10 Contoh Soal Hukum Archimedes, Lengkap dengan Pembahasan dan Jawaban

JAKARTA, iNews.id - Contoh soal hukum Archimedes berikut patut untuk dipelajari. Hukum ini menjelaskan tentang gaya ke atas yang dialami oleh benda yang dicelupkan ke dalam zat cair atau disebut juga sebagai gaya apung.

Gaya apung besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. Hukum Archimedes ini memiliki berbagai penerapan dalam kehidupan sehari-hari, seperti kapal selam yang dapat mengapung atau tenggelam di bawah air, kapal layar yang dapat bergerak maju, dan kapal tanker yang dapat mengangkut minyak dengan aman di atas permukaan laut.

Baca Juga

Debat Keras di Parlemen, Serikat Dokter Israel Menolak Terlibat Eksekusi Mati Tahanan Palestina

Dengan manfaat tersebut, hukum Archimedes menjadi salah satu materi fisika yang dipelajari di sekolah mulai dari SMP hingga SMA. Contoh soal ini dapat digunakan untuk menguji pemahaman siswa yang biasanya berkaitan dengan perhitungan gaya apung, massa jenis, dan volume benda.

Adapun 10 contoh soal hukum Archimedes dan penjelasannya, seperti dilansir iNews.id dari berbagai sumber, Kamis (18/1/2024), adalah sebagai berikut. 

Baca Juga

Contoh Soal Teks Tanggapan Beserta Jawabannya

Contoh Soal Hukum Archimedes

1.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

Baca Juga

5 Contoh Soal Hukum Archimedes dan Pembahasannya Kunci Jawabannya

2. 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:

Baca Juga

Hukum Archimedes: Pengertian, Hukum dan Rumusnya

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

Baca Juga

Ini Teknologi yang Menggunakan Hukum Archimedes, Sudah Tahu Belum?

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

3. 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.

4. 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.

5. 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

6. Massa jenis air laut 1025 kg/m3 , hitunglah volume batu yang tercelup ke dalam air laut jika berat air laut yang dipindahkan oleh batu sebesar 2 Newton !
Diketahui :
ρ air laut = 1025 kg/m3
W air laut = 2 N
g = 9.8 m/s2

Ditanya: V batu?

Jawab:
Berat air laut:
W = m.g
Gaya apung:
Fa = ρ . g. V
Di mana berat air yang tumpah sama dengan gaya apung batu sehingga dapat ditulis
W = Fa
W = ρ.g.Volume
2 = 1025(9,8) V
2 = 10.045.v
V = 10.045 / 2
V = 1.991 x 10-4 m3 = 199.1 cm3
Jadi volume batu yang tercelup 199.1 cm3
 
7. Sebuah benda ketika di udara beratnya 500 N. Tentukan massa jenis benda jika berat benda di dalam air 400 N dan massa jenis air 1.000 kg/m3!

Diketahui:
Wu = 500 N
Wa = 400 N
ρa = 1000 Kg/m3

Ditanya: ρb . . . ?

Jawab:
Fa = Wu – Wa
Fa = 500 N – 400 N
Fa = 100 N
ρb / ρa = Wu / Fa
ρb/ 1000 kg/m3 = 500 N / 100 N
100 ρb = 500.000 kg/m3
ρb = 500.000 kg/m3 / 100
ρb = 5.000 kg/m3
Jadi massa jenis benda tersebut 5.000 kg/m34.
 
8. Tentukan massa jenis gabus jika 75 % voume gabus tercelup ke dalam air dan massa jenis air 1 gram/cm3 !

Diketahui:
ρa = 1 gr/cm3
Va = 0.75 vg

Ditanya: ρg?

Jawab :
ρg.Vg = ρa.Va
ρg.Vg = 1 gr/cm3(0.75Vg)
ρg = 0.75 gr/cm3
Jadi massa jenis gabus adalah 0.75 gr/cm3

9. Sebuah besi yang volumenya 0,02 m³ tercelup seluruhnya di dalam air. Jika massa jenis air 10³ kg/m³, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut!

Penyelesaian:

V = 0,02 m³ = 2x10-2 m3
ρ = 10³ kg/m³
g = 10 m/s2

Gaya ke atas atau gaya angkat yang dialami besi dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

FA = ρ.g.V

FA = (10³)(10)(2x10-2)

FA = 200 N

Jadi, gaya ke atas yang dialami besi tersebut adalah 200 N

9. 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.

10. Sebuah benda berbentuk kubus yang ditimbang di udara sebesar 300 N tetapi saat ditimbang di dalam fluida ternyata beratnya tinggal 84 N. Jika kubus tersebut memiliki rusuk 10 cm tentukan massa jenis fluida tersebut.

Penyelesaian:
r = 10 cm = 0,1 m
Wfluida = 5 N
Wudara = 13,1 N
g = 10 m/s2

Hitung terlebih dahulu gaya angkat yang dilakukan oleh fluida yakni:

FA = Wudara – Wfluida
FA = 13,1 N – 5 N
FA = 8,1 N

Hitung volume benda dengan menggunakan volume kubus yakni:

V = r3
V = (0,1)3
V = 0,001 m3

Massa jenis fluida dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

FA = ρ.g.V
8,1 = ρ(10)(0,001)
ρ = 8,1/(0,01)
ρ = 810 kg/m3

Jadi, massa jenis fluida tersebut adalah 810 kg/m3

Itulah 10 contoh soal hukum Archimedes. Selamat mengerjakan.

Editor: Puti Aini Yasmin