Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
160
Kerja Berpasangan 2
Kerjakan bersama teman sebangkumu 1.
Dalam pipa U terdapat Hg massa jenisnya 13,6 gcm
3
. Pada kaki kiri dituangkan air setinggi 20 cm kemudian minyak massa
jenisnya 0,9 gcm
3
setinggi 8 cm. Pada kaki kanan ditambahkan alkohol massa jenisnya 0,8 gcm
3
sehingga permukaan minyak dan permukaan alkohol sebidang. Berapa beda tinggi Hg pada
kedua kaki pipa? 2.
Kaki kiri dan kanan sebuah pipa U masing-masing berdiameter 3 cm dan 1,5 cm, mula-mula diisi air raksa
ρ
Hg
= 13,6 gcm
3
. Kemudian kaki kiri diisi alkohol massa jenis 0,8 gcm
3
, kaki kanan diisi bensin massa jenisnya 0,7 gcm
3
setinggi 2 cm, sehingga tinggi air raksa di kaki kanan naik 1 cm. Hitunglah volume
alkohol yang dituangkan 3.
Gaya sebesar 5 N pada pengisap yang kecil dari suatu pompa hidrolik dapat mengangkat beban yang beratnya 600 N pada
pengisap yang besar. Jika pengisap yang kecil berpenampang 400 cm
2
, berapakah luas penampang pengisap yang besar?
6. Hukum Archimedes
Jika suatu benda berada dalam bejana yang terisi zat cair diam maka gaya-gaya dengan arah horizontal akan saling menghapuskan
sehingga resultan gaya = 0. Sedangkan gaya-gaya dengan arah vertikal yang bekerja pada benda antara lain gaya berat benda, gaya
berat zat cair, gaya tekan ke atas gaya Archimedes, dan gaya Stokes.
Di laboratorium sekolahmu tentu- nya terdapat neraca pegas bukan
Perhatikan gambar 7.11 Coba kamu gantungkan beban misal bongkahan
batu pada ujung neraca pegas Amati berat beban tersebut. Setelah itu
celupkan ke dalam air dengan beban tetap tergantung pada neraca pegas
Amati lagi berat yang terbaca pada neraca pegas Bandingkan dengan
hasil pengamatan sebelumnya
Ternyata F
1
lebih besar dari F
2
bukan Mengapa ini terjadi? F
2
lebih kecil dari
F
1
karena balok mendapat gaya ke atas yang dilakukan oleh zat cair. Besarnya gaya ke atas ini
dirumuskan dalam Hukum Archimedes.
F
1
F
2
Gambar 7.11 Zat cair memberikan gaya ke atas pada batu
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
161
Tenggelam
Hukum Archimedes menyatakan bahwa semua benda yang
dimasukkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mendapat gaya ke atas dari zat cair tersebut sebesar berat zat cair
yang dipindahkan.
Untuk memahami hukum Archimedes tersebut, perhatikan gambar 7.12 di bawah
Volume zat cair yang terdesak sama dengan volume benda yang tercelup =
V
c
. Berat zat cair yang terdesak:
w
c
= m
c
. g =
ρ
c
. V
c
. g Gaya ke atas
F
A
sama dengan berat zat cair yang terdesak:
Jadi F
A
= w
c
F
A
= ρ
c
. V
c
. g Melanjutkan pembahasan kita
mengenai hukum Archimedes, kita akan mempelajari keadaan benda
yang dimasukkan ke dalam zat cair.
Tiga keadaan benda yang berada dalam zat cair yaitu sebagai berikut.
a. Tenggelam
Perhatikan gambar berikut Dalam keadaan setimbang
ΣF = 0, se- hingga
F
A
+ N – w = 0, N = gaya normal
F
A
= w – N sehingga F
A
w Benda tercelup seluruhnya maka
V
b
= V
c
dari F
A
w, w = m
b
. g =
ρ
b
. g . V
b
ρ
c
. g . V
c
ρ
b
. g . V
b
ρ
c
V
b
Gambar 7.13 Benda tenggelam
F
A
N
w
Hukum Archimedes
Jadi, benda tenggelam dalam zat cair jika massa jenis benda ρ
b
lebih besar daripada massa jenis zat cair ρ
c
.
Keterangan:
ρ
b
: massa jenis benda kgm
3
ρ
c
: massa jenis zat cair kgm
3
w : berat benda di udara N w
c
: berat benda di dalam zat cair N F
A
: gaya ke atas N V
b
: volume benda m
3
V
c
: volume zat cair m
3
F
1
F
A
w
b
Gambar 7.12 Volume zat cair yang terdesak sama dengan volume benda
F
A
