5 Contoh Soal Hukum Archimedes dan Pembahasannya Kunci Jawabannya

JAKARTA, iNews.id - Contoh soal hukum archimedes menjadi bahan latihan dalam sub bab materi zat dan kalor. Materi ini umumnya akan dipelajari pada mata pelajaran fisika tingkat SMP/Mts sederajat.

Apa Bunyi Hukum Archimedes?

Kita ketahui jika balon udara dapat melayang cantik menghiasi bentang langit, kapal berukuran besar dapat berlayar gagah di luasnya lautan. Peristiwa-peristiwa tersebut merupakan salah satu dari penerapan hukum archimedes.

Langgar Gencatan Senjata, Israel Mengebom Gaza Tewaskan 28 Orang

Adapun, hukum archimedes berbunyi, “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

Adapun, rumus hukum archimedes:

F???? = ???????? x V???? x g

Keterangan:

Ini Teknologi yang Menggunakan Hukum Archimedes, Sudah Tahu Belum?

F????: gaya angkat ke atas yang dialami benda (N)
????????: massa jenis zat cair (kg/m3)
V????: volume air yang terdesak (m3)
g: percepatan gravitasi (m/det2)

Nah, untuk dapat lebih memahami materi hukum archimedes yuk simak contoh soal hukum archimedes ini.

5 Contoh Soal Hukum Archimedes dan Jawabannya

1. Sebuah balok dengan volume 100 cm³ dan massa jenisnya 0,8 gcm⁻³ dimasukkan ke dalam air yang bermassa jenis 1 gcm⁻³. Berapa gaya naik (archimedes) balok tersebut ?

Penyelesaian:

V balok tenggelam = (???? balok÷???? zat cair) x V balok
= (0,8 gcm⁻³ ÷ 1 gcm⁻³) x 100 cm³
= 80 cm³
Ingat!

F???? = ????????. g. V????
???????? = 1 gcm⁻³ = 10 kgm⁻³
g = 10 ms⁻²
V???? = 80 cm = 8 x 10⁻² m³

Jawab :
F???? = 10 kgm⁻³ x 10 ms⁻² x 8 x 10⁻² m³
F???? = 800 N
Jadi gaya naik balok tersebut adalah 800 N

2. Sebuah balon berisi 1200 m³ gas panas yang massa jenisnya 0,8 kgm⁻³ diikat di tanah. Massa balon tanpa gas panas adalah 1,3 kgm⁻³. Mengapa balon akan naik jika tidak diikat di tanah ?

Penyelesaian:

Massa gas panas = massa jenis x volume
= (0,8kgm⁻³) (1200m³)
= 960 kg
Massa total balon = massa balon + massa gas panas
= 400 kg + 960 kg
= 1360 kg
Berat total balon = m. g
= 1360 kg x 9,8 ms⁻²
= 13328 N

F???? = ????????. g. V????
= 1,3 kgm⁻³ x 9,8 ms⁻² x 1200m³
= 15228 N

Gaya apung dengan nilainya 15228 N, lebih tinggi daripada berat muatannya 13328 N. Maka, jika balon tidak diikat di tanah, maka galon akan terbang dengan sendirinya.

3. Terdapat minyak goreng dengan massa jenis 800 kg/m³. Lalu ada sebuah benda dengan volume 200 cm³ tercelup ke minyak tersebut, maka berapa besar gaya apung yang dialami benda tersebut ?

Penyelesaian:

F???? = ????????. g. V????
F???? = 800 x 10 x 2.10⁻⁴
= 1,6 N

Maka besar gaya apung yang dialami benda tersebut adalah 1,6 N

4. Suatu benda saat berada di udara beratnya 500 N, saat dimasukkan ke air seluruhnya memiliki berat 400 N. Jika massa jenis airnya 1.000 kg m⁻³ berapa besar massa jenis bendanya?

Penyelesaian
Wьu = 500N
Wьα = 400 N
???????? = 1.000 kg m⁻³
Vь = ?
F???? = Wьu- Wьα
????????. g. Vь = 500-400
1000.10. Vь = 100
Vь = 0,1 m³

5. Terdapat bola pejal dengan berat udara 60 N, sedangkan berat di dalam air 50 N. Berapa gaya apung yang diterima pada benda tersebut?

Penyelesaian
F???? = Wьu > Wьα
Maka ,
F???? = Wьu - Wьα
= 60N-50N
= 10 N

Maka besar gaya apung yang diterima bola pejal tersebut adalah 10N.

Bagaimana Penjelasan Contoh Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan?

Melansir laman NASA (National Aeronautics and Space Administration), prinsip Archimedes menyatakan bahwa gaya apung benda tenggelam akan sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Salah satunya pada peristiwa melayangnya sebuah balon udara.

Udara panas dalam balon akan naik, karena adanya kerapatan udara di luar balon (udara lebih dingin) lebih padat dibandingkan udara di dalam balon (udara lebih hangat). Balon dan keranjang memindahkan cairan yang lebih berat, sehingga memiliki gaya apung yang bekerja pada sistem. Balon cenderung terbang lebih baik di pagi hari, saat udara di sekitarnya sejuk.

Selain itu, melalui hukum ini kita juga dapat mengetahui alasan mengapa kapal berukuran besar dapat terapung. Melansir buku “Ringkasan dan Kumpulan Soal Fisika untuk Siswa SMP/Mts” terbitan Grasindo, terapung dan tenggelamnya suatu benda ditentukan pada perbandingan antara massa jenis benda dengan massa jenis zat cair.

Sebagai berikut :

Jika ????benda > ????zat cair, maka benda akan tenggelam
Jika ???? benda < ????zat cair, maka benda akan terapung di permukaan
Jika ???? benda = ???? zat cair, benda akan melayang

F???? = Wьu > Wьα
Maka, untuk dapat mengetahui berat benda di air dapat dituliskan sebagai berikut :

Wьα = Wьu - F????
Wьα = berat benda di air (N)
Wьu = berat benda di udara (N)

Hukum ini menyatakan setiap benda yang dicelupkan setiap benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas sebanding dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Maka, secara sistematis, hukum archimedes dapat ditulis sebagai berikut :
F???? = ????????. g. V????

F???? = gaya archimedes atau gaya apung (N)
???????? = massa jenis zat cair (kgm⁻³)
g = percepatan gravitasi (ms⁻²)
V???? = besar volume zat cair yang dipindahkan (m³)

Nah, itulah uraian materi hukum archimedes mulai dari contoh soal hukum archimedes dan bagaimana hukum tersebut bekerja. Semoga artikel ini bisa membantu belajar kalian ya!

Editor: Puti Aini Yasmin