Massa jenis zat cair 2 adalah 0,8 g/cm3. Hasil tersebut diperoleh dari persamaan gaya apung =ρgVcelup. Jika benda mengapung, maka gaya apung sama dengan gaya berat. Perhatikan penjelasan berikut!

Pembahasan

Gaya apung adalah gaya dikerjakan oleh sebuah fluida yang arahnya selalu ke atas, berlawanan arah dengan gravitasi.

Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada sebuah benda yang dibenamkan sama dengan fluida yang dipindahkan. Hukum ini dirumuskan sebagai berikut:

=ρgVcelup

dengan  

= gaya apung/ gaya Archimedes/ gaya angkat ke atas (N)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

g = percepatan grafitasi bumi (m/s2)

Vcelup= volume benda yang terselup (m3)

* Jika benda diletakkan di dalam sebuah fluida, maka akan terjadi tiga kemungkinan.

Pertama, benda akan tenggelam. Artinya, ρ benda lebih besar daripada ρ air.

Kedua, benda akan melayang. Artinya, ρ benda sama dengan ρ air.

Ketiga, benda akan terapung. Artinya, ρ benda lebih kecil daripada ρ air.

Karena ada gaya Archimedes yang arahnya ke atas, maka gaya berat benda F=mg di dalam fluida akan berkurang. Ini berarti bahwa benda dalam fluida sama dengan berat benda di udara dikurangi gaya ke atas. Pernyataan tersebut dirumuskan sebagai berikut:

Pada soal di atas, benda terapung. Sehingga ρ air lebih besar daripada ρ benda, dan gaya ke atas sama dengan berat benda. Persamaan yang dapat ditulis dari pernyataan tersebut adalah:

Gaya ke atas = Berat benda

ρf g Vcelup = ρb g Vbenda

Diketahui

Volume benda di udara pada fluida 1, V1= 1/3 V, maka Vcelup1 = 2/3 V

Volume benda di udara pada fluida 2, V1= 1/4 V, maka Vcelup2 = 3/4 V

Massa jenis fluida 1, ρ1 = 0,9 g/cm3

Ditanya

Massa jenis fluida 2 ρ2

Penyelesaian

Kedua benda mengapung di permukaan fluida. Gaya apung benda pada fluida 1 dan fluida 2 adalah sama dengan gaya berat. Maka,  

F apung 1 = F apung 2

ρ1 g Vcelup1 = ρ2 g Vcelup2

0,9 (2/3)V = ρ2 (3/4)V

ρ2 = 0,9 (2/3) / (3/4)

ρ2 = 0,8 g/cm3.

Jadi, massa jenis zat cair 2 adalah 0,8 g/cm3.

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang gaya apung - air laut dan air tawar: yomemimo.com/tugas/9744457

2. Materi tentang gaya berat: yomemimo.com/tugas/13373901

3. Contoh soal gaya apung: yomemimo.com/tugas/15288514

4. Contoh soal gaya apung yomemimo.com/tugas/14940217

4. Materi tentang gaya apung – balon udara: yomemimo.com/tugas/9497396

Detil Jawaban

Kelas: 8

Mapel: Fisika

Bab:  Fluida

Kode: 8.6.3

Kata Kunci: fluida, archimedes, apung, berat, gaya, melayang, mengapung, tenggelam