Sebuah mobil gagal melewati suatu tikungan dan tenggelam ke dalam danau yang dangkal dengan kedalaman 8m. a). jika luas pintu mobil 0,5 m^2, berapakah gaya yang diberikan pada bagian luar pintu oleh air? b). berapakah gaya yang diberikan pada bagian daam pintu oleh udara, dengan mengasumsikan bagian dalam mobil ada pada tekanan atmosfer? c). apa yang harus diakukan penumpang agar pintu dapat terbuka?. mohon bantuannya ya
Verified answer
Kelas: XI
Mata pelajaran: Fisika
Materi: Tekanan
Kata Kunci: Tekanan Udara, Tekanan Fluida
Pembahasan:
Sebuah mobil gagal melewati suatu tikungan dan tenggelam ke dalam danau yang dangkal dengan kedalaman 8 meter.
A). Jika luas pintu mobil 0,5 m², berapakah gaya yang diberikan pada bagian luar pintu oleh air?
Pada kaca mobil akan bekerja gaya akibat tekanan dari air yang mengelilingi mobil dan juga dari udara di atas permukaan air. Gaya (F) ini besarnya adalah sebesar luas permukaan pintu mobil (A) dikalikan dengan tekanan total dari tekanan udara (Po) dan tekanan air (Pi).
F = (Po + Pi) A
Besar dari tekanan udara (Po) pada kondisi standar adalah sebesar 1 atm, setara dengan 1,01 × 10^5 Pa.
Besar dari tekanan air (Pi) adalah sebesar perkalian massa jenis air (ρ), kedalaman air (h) dan percepatan grafitasi (g).
Pi = ρ.g.h
Pada kondisi standar, massa jenis air (ρ) adalah sebesar 1000 kg/m³ dan percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s². Sehingga tekanan air pada kedalaman 8 meter adalah:
Pi = ρ.g.h
= 1000 × 8 × 9,8
= 7,84 × 10^4 Pa
Sehingga gaya bekerja pada pintu seluas 0,5 m² adalah:
F = (Po + Pi) A
= (1,01 × 10^5 + 7,84 × 10^4) x 0,5
= (1,794 × 10^5) x 0,5
= 8,97× 10^4 Newton
B). Berapakah gaya yang diberikan pada bagian dalam pintu oleh udara, dengan mengasumsikan bagian dalam mobil ada pada tekanan atmosfer?
Di dalam mobil tidak ada air, hanya ada udara saja, sehingga gaya yang bekerja hanya gaya akibat tekanan udara, sebesar:
F = Po. A
= (1,01 × 10^5) x 0,5
= 5,05 × 10^4 Newton
C). Apa yang harus diakukan penumpang agar pintu dapat terbuka?
Di sini kita bisa melihat adanya perbedaan gaya antara gaya dari tekanan udara di dalam mobil dan gaya dari air dan udara dari luar mobil. Gaya dari luar mobil lebih besar, sehingga akan menyulitkan saat membuka pintu. Karena itu, agar bisa membuka pintu kita harus menghilangkan perbedaan tekanan, misalnya dengan menurunkan kaca dan membukanya.