Contoh Soal Hukum Archimedes: Latihan dan Pembahasan

2025-02-15 by admin
Contoh Soal Hukum Archimedes: Latihan dan Pembahasan

Memahami Hukum Archimedes

Hukum Archimedes merupakan prinsip fisika dasar yang menjelaskan gaya apung pada benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya dalam fluida (cair atau gas). Contoh soal hukum Archimedes berikut akan membantu Anda memahami dan mengaplikasikan hukum ini. Mari kita mulai!

Contoh Soal Hukum Archimedes dan Pembahasannya

Berikut beberapa contoh soal hukum Archimedes dengan tingkat kesulitan yang bervariasi:

Soal 1: Sebuah kubus besi dengan panjang sisi 10 cm tercelup seluruhnya dalam air. Jika massa jenis besi 7800 kg/m³ dan massa jenis air 1000 kg/m³, tentukan gaya apung yang bekerja pada kubus besi tersebut. (g = 10 m/s²)

Pembahasan:

  1. Hitung volume kubus: V = s³ = (0.1 m)³ = 0.001 m³

  2. Hitung berat kubus: W = m.g = ρ.V.g = (7800 kg/m³)(0.001 m³)(10 m/s²) = 78 N

  3. Hitung gaya apung: Fa = ρ_air.V.g = (1000 kg/m³)(0.001 m³)(10 m/s²) = 10 N

    4. Jawaban: Gaya apung yang bekerja pada kubus besi adalah 10 N.

    Soal 2: Sebuah benda dengan massa 5 kg terapung di air. Jika 2/5 bagian volume benda tercelup dalam air, tentukan massa jenis benda tersebut. (ρ_air = 1000 kg/m³)

    Pembahasan:

  4. Gaya apung sama dengan berat benda karena benda terapung: Fa = W = m.g = 5 kg x 10 m/s² = 50 N

  5. Fa = ρair.Vtercelup.g => 50 N = (1000 kg/m³)(2/5 V). (10 m/s²)

  6. Seleseikan persamaan untuk mencari V (volume total benda): V = 0.025 m³

  7. Hitung massa jenis benda: ρ_benda = m/V = 5 kg / 0.025 m³ = 200 kg/m³

    8. Jawaban: Massa jenis benda adalah 200 kg/m³.

    Soal 3: Sebuah balon udara berisi gas helium memiliki volume 1000 m³. Jika massa jenis helium 0.179 kg/m³ dan massa jenis udara 1.29 kg/m³, tentukan gaya angkat maksimum yang dapat dihasilkan balon tersebut. (g = 10 m/s²)

    Pembahasan:

    Gaya angkat = (ρudara - ρhelium) V g = (1.29 kg/m³ - 0.179 kg/m³) 1000 m³ 10 m/s²

    Jawaban: Hitung sendiri nilai gaya angkatnya.

    Tips Mempelajari Hukum Archimedes

    • Pahami definisi gaya apung dan bagaimana cara menghitungnya.

    • Kuasai konsep massa jenis dan hubungannya dengan gaya apung.

    • Latih soal-soal contoh soal hukum Archimedes secara rutin.

    • Gunakan gambar dan diagram untuk memvisualisasikan konsep.

Tanya Jawab Seputar Hukum Archimedes

Q: Apa perbedaan antara benda yang tenggelam, mengapung, dan melayang?

A: Benda tenggelam jika gaya beratnya lebih besar dari gaya apung. Benda mengapung jika gaya beratnya sama dengan gaya apung. Benda melayang jika gaya beratnya lebih kecil dari gaya apung, tetapi tidak cukup untuk mengangkatnya sepenuhnya ke permukaan.

Q: Apakah Hukum Archimedes berlaku di luar Bumi?

A: Ya, Hukum Archimedes berlaku di mana saja terdapat fluida, termasuk di luar angkasa jika ada fluida dalam kondisi tanpa gravitasi. Namun, nilai percepatan gravitasi (g) akan berpengaruh pada besar gaya apung.

Q: Bagaimana cara mencari volume benda yang bentuknya tidak beraturan?

A: Untuk benda dengan bentuk tak beraturan, volume dapat ditentukan dengan metode perpindahan volume. Celupkan benda tersebut ke dalam wadah berisi air dan ukur perubahan volume air.

Semoga contoh soal hukum Archimedes di atas bermanfaat! Jangan ragu untuk berlatih lebih banyak untuk menguasai konsep ini. Selamat belajar!

Related Post