Contoh Soal Hukum Archimedes, Konsep dan Pembahasan

Bunyi Hukum Archimedes : Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Gaya yang mengangkat benda tersebut adalah gaya angkat fluida (FA).

Hukum Archimedes

Ketika kita mengangkat benda di dalam air maka benda tersebut akan terasa ringan. Hal ini dikarenakan air memberikan gaya angkat ke atas pada benda tersebut. Sehingga akan mengurangi berat benda tersebut. Jadi, besarnya berat suatu benda di dalam fluida sama dengan berat benda di udara dikurangi dengan gaya angakat fluida. Atau secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

Keterangan :

Wf adalah berat benda di dalam fluida (N)

W adalah berat benda di udara (N)

FA adalah gaya angkat fluida (N)

ρf adalah massa jenis fluida (grm/cm^3 ataua Kg/m^3)

g adalah percepatan gravitasi bumi (m/s^2)

Vt adalah volume benda yang tercelup.

Salah satu gal yang paling penting di ingat adalah Vt, yaitu volume benda yang tercelup di dalam suatu fluida. Misalkan suatu benda memiliki volume V tercelup ¾ bagian di dalam suatu fluida. Maka Vt = ¾ V. Atau misalkan lagi suatu benda memiliki volume V mengapung pada suatu fluida dan ¾ bagian dari benda tersebut tidak tercelup, maka Vt = V – ¾ V = ¼ V. Karena yang tidak tercelup adalah ¾ bagian artinya yang tercelup sisanya yaitu ¼ bagian.

Untuk penurunan rumus Hukum Archimedes yang lebih lengkap lagi, Anda dapat membaca artikel saya sebelumya, yaitu

Fluida Statis, Tekanan Hidrostatis, Hukum Pascal, Archimedes, Rumus dan Contoh Soal

1. Contoh Soal Hukum Archimedes

Hitunglah gaya angkat fluida yang dirasakan oleh sebuah batu yang volumenya adalah 150 cm^3 bila dicelupkan kedalam sebuah alkohol ! (massa jenis alkohol adalah 0,8 g/cm^3)

Pembahasan :

Diketahui:

Ditanya : Gaya angkat fluida atau gaya angkat yang diberikan alkohol kepada batu tersebut?

Jadi, diperoleh gaya angkat fluida adalah 1,176 Newton.

Catatan : Vt adalah volume benda yang tercelup, karena benda tercelup selurhnya maka Vt = V. Dan jangan lupa untuk konversi satuan ke satuan internasionel (SI).

2. Contoh Soal Hukum Archimedes

Sepotong tembaga memiliki massa 100 grm, kemudian dicelupkan kedalam sebuah wadah yang berisi minyak. Tembaga ini menerima gaya angkat sebesar 0,09 N. Jika massa jenis minyak tanah adalah 0,8 grm/cm^3, tentukanlah massa jenis tembaga tersebut?

Pembahasan :

Diketahui:

Ditanya : Tentukanlah massa jenis tembaga tersebut?

Jadi, massa jenis tembaga tersebut adalah 8,71 grm/cm^3

3. Contoh Soal Hukum Archimedes

Sepotong perak massanya 100 grm. Di dalam bensin yang massa jenisnya 0,7 grm/cm^3 berat benda tersebut adalah 0,65 N. Hitunglah berat benda tersebut jika dimasukkan kedalam minyak tarbatin yang memiliki massa jenis 0,87 grm/cm^3?

Pembahasan:

Ingat : Berat benda di dalam fluida adalah berat benda di udara dikurangi dengan gaya angakat fluida. Misalkan berat benda di udata adalah W, betar benda didalam bensi adalah Wb dan berat benda di dalam tarbatin adalah Wt. Maka diperoleh

#Amati Bensi

Fluida berupa bensin, maka berat benda di dalam bendi adalah berat benda diudara di kurang dengan gaya angkat fluida (bensi). Karena fluida adalah bensin, maka massa jenis fluida adalah massa jenis bensin (ρb)

#Amati Tarbatin

Fluida berupa tarbatin. Berat benda di dalam tarbatin akan sama dengan berat benda di udara yang dikurangi dengan gaya nagakat fluida. Karena fluida berupa Tarbatin, maka massa jenis fluida yang digunakan adalah massa jenis tarbatin (ρt)

Tuliskan apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan :

Dapat dilihat pada pers (2) massa jenis tarbatin dan massa jenis bensi adalah perbandinga, maka kita tidak perlu merubah satuan massa jenis ke satuan SI.

Ditanya : Hitunglah berat benda tersebut jika dimasukkan kedalam minyak tarbatin ?

Jawab :

Substitusikan nilai yang diketahu ke persamaan (2)

Jadi, berat benda tersebut di dalam minyak tarbati adalah 0,57 N.

4. Contoh Soal Hukum Archimedes

Berat spotong besi di dalam minyak tanah yang memiliki massa jenis 0,8 grm/cm^3 adalah 0.8795 N. Jika berat besi tersebut di udara adalah 0.98 N. Tentukanlah massa jenis besi tersebut?

Pembahasan :

Diketahui:

Wt = 0.8795 N (Berat besi di dalam minyak tanah)

W = 0,98 N (Berat besi di udara)

ρt = 0,8 grm/cm^3 (massa jenis minyak tanah)

Ditanya : Tentukanlah massa jenis besi tersebut?

Ingat : Jika fluida berupa minyak tanah. Maka berat benda di dalam minyak tanah sama dengan berat benda di udara yang dikurangi dengan besarnya gaya angkat minyak tanah.

Jadi, massa jenis besi tersebut adalah 7,8 grm/cm^3

Konsep Hukum Archimedes Pada Benda Mengapung.

5. Contoh Soal Hukum Archimedes – Mengapung

Sebuah benda terapung pada suatu zat cair dengan 2/3 bagian benda itu tercelup. Jika massa jenis benda tersebut adalah 0,6 gr/cm^3 , Tentukanlah massa jenis zat cair tersebut?