya angkat yang dialami balok tersebut adalah . . .
a. 10 N
b. 8 N
c. 6 N
d. 4 N
e. 2 N
Pembahasan :
Fa = Wi – Wf
= 10-6 = 4 N
Jawaban D.
16. Berikut ini pernyataan yang tepat terkait
peristiwa terapung adalah. . .
a. Massa jenis benda lebih besar dari massa
jenis fluida
b. Massa benda lebih besar dari massa fluida
c. Gaya angkat ke atas lebih besar dari
berat benda
d. Volume benda yang tercelup sama dengan
volume benda
e. Tidak ada jawaban yang benar
Pembahasan :
*Benda terapung
-Massa jenis benda lebih kecil
daripada massa jenis fluida
-Massa benda lebih kecil daripada
massa fluida
-Gaya angkat dan gaya berat sama
besar di permukaan
-Volume benda yang tercelup tidak
sama dengan volume benda keseluruhan
Jawaban E.
17. Benda dalam keadaan terapung dengan 1/3
bagiannya tenggelam di dalam zat cair. Jika massa jenis benda 0,6 g/cm3,
maka massa jenis zat cair tersebut adalah . . .
a. 1,0 g/cm3
b. 1,6 g/cm3
c. 1,8 g/cm3
d. 1,2 g/cm3
e. 2,0 g/cm3
Pembahasan :
Gaya total benda mengapung
∑F = B – Fg
B – Fg = (ρfluida.g.Vtercelup)
– (m.g) = 0
(ρfluida.g.Vtercelup)
– (m.g) = 0
(ρfluida.g.Vtercelup)
– (ρbenda. Vkeseluruhan
.g) = 0
ρfluida.g.Vtercelup
= ρbenda. Vkeseluruhan.g
ρfluida.Vtercelup
= ρbenda. Vkeseluruhan
ρfluida. (1/3 V) =
0,6. (V)
ρfluida = 1,8
g/cm3
Jawaban C.
18. Es dengan massa jenis 0,9 g/cm3
dimasukkan ke dalam air. Peristiwa yang akan terjadi adalah. . .
a. 0,10 bagian tercelup dalam air
b. 0,25 bagian tercelup dalam air
c. 0,50 bagian tercelup dalam air
d. 0,75 bagian tercelup dalam air
e. 0,90 bagian tercelup dalam air
Pembahasan :
ρfluida.Vtercelup
= ρbenda. Vkeseluruhan
(1) Vtercelup = (0,9).(V)
Vtercelup = 0,9 V
Jawaban E.
19. Mark terdampar di tengah laut setelah
mencari harta karun di pulau terpencil. Ia hanya menggunakan satu rakit yang di
dalamnya juga terdapat peti emas harta karun. Rakit dalam keadaan nyaris
tenggelam (hanya sebagian kecil bagian di atas air). Agar Mark dapat terapung
setinggi-tingginya, yang harus ia lakukan adalah . . .
a. Membiarkan peti emas berada di atas rakit
b. Mengamankan peti di bagian bawah rakit
c. Menggantungkan peti dengan tali di bawah
rakit
d. Berenang dengan berpegangan rakit
e. Tidak ada jawaban benar
Pembahasan :
Gaya angkat peti emas bergantung
pada volume fluida yang ia pindahkan. Menyelupkan seluruh volume peti emas akan
menghasilkan gaya angkat yang maksimal. Kita tidak perlu meletakkannya jauh di
kedalaman tertentu.
Jawaban B.
20. Erli mencelupkan balok pada wadah yang
berisi air dan di atasnya terdapat minyak. 1/2 bagian balok tercelup ke dalam
air dan 1/4 bagian lain tercelup ke dalam minyak. Jika massa jenis air dan
minyak berturut-turut adalah 1,0 g/cm3 dan 0,8 g/cm3,
maka massa jenis balok tersebut adalah . . .
a. 0,5 g/cm3
b. 0,6 g/cm3
c. 0,7 g/cm3
d. 0,8 g/cm3
e. 0,9 g/cm3
Pembahasan :
W = Fair + Fminyak
mbenda.g = (ρair.g.Vtercelupdiair)
+ (ρminyak.g.Vtercelupdiminyak)
mbenda = (ρair.Vtercelupdiair)
+ (ρminyak.Vtercelupdiminyak)
mbenda = (1 (1/2)V) + (0,8
(1/4)V)
mbenda = (1/2 + 8/40) V
mbenda = (28/40)V
*Massa jenis benda
Ρbenda = mbenda/Vbenda
Ρbenda = (28/40)V/V
Ρbenda = 0,7 g/cm3
Jawaban C.