Question

Sebuah balon yang sangat ringan ( massa karet balon diabaikan) diisi udara dan dilepaskan dari dasar sebuah kolam. jika kerapatan udara di dalam balon 1 kg/m3 , kerapatan air dalam kolam 1000 kg/m3, volume balon 0,1 m3, kedalaman kolam 2 m, dan percepatan gravitasi g= 10 m/s2, kecepatan balon tepat saat mencapai permukaan air adalah...
mohon bantuannnya

Answer 1

Dik : ρ = 1 Kg/m³ 
        ρa =1000 kg/m³
        V =  0,1 m³
           Kedalaman kolam = 2m
            g = 10 m/s²
Dit : v2 = ?
Peny :
Gaya-gaya yang dialami balon : 
gaya berat
⇒w = m xg
⇒ w = ρ x V x g
⇒ w = 1 x 0,1 x 10 = 1 N 
Gaya apung
Fa = ρa x V x g
⇒ Fa = 1000 x 0,1 x 10 = 1000 N 
Resultan gaya pada balon
⇒ F = Fa - w
⇒ F = 1000 - 1 = 999 N 
Sehingga :
⇒W = ΔEk
⇒W = F x S ΔEk
⇒W = 1/2 m (v2² -v1²) 
⇒ F x S = 1/2 m (v2² - v1²) 
⇒999 x 2 = 1/2 x 0,1 (v2² - 0) 
⇒1998 = 0,05 x v2²
⇒ v2² = 1998/0,05 
⇒ v2 = √1998/0,05
⇒ v2= 199,8  atau 200 m/s