12 Contoh Soal Hukum Archimedes Lengkap dengan Pembahasannya
Hukum Archimedes merupakan salah satu prinsip atau teori pada ilmu fisika yang dipelajari di bangku sekolah. Pengenalan diberikan oleh guru sejak Sekolah Menengah Pertama (SMP).
Diketahui bahwa Hukum Archimedes dicetuskan oleh ilmuwan Yunani bernama Archimedes. Selain fisika, ia juga menggeluti keilmuan seperti matematika, astronomi, fisika, teknik, dan filsafat.
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.
Terkait dengan itu, kali ini kami ingin membahas lebih lanjut tentang contoh soal hukum Archimedes yang bisa dijadikan bahan belajar. Berikut lengkapnya.
Kumpulan Contoh Soal Hukum Archimedes
Contoh Soal Hukum Archimedes 1
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
Contoh Soal Hukum Archimedes 2
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
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
Contoh Soal Hukum Archimedes 3
Sebuah batu tercelup seluruhnya dalam minyak.Bila volume balok 10 cm³, tentukan berat balok dalam air yang memiliki massa jenis 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
Contoh Soal Hukum Archimedes 4
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 tarbatin :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
Contoh Soal Hukum Archimedes 5
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
Contoh Soal Hukum Archimedes 6
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
Contoh Soal Hukum Archimedes 7
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
Contoh Soal Hukum Archimedes 8
Mengapa kapal laut dapat mengapung di atas air berdasarkan prinsip Hukum Archimedes.
a. Kapal laut memiliki massa yang sangat besar.
b. Gaya apung kapal laut lebih kecil dari berat kapal laut.
c. Kapal laut dapat menghasilkan gaya apung sendiri.
d. Kapal laut tidak terpengaruh oleh gaya apung.
Jawaban: B
Contoh Soal Hukum Archimedes 9
Diketahui sebuah benda bervolume 0,5 m3 tercelup seluruhnya dalam zat cair yang massa jenisnya 1500 kg/m3. Jika g = 10 m/s2 maka benda akan mengalami gaya ke atas sebesar. . .
Pembahasan:
V = 0,5 m3
ρ = 1500 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya: Fɑ
Jawaban:
Fɑ = ρ x g x V
Fɑ = 1500 x 10 x 0,5
Fɑ = 7500 N
Contoh Soal Hukum Archimedes 10
Sebuah benda yang ditimbang di udara sebesar 12 N tetapi saat ditimbang di air ternyata beratnya tinggal 8 N. Jika ρair = 1 gr/cm3 dan g = 10 m/s2, tentukan volume benda tersebut!
Penyelesaian:
wudara = 12 N
Wfluida = 8 N
ρair = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3 = 103 m3
g = 10 m/s2
Hitung terlebih dahulu gaya angkat yang dilakukan oleh fluida yakni:
FA = wudara – wfluida
FA = 12 N – 8 N
FA = 4 N
Volume benda dapat dihitung dengan menggunakan rumus gaya angkat yakni:
FA = ρ.g.V
4 = (1000)(10)V
V = 4/104
V = 4 x 10-4 m3
V = 4 cm3
Jadi, volume benda tersebut adalah 4 cm3.
Contoh Soal Hukum Archimedes 11
Benda bermassa 3 kg memiliki volume 1,5 x 10-3 m3. Jika benda tersebut ditimbang di air (ρair = 1 gr/cm3) dan g = 10 m/s2, maka tentukan gaya Archimedes yang bekerja pada benda dan hitunglah berat benda di air!
Penyelesaian:
m = 3 kg
V = 1,5 x 10-3 m3
ρair = 1 gr/cm3 = 1000 m3
g = 10 m/s2
Dihitung dahulu berat benda di udara yakni:
w udara = m.g
w udara = 3.10
w udara = 30 N
Gaya Archimedes merupakan gaya angkat oleh air dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
FA = ρ.g.V
FA = (1000)(10)(1,5 x 10-3)
FA = 15 N
Berat benda di air dapat dihitung dengan rumus:
FA = w udara – w air
Wair = w udara – FA
Wair = 30 N – 15 N
Wair = 15 N
Jadi, gaya Archimedes yang bekerja pada benda dan berat benda di air berturut-turut adalah 30 N dan 15 N.
Contoh Soal Hukum Archimedes 12
Sebuah batu yang terdapat di dasar danau dapat diangkat oleh Hulk dengan gaya sebesar 500 N. Setelah di udara, batu tersebut pun ditimbang, beratnya ternyata 700 N. Sekarang hitung berat batu tersebut di dalam air.
Diketahui:
W udara = 700 N
Fa = 500 N
Ditanyakan: W air
Jawab:
W air = W udara - Fa
= 700 - 500
= 200
Jadi berat batu tersebut di dalam air adalah sebesar 200 newton.
Itulah kumpulan contoh soal hukum Archimedes, yakni salah satu teori yang berkembang di ilmu fisika. Agar mengerjakan soal lebih mudah, sebaiknya Anda memahami konsep terlebih dahulu.
Sumber: Aku Pintar, Materi Mafia Online, dan lain-lain
