11 Contoh soal fluida statis dan pembahasan

Sudah tahukah kalian dengan apa yang dinamakan fluida?. Fluida adalah zat yang bisa mengalir. Contohnya adalah zat cair dan gas. Sedangkan statis artinya diam. Jadi fluida statis adalah fluida yang tidak mengalami perpindahan bagian-bagiannya. Berarti fluida statis mempelajari tentang sifat-sifat fluida (zat cair) yang diam. Besaran-besaran fluida statis dan rumusnya dapat kalian perhatikan pada gambar dibawah ini.

Contoh soal fluida statis

Contoh soal 1

Bejana berisi air dengan massa jenis 1.000 kg/m³. Jika g = 10 m/s² tekanan hidrostatik pada titik p adalah …
A. 2 . 10⁵ N/m²
B. 2 . 10⁴ N/m²
C. 1 . 10⁴ N/m²
D. 2 . 10³ N/m²
E. 1 . 10³ N/m²

Pembahasan

• P = ρ g h
• P = 1.000 kg/m³ . 10 m/s² . (0,2 m – 0,1 m)
• P = 1.000 kg/m³ . 10 m/s² . 0,1 m
• P = 1.000 N/m² = 1 . 10³ N/m²

Soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 2

Titik A dan B berada dalam air. Kedalaman titik A dan B dari permukaan air masing-masing 10 cm dan 40 cm. Perbandingan tekanan hidrostatis dititik A dan titik B adalah …
A. 1 : 5
B. 4 : 1
C. 3 : 2
D. 1 : 4
E. 1 : 1

Pembahasan

• P_A : P_B = ρ g h_A : ρ g h_B
• P_A : P_B = h_A : h_B
• P_A : P_B = 10 cm : 40 cm
• P_A : P_B = 1 : 4

Soal ini jawabannya D.

---

Contoh soal 3

Perhatikan gambar bejana diatas. Jika diketahui massa jenis oli 0,8 g/cm³ dan massa jenis raksa sebesar 13,6 g/cm³, perbedaan tinggi permukaan raksa dengan oli adalah …
A. 62 mm
B. 64 mm
C. 66 mm
D. 68 mm
E. 70 mm

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu ketinggian raksa dengan cara dibawah ini.

• ρ_oli . h_oli = ρ_raksa . h_raksa
• 0,8 g/cm³ . 6,8 cm = 13,6 g/cm³ . h_raksa
• 5,44 cm = 13,6 . h_raksa
• h_raksa = 5,44 cm / 13,6 = 0,4 cm

Perbedaan ketinggian = 6,8 cm – 0,4 cm = 6,4 cm = 64 mm. Soal ini jawabannya B.

---

Contoh soal 4

Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah tabung U yang berisi zat cair dan diberi pengisap (berat dan gesekan diabaikan).

Agar pengisap tetap seimbang, maka beban F₂ yang harus diberikan adalah …
A. 150 N
B. 400 N
C. 600 N
D. 1.200 N
E. 2.400 N

Pembahasan

Dengan menggunakan hukum Pascal diperoleh hasil sebagai berikut.

→

F₁

A₁

=

F₂

A₂

→

20 N

30 cm²

=

F₂

900 cm²

→ F₂ =

20 N . 900 cm²

30 cm²

= 600 N

Soal ini jawabannya C.

---

Contoh soal 5

Sebuah batu dicelupkan kedalam alkohol yang massa jenisnya 0,8 gr/cm³. Volume batu 100 cm³ maka gaya tekan ke atas yang dirasakan oleh batu jika g = 9,8 m/s² adalah …
A. 72.400 dyne
B. 73.400 dyne
C. 75.400 dyne
D. 77.400 dyne
E. 78.400 dyne

Pembahasan

• F_A = ρ . g . V_tercelup
• F_A = 800 kg/m³ . 9,8 m/s² . 0,001 m³
• F_A = 7,84 N = 78.400 dyne

Soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 6

Sepotong emas dengan massa 50 gram dicelupkan dalam minyak tanah yang massa jenisnya 0,8 gr/cm³ mendapat gaya ke atas 0,04405 N. Jika g = 9,8 m/s² maka massa jenis emas tersebut adalah …
A. 8900 kg/m³
B. 9400 kg/m³
C. 9600 kg/m³
D. 9800 kg/m³
E. 9900 kg/m³

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu volume emas dengan cara dibawah ini.

• F_A = ρ . g . V_tercelup
• 0,04405 N = 800 kg/m³ . 9,8 m/s² . V_emas
• 0,04405 N = 7.840 kg/m²s² . V_emas
• V_emas = 0,04405/7.840 m³

Maka massa jenis emas sebagai berikut.

→ ρ =

m

V

→ ρ =

0,05 kg

0,04405/7.840 m³

→ ρ =

0,05 kg x 7.840

0,04405 m³

= 8.900 kg/m³

Soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal 7

Sebuah balok kayu yang volumenya 10^-4 m³ muncul 0,6 bagian ketika dimasukkan kedalam air yang mempunyai massa jenis 10³ kg/m³. Jika g = 10 m/s², maka besar gaya keatas yang dialami benda adalah …
A. 4 x 10^-2 N
B. 4 x 10^-1 N
C. 1 x 10⁵ N
D. 4 x 10⁵ N
E. 5 x 10⁵ N

Pembahasan

• F_A = ρ . g . V_tercelup
• F_A = 10³ kg/m³ . 10 m/s² . (0,4 x 10^-4) m³
• F_A = 0,4 N = 4 x 10^-1 N

Soal ini jawabannya B.

---

Contoh soal 8

Sebuah gabus dimasukkan ke dalam air ternyata 75% volume gabus tercelup dalam air, maka massa jenis gabus adalah …
A. 1,75 gr/cm³
B. 1,00 gr/cm³
C. 0,75 gr/cm³
D. 0,50 gr/cm³
E. 0,25 gr/cm³

Pembahasan

• ρ_air . V_tercelup = ρ_gabus . V_gabus
• 1 gr/cm³ . 0,75 V_gabus = ρ_gabus . V_gabus
• ρ_gabus = 0,75 gr/cm³

Soal ini jawabannya C.

---

Contoh soal 9

Segumpal es dalam keadaan terapung dilaut. Volume seluruhnya 5150 dm³. Massa jenis es = 0,9 kg/dm³ dan massa jenis air laut = 1,03 kg/dm³. Volume es yang menonjol diatas permukaan air laut adalah …
A. 550 dm³
B. 600 dm³
C. 650 dm³
D. 700 dm³
E. 750 dm³

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu volume es yang tercelup dengan cara dibawah ini.

• ρ_{air laut} . V_tercelup = ρ_es . V_es
• 1,03 kg/dm³ . V_tercelup = 0,9 kg/dm³ . 5150 dm³
• V_tercelup = dm³ = 4500 dm³

Jadi volume es yang menonjol diatas permukaan air laut = 5150 dm³ – 4500 dm³ = 600 dm³. Soal ini jawabannya B.

---

Contoh soal 10

Sebuah benda jika ditimbang diudara memiliki berat 4,9 N. Akan tetapi jika ditimbang dalam minyak tanah (ρ_m = 0,8 gr/cm³) beratnya menjadi 4,74 N. Gaya keatas yang dialami benda tersebut adalah …
A. 39,2 N
B. 16,0 N
C. 9,87 N
D. 2 N
E. 0,16 N

Pembahasan

• F_A = w_udara – w_{minyak tanah}
• F_A = 4,9 N – 4,74 N = 0,16 N

Soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal 11

Sepotong kaca diudara memiliki berat 25,0 N. Jika dimasukkan kedalam air beratnya menjadi 15,0 N. Bila massa jenis air adalah 1,00 . 10³ kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s² maka massa jenis kaca adalah …
A. 1,5 x 10³ kg/m³
B. 2,5 x 10³ kg/m³
C. 3,5 x 10³ kg/m³
D. 4,5 x 10³ kg/m³
E. 5,5 x 10³ kg/m³

Pembahasan

F_A = 25,0 – 15,0 N = 10,0 N
→ ρ_kaca =

w_udara . ρ_air

F_A

→ ρ_kaca =

25,0 N . 1,00 . 10³

10,0 N

= 2,5 x 10³ kg/m³

Soal ini jawabannya B.