Soal Fisika SMA kelas 11 Tentang Fluida Statis dan Pembahasannya

Berikut ini Soal-soal Fisika SMA kelas 11 Tentang Fluida Statis dan Pembahasannya:

1. Seekor ikan berada pada kedalaman 7 m dari permukaan air sebuah danau. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 9,8 m/s², berapakah tekanan hidrostatik yang dialami ikan?

Pembahasan

Diketahui:

h = 7 m

r air= 1.000 kg/m³

percepatan gravitasi = g = 9,8 m/s²

Ditanya: P_h = ... ?

Jawab:

P_h = r .g.h = 1.000 x 9,8 x 7 = 68600 N/m²

2. Sebuah tabung diisi raksa setinggi 20 cm dan air setinggi 80 cm dari permukaan raksa. Jika massa jenis raksa 13,6 g/cm³, massa jenis air 1 g/cm³ dan g = 10 m/s², hitunglah tekanan hidrostatis pada dasar tabung!

Pembahasan

Diketahui :

Ketinggian raksa = h₁ = 20 cm = 0,2 m

Ketinggian air = h₂ = 80 cm = 0,8 m

massa jenis raksa = ρ₁ = 13,6 g/m³ = 13.600 kg/m³

massa jenis air = ρ₂ = 1 g/cm³ = 1000 kg/m³

g = 10 m/s²

Ditanya : P_h= ...?

Jawab:

P_h = P₁ + P₂

P_h = ρ₁ . h₁ . g + ρ₂ . h₂ . g

P_h = 13.600 x 0,2 x 10 + 1000 x 0,8 x 10

P_h = 27.200 + 8.000

P_h= 35.200 N/m²

3.Suatu tempat di dasar danau memiliki kedalaman 10 m. Diketahui massa jenis air danau 1 g/cm², percepatan gravitasi g = 10 m/s², dan tekanan di atas permukaan air sebesar 1 atm. Hitunglah tekanan total di tempat tersebut!

Pembahasan

Diketahui :

h = 10 m

ρ = 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³

g = 10 m/s²

P₀ = 1 atm = 1,013 × 10⁵ pa

Ditanyakan : P _total = ... ?

Jawab:

Tekanan total

P_total = P₀ + P_h

= (1,013 × 10⁵) + (1000 x 10 x 10)

= (1,013 × 10⁵) + (10⁵)

= 2,013 x 10⁵

4. Sebuah pipa berbentuk pipa U berisi air dan minyak. Tinggi kolom minyak 16 cm dan tinggi kolom air 12 cm. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³, maka hitunglah massa jenis minyak tersebut!

pembahasan

Diketahui :

h _minyak = 16 cm = 0,16 m

h _air = 12 cm = 0,12 m

ρ _air = 1.000 kg/m³

Ditanyakan: ρ _m = ................. ?

Jawab :

P _minyak = P _air

ρ _m × g × h _m = ρ _air × g × h _air

ρ _m × h _m = ρ _air × h _air

ρ _m × 0,16 = 1000 × 0,12

ρ _m × 0,16 = 120

ρ _m = 750

Jadi massa jenis minyak tersebut adalah 750 kg/m³

5. Sebuah dongkrak hidrolik masing-masing penampangnya berdiameter 20 cm dan 80 cm. Berapakah gaya minimal yang harus dikerjakan pada penampang kecil untuk mengangkat mobil yang beratnya 14.000 N?

Pembahasan

Diketahui: d₁= 20 cm = 0,2 m

d₂ = 80 cm = 0,8 m

F₂ = 14.000 N

Ditanya: F₁ = .... ?

Jawab:

F₁: d₁²= F₂: d₂²

F₁= (d₁/ d₂)²x F₂

F₁= (0,2/ 0,8)²x 14.000

F₁= 0,0625 x 14.000

F₁= 875 N

6. Sebuah besi yang volumenya 0,005 m³ tercelup seluruhnya di dalam air. Jika massa jenis air 10³ kg/m³, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut!

Pembahasan

Diketahui :

V = 0,005 m³

ρ = 10³ kg/m³

g = 9,8 m/s²

Ditanyakan: F_A = ...?

Jawab :

F_A = ρ_f × V × g

= 10³ × 0,005 × 9,8

= 49 N

Jadi, gaya ke atas yang di alami besi sebesar 49 N.

7. Suatu benda yang massa jenisnya 600 kg/m³ dimasukan kedalam tabung yang berisi suatu cairan. Jika hanya 4/5 volume benda yang tercelup kedalam cairan, hitunglah massa jenis zat cair tersebut ?

Pembahasan