Hukum Archimedes
21. Suatu benda volume 600 cm³, massa jenisnya 1,5 g/cm³, dimasukkan ke dalam zat cair (massa jenis = 0,9 g/cm³), berapa berat benda dalam zat cair tersebut jika g = 10 m/s²?
22. Sebuah benda tercelup dalam zat cair. Berat benda dalam zat cair 5 N. Kehilangan berat benda tersebut 10 N. Massa jenis benda 1500 kg/m³. Tentukan berat jenis zat cair! g = 10 m/s²
23. Gunung es yang berasal dari kutub utara terapung dalam air laut. Volum gunung es tersebut 51,5 m³. Massa jenis es 0,9 g/cm³. Massa jenis air laut 1,03 g/cm³. Berapa m³ bagian es yang berada di atas permukaan air laut ?
24. Sebuah benda melayang dalam minyak. Massa jenis minyak 0,8 g/cm³. Volum benda itu 800 cm³. Berapa massa benda itu?
25. Berat suatu benda di udara 20 N, volum benda itu 200 cm³. Berapa berat benda dalam ruang hampa ? Massa jenis udara 1,3 kg/m³ dan g = 10 m/s²
21. Suatu benda volume 600 cm³, massa jenisnya 1,5 g/cm³, dimasukkan ke dalam zat cair (massa jenis = 0,9 g/cm³), berapa berat benda dalam zat cair tersebut jika g = 10 m/s²?
22. Sebuah benda tercelup dalam zat cair. Berat benda dalam zat cair 5 N. Kehilangan berat benda tersebut 10 N. Massa jenis benda 1500 kg/m³. Tentukan berat jenis zat cair! g = 10 m/s²
23. Gunung es yang berasal dari kutub utara terapung dalam air laut. Volum gunung es tersebut 51,5 m³. Massa jenis es 0,9 g/cm³. Massa jenis air laut 1,03 g/cm³. Berapa m³ bagian es yang berada di atas permukaan air laut ?
24. Sebuah benda melayang dalam minyak. Massa jenis minyak 0,8 g/cm³. Volum benda itu 800 cm³. Berapa massa benda itu?
25. Berat suatu benda di udara 20 N, volum benda itu 200 cm³. Berapa berat benda dalam ruang hampa ? Massa jenis udara 1,3 kg/m³ dan g = 10 m/s²
JAWABAN DAN PENJELASAN :
21. Massa benda dapat dicari menggunakan rumus massa = massa jenis x volume
m = ρ V
Diketahui:
ρbenda = 1,5 g/cm³
Vbenda = 600 cm³
ρcair = 0,9 g/cm³
g = 10 m/s²
Maka massa benda = ρbenda x Vbenda = 1,5 g/cm³ x 600 cm³ = 900 g
Volume benda dalam zat cair dapat dicari menggunakan hukum Archimedes:
Vbenda dalam cairan = Vbenda - Vair yang digantikan
Vair yang digantikan = Vbenda x (ρbenda/ρcair) = 600 cm³ x (1,5 g/cm³/0,9 g/cm³) = 1000 cm³
Maka, Vbenda dalam cairan = 600 cm³ - 1000 cm³ = -400 cm³ (negatif karena volumenya berkurang)
Berat benda dalam zat cair dapat dicari menggunakan rumus berat = massa x percepatan gravitasi
Benda dalam cairan = massa benda dalam cairan x g
massa benda dalam cairan = ρcair x Vbenda dalam cairan = 0,9 g/cm³ x (-400 cm³) = -360 g (negatif karena volumenya berkurang)
Benda dalam cairan = (-360 g) x 10 m/s² = -3600 N (negatif karena berlawanan arah gravitasi)
Jadi, berat benda dalam zat cair tersebut adalah -3600 N (negatif karena arahnya berlawanan arah gravitasi).
22. Diketahui:
berat benda dalam zat cair = 5 N
kehilangan berat benda = 10 N
massa jenis benda = 1500 kg/m³
g = 10 m/s²
Kehilangan berat benda menunjukkan gaya apung yang dialami benda saat tercelup dalam zat cair. Oleh karena itu, gaya apung dapat dicari dengan rumus:
gaya apung = berat benda dalam udara - berat benda dalam cairan
berat benda dalam udara = massa benda x g = massa jenis benda x volume benda x g = 1500 kg/m³ x 0,005 m³ x 10 m/s² = 75 N
berat benda dalam cairan = 5 N
gaya apung = 75 N - 5 N = 70 N
Gaya apung dapat juga dihitung sebagai berat zat cair yang digantikan oleh benda. Dengan demikian, berat jenis zat cair dapat dicari menggunakan rumus berat jenis = massa jenis zat cair/ massa jenis benda
berat zat cair yang digantikan = massa benda x (ρcair - ρbenda) x g = 0,005 m³ x (0,9 kg/m³ - 1500 kg/m³) x 10 m/s² = 73,5 N
Maka, berat jenis zat cair dapat dicari dengan rumus
berat jenis zat cair = berat zat cair yang digantikan/ volume zat cair yang digantikan
volume zat cair yang digantikan = gaya apung/(ρg) = 70 N/(0,9 kg/m³ x 10 m/s²) = 7,78 x 10⁻³ m³
berat jenis zat cair = 73,5 N/7,78 x 10⁻³ m³ = 9442,2 kg/m³
Jadi, berat jenis zat cair tersebut adalah 9442,2 kg/m³.
23. Pertama, kita perlu menghitung massa gunung es tersebut:
Massa = volume x massa jenis
Massa = 51,5 m³ x 0,9 g/cm³ = 46,35 kg
Kita juga perlu menghitung berapa volume bagian gunung es yang berada di atas permukaan air laut. Karena massa jenis es lebih kecil dari massa jenis air laut, maka bagian gunung es yang berada di atas permukaan air laut akan terapung dengan sebagian volumenya berada di bawah permukaan air laut.
Kita bisa menggunakan prinsip Archimedes untuk menghitung volumenya:
Volume bagian di atas permukaan air laut = volume total - volume bagian di bawah permukaan air laut
Volume bagian di atas permukaan air laut = 51,5 m³ - (46,35 kg / 1,03 g/cm³) = 6,02 m³
Jadi, bagian gunung es yang berada di atas permukaan air laut memiliki volume sebesar 6,02 m³.
24. Massa benda dapat dihitung dengan mengalikan volumenya dengan massa jenis minyak:
Massa = volume x massa jenis
Massa = 800 cm³ x 0,8 g/cm³ = 640 g atau 0,64 kg
Jadi, massa benda tersebut adalah 0,64 kg.
25. Pertama kita harus mengubah volume benda menjadi meter kubik:
Volume benda = 200 cm³ = 0,0002 m³
Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus massa jenis:
Massa = massa jenis x volume
Massa = 1,3 kg/m³ x 0,0002 m³ = 0,00026 kg
Untuk menghitung berat benda dalam ruang hampa, kita menggunakan rumus berat:
Berat = massa x percepatan gravitasi
Berat = 0,00026 kg x 10 m/s² = 0,0026 N
Jadi, berat benda dalam ruang hampa adalah 0,0026 N atau sekitar 2,6 mN (milinewton).
JADIKAN JAWABAN TERBAIK YA TERIMA KASIH