7 Contoh Soal Hukum Archimedes dan Jawaban Lengkapnya
Hukum Archimedes merupakan salah satu prinsip ilmu fisika yang ditemukan oleh tokoh ilmuwan asal Yunani, yakni Archimedes.
Tak hanya fisika, Archimedes juga menekuni bidang lainnya. Adapun yang termasuk di dalamnya yaitu astronomi teknik, filsafat dan matematika.
Ilmuwan ini secara perdana mendapatkan temuan ketika sedang mandi. Ia memperhatikan air yang tumpah dari sebuah bak. Disimpulkan bahwa hal tersebut dipengaruhi oleh berat badannya ketika masuk ke dalam bak mandi.
Pengertian dan Bunyi Hukum Archimedes
Hukum Archimedes berbunyi suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.
Halliday dan Resnick melalui buku Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (1987) menjelaskan bahwa ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, maka zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, dimana besarnya gaya ke atas (gaya apung) sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.
Serway dan Jewett di dalam bukunya yang berjudul Fisika untuk Sains dan Teknik (2009) juga menjelaskan bahwa prinsip Archimedes membuktikan bahwa sebuah benda akan mengapung di dalam fluida jika massa jenis suatu benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair.
Tak hanya itu, kali ini Katadata.co.id juga ingin memberitahu sejumlah contoh soal hukum Archimedes yang bisa dijadikan bahan pembelajaran. Dirangkum dari situs Gramedia.com, berikut daftarnya.
1. Contoh Soal Hukum Archimedes
Sebuah balok tercelup seluruhnya dalam minyak. Bila volume balok 8 m³, tentukan berat balok dalam minyak tanah yang memiliki massa jenis 800 kg/m³ , berapakah gaya angkat yang dialami balok
Penyelesaian
Diketahui :
Volume balok : V = 8 m³
gravitasi : 10 N/ Kg
Massa jenis minyak ρ = 800 kg /m³
Ditanya: gaya angkat Fa?
Jawab:
Fa = ρ . g . V
= 800 kg/ m³ . 10 N/kg . 8 m³
= 64.000 N.
2. Contoh Soal Hukum Archimedes
Diketahui balok dengan tinggi 30 cm mempunyai massa jenis 750 kg/m³ mengapung di atas zat cair yang massa jenisnya 1.200 kg/ m³ tinggi balok yang muncul ke permukaan..
Penyelesaian :
Tinggi balok = 30 cm³
= 30 m³
1.000.000
= 3
100.000
= 3. 10⁵m³
Massa jenis balok : ρbalok= 750 kg /m
Massa jenis zat cair : ρcair= 1.200kg /m³
Volume balok keseluruhan = Vt
Volume balok yang tenggelam : V1
Ditanya: tinggi balok yang muncul di permukaan
ρzatcairV1= ρbenda. Vtotal
1.200 V1 = 750 Vt
V1 = 750 Vt
1.200
V1 = 75 Vt
120 kita bagi 15
V 1 = 5 Vt
8
Jika keseluruhan balok dianggap 1 bagian
Maka tinggi balok yang muncul dipermukaan bisa kita cari
V2 = Vt – V1
= 1 – ⅝ V
= ⅜
Karena V total = 30 cm
Maka V2 = ⅜ .30 cm
= 11,25 cm
Jadi V2 atau tinggi yang muncul di permukaan 11,25 cm.
3. Contoh Soal Hukum Archimedes
Sebuah batu tercelup seluruhnya dalam minyak. Bila volume balok 10 cm³, tentukan berat balok dalam air yang memiliki massa jenis 8
1000 kg/m³ , berapakah gaya angkat yang dialami balok (gravitasi: 10 N/kg)
Penyelesaian:
Diketahui:
Volume balok : V = 10 cm³
= 10______
1.000.000
= 1________
100.000
= 10-6 m³
gravitasi : g = 10 N/ kg
Massa jenis air : ρ = 1000 kg /m³
Ditanya: gaya angkat Fa?
Jawab:
Fa = ρ . g . V
= 1000 kg/ m³ . 10 N/kg . 10-6 m³
= 103 . Kg/ m³ .10 N/kg. 10-6 m³
= 10-2 N
= 0,01 N
4. Contoh Soal Hukum Archimedes
Berat sepotong logam di udara 0,63 N. Jika ditimbang dalam minyak tarbantin, logam mengalami pengurangan berat sebesar 0,0522 N. Berapakah beratnya jika ditimbang bensin? Diketahui massa jenis bensin 700 kg/ m³ dan massa jenis minyak tarbantin 870 kg/ m³
Diketahui:
Gaya angkat minyak tarbantin :Fa1 = 0,0522 N
Massa jenis minyak tarbantin : ρ1= 870 kg /m³
Massa jenis bensin : ρ1= 700 kg /m³
Fa1= ρ1. g . V
0,0522 N = 870kg/m³ . 10 N/ Kg . V
0,0522 N = 8700 N/ m³ V
V = 0,0522 N
8700 N
= 522.10-4 N
87.10² N/m³
= 6.10-6 m³
Kita cari gaya angkat bensin
Fa2= ρ2. g . V
= 700kg/m³ . 10 N/ Kg . 6.10-6 m³
= 7.10² kg/m³ .10 N/ Kg . 6.10-6 m³
= 42.10-3 N
= 0,042 N
Jadi , berat logam dalam bensin adalah selisih gaya angkat pada minyak tarbantin dengan bensin
W logam = 0,63 N – 0,042 N
= 0,588N.
5. Contoh Soal Hukum Archimedes
Sebuah bola tercelup seluruhnya dalam air. Bila air massa jenis 1.000 kg/m³ , dan gaya angkat yang dialami bola 0, 2 N
Berapakah volume bola ?
Penyelesaian:
Diketahui:
Gaya angkat : Fa = 0,2 N
gravitasi : 10 N/ Kg
Massa jenis air : ρ = 1.000 kg /m³
Ditanyakan : volume : V = …?
Jawab:
Fa = ρ . g . V
0,2 N = 1000 kg/m³ . 10 N/ Kg . V
0,2 N = 10.000. V N. m³
0,2 N = 10⁴ . V. N/ m³
V = 0,2 N
10⁴ N/ m³
= 2.10³ m³
= 2.000 m³.
6. Contoh Soal Hukum Archimedes
Sepotong es memiliki massa jenis 900 kg/ m³ terapung di air laut yang massa jenisnya 1.030 kg/m³. Bila volume bagian es yang menonjol di air laut 0,65 m³. Berapakah volume es seluruhnya?
Penyelesaian
Diketahui:
Massa jenis es: ρes = 900 kg/ m³
Massa jenis air: ρair = 1.030 kg/ m³
Volume menonjol :V1 = 0,65 m³
Misalnya volume es seluruhnya kita simbolkan dengan Vtotal
ρair.Vair= ρes . Vtotal
1.030 kg/ m³ ( Vtotal-V1) m³= 900. Vtotal
1.030 kg/ m³ ( Vtotal – 0,65 m³) = 900 kg/ m³ .Vtotal
1.030 kg/ m³ Vtotal – (1.030.0,65 kg/m³ .m³) = 900 kg/ m³. Vtotal
1.030 kg/ m³ Vtotal – (6.695 kg / m³.m³) = 900 kg / m³ .Vtotal
(1.030 Vtotal – 900 Vtotal) kg/ m³= 669,5 kg /m³.m³
130 kg / m³. Vtotal = 669,5 kg / m³.m³
Vtotal = 669,5 kg/m³.m³
130 kg/ m³
= 5,15 m³.
7. Contoh Soal Hukum Archimedes
Sebuah benda bermassa jenis 1.200 kg/ m³ terapung pada zat cair 1/5nya, massa jenis benda tersebut adalah…
Penyelesaian:
Diketahui
Massa jenis zat cair : ρ1= 1200 kg/ m³
Volume terapung = V1
Volume total = V1
V1= ⅕ Vt
Volume tercelup= V2
V2= Vtotal – V1
= 1- ⅕
= ⅘ Vt
Ditanya:
massa jenis benda: ρbenda
Jawab:
ρ1.Vt = ρbenda. V2
1200 kg/ m³. Vt = ρbenda. ⅘ Vt
ρbenda= 1200 kg/ m³. Vt
⅘ Vt
= 960 kg / m³.
Demikian beberapa contoh soal hukum archimedes beserta penjelasannya. Beberapa contoh soal tersebut diharapkan mampu memberikan Anda penjelasan lebih dalam mengenai hukum Archimedes.
