Selamat datang di blog sainqu.com! Pada kesempatan ini, kami akan membahas topik Fluida Statis melalui serangkaian contoh soal beserta jawaban dan pembahasannya yang lengkap dan detail. Artikel ini dirancang khusus untuk siswa Kelas 11 guna memperdalam pemahaman tentang konsep-konsep fundamental, seperti tekanan hidrostatis, hukum Archimedes, dan kondisi mengapung, melayang, serta tenggelamnya sebuah benda.
Dengan mempelajari penyelesaian setiap soal secara sistematis, diharapkan Anda dapat menguasai aplikasi rumus dan logika fisika dalam menyelesaikan berbagai permasalahan. Mari simak dan pelajari pembahasan berikut hingga tuntas untuk meningkatkan kompetensi Anda dalam materi fluida statis.
Soal Fluida Statis Kelas 11
Contoh Soal Nomor 1
Sebuah bejana berbentuk tabung berisi air setinggi 100 cm. Besar tekanan hidrostatis pada dasar bejana adalah ....
A. 103 N/m2
B. 104 N/m2
C. 106 N/m2
D. 103 dyne/cm2
E. 104 dyne/cm2
Pembahasan :
\begin{align*}
P &= \rho g h \\
&= 1000 \frac{\textrm{kg}}{\textrm{m}^3}\cdot 10 \frac{\textrm{m}}{\textrm{s}^2} \cdot 100 \times \frac{1}{1000} \textrm{m}\\
&= 1000 \quad \textrm{N/m}^2 \\
&= 10^3 \quad \textrm{N/m}^2
\end{align*}
Jawaban Soal Fluida Statis : A
Contoh soal Nomor 2
Gumpalan es terapung di atas permukaan air laut dengan setengah bagian ada di dalam air laut. Jika massa jenis air laut 1,03 g/cm3 dan volume es 1 m3, besar gaya ke atas adalah ....
a. 2.575 N
b. 5.150 N
c. 7.725 N
d. 10.300 N
e. 51.500 N
Pembahasan :
Diketahui :
Ves tercelup = 1 m3 x 0,5 = 0,5 m3
ρ air laut = 1,03 g/cm3 = 1,03 x \( \frac{10^{-3}\textrm{kg}}{10^{-6}\textrm{m}^3} \) = 1.030 kg/m3
Ditanyakan : F = ?
\begin{align*}
F &= \rho g V \\
&= 1.030 \cdot 10 \cdot 0,5\\
&= 5.150 \quad \textrm{N}
\end{align*}
Jawaban : B
Soal Fluida Statis Nomor 3
Diketahui massa jenis zat cair ρ1 dan massa jenis benda ρ2, benda akan tenggelam di dalam zat cair jika ....
A. ρ1 < ρ2
B. ρ1 > ρ2
C. ρ1 = ρ2
D. ρ1 ≤ ρ2
E. ρ1 ≥ ρ2
Pembahasan :
Jika massa jenis zat cair ρ1 lebih kecil dibandingkan massa jenis ρ2 maka benda akan tenggelam.
Jawaban fluida statis kelas 11 : A
Soal Fluida Statis Kelas 11 Nomor 4
Sebatang balok A terapung di atas permukaan air, seperti gambar di bawah ini.
Ternyata volume balok yag tenggelam dalam air adalah 3/4 bagian dari volume benda seluruhnya sehingga massa jenis balok A adalah ....
A. 250 kg/m3
B. 400 kg/m3
C. 500 kg/m3
D. 750 kg/m3
E. 900 kg/m3
Pembahasan :
Diketahui :
ρ air = 1000 g/m3
V benda tercelup = 3/4 bagian
V benda = 1 bagian
Ditanyakan : ρ benda = ?
\begin{align*}
\rho_{air}\cdot V_{benda-tercelup} &= \rho_{benda}\cdot V_{benda} \\
1000\cdot \frac{3}{4} &= \rho_{benda}\cdot 1 \\
\rho_{benda} &= 750 \quad \textrm{kg/m}^3
\end{align*}
Jawaban : D
Soal fluida statis dan jawabannya
Soal Fluida Statis Nomor 5
Sebuah tabung diisi alkohol setinggi 20 cm. Jika massa jenis alkohol 0,8 g/cm³ dan g = 10 m/s², besar tekanan hidrostatis yang bekerja pada kedalaman 5 cm dari dasar tabung adalah ....
A. 4 x 10² N/m²
B. 4 x 10² N/m²
C. 4 x 10⁴ N/m²
D. 1,2 x 10³ N/m²
E. 1,2 x 10² N/m²
Pembahasan Soal Fluida Statis Nomor 5 :
Diketahui :
ρ = 0,8 g/cm³ = 800 kg/m³
h = 20 – 5 = 15 cm = 15 x 10⁻² m
g = 10 m/s²
Ditanyakan : P = ?
\begin{align*}
P &= \rho g h \\
&= 800\cdot 10 \cdot 15\cdot 10^{-2} \\
&= 1.200 \\
&= 1,2 \times 10^3 \quad \textrm{N/m}^2
\end{align*}
Jawaban : D
Contoh Soal Fluida Statis Nomor 6
Di dalam bak yang berisi air terdapat balok kayu yang terapung. Volume balok kayu yang muncul di atas permukaan air adalah 100 cm³ dan massa jenis balok 0,75 g/cm³. Jika ρair = 1 g/cm³ dan g = 10 m/s², massa balok kayu adalah ....
A. 400 g
B. 300 g
C. 200 g
D. 40 g
E. 30 g
Pembahasan contoh soal pilihan ganda fluida statis beserta jawabannya:
Vtenggelam = (x – 100) cm³
ρair = 1 g/cm³
ρkayu = 0,75 g/cm³
Ditanyakan : mbalok = ?
Langkah pertama mencari volume balok kayu keseluruhan.
\begin{align*}
\rho_{air}\cdot V_{tenggelam} &= \rho_{benda}\cdot V_{benda} \\
1\cdot (x-100) &= 0,75\cdot x \\
x - 100 &= 0,75x \\
x - 0,75x &= 100 \\
0,25x &= 100 \\
x &= \frac{100}{0,25} \\
&= 400 \quad \textrm{cm}^3
\end{align*}
Massa balok kayu :
\begin{align*}
\rho_{balok} &= \frac{m_{balok}}{V_{balok}} \\
0,75 &= \frac{m_{balok}}{400} \\
m_{balok} &= 0,75\cdot 400 \\
&= 300 \quad \textrm{g}
\end{align*}
Jawaban contoh soal fluida statis fisika kelas 11: B
Contoh soal fluida statis pilihan ganda
Contoh Soal Nomor 7
Kubus perak memiliki volume 125 cm³. Saat ditimbang di udara beratnya 10 N. Saat dicelupkan seluruhnya ke dalam minyak, ternyata beratnya menjadi 9 N. Besar massa jenis minyak adalah ....
A. 8 x 10⁻² kg/m³
B. 8 x 10⁻¹ kg/m³
C. 8 x 10² kg/m³
D. 8 x 10³ kg/m³
E. 8 x 10⁴ kg/m³
Pembahasan soal pilihan ganda Nomor 7 :
Diketahui :
V = 125 cm³ = 125 x 10⁻⁶ m³
wudara =10 N
wfluida = 9 N
Ditanyakan : ρminyak = ?
\begin{align*} F_A &= w_{udara} - w_{minyak} \\ \rho_{minyak} g V &= 10 - 9 \\ \rho_{minyak} \cdot 10 \cdot 125 \cdot 10^{-6} &= 1 \\ 125 \cdot 10^{-5} \rho_{minyak} &= 1 \\ \rho_{minyak} &= \frac{1}{125\cdot 10^{-5}} \\ &= \frac{10^5}{125} \\ &= 800 \quad \textrm{kg/m}^3 \\ &\color{red}= 8\times 10^2 \quad \textrm{kg/m}^3 \end{align*}
Jawaban Fluida Statis : C
Contoh Soal Fluida Statis Fisika Nomor 8
Perhatikan gambar berikut.
Raksa pada bejana berhubungan mempunyai selisih 1,1 cm. Kaki sebelah kiri berisi zat cair setinggi 25 cm. Jika massa jenis raksa 13,6 g/cm³, massa jenis zat cair adalah ....
A. 1.088 kg/m³
B. 8.000 kg/m³
C. 10.300 kg/m³
D. 13.000 kg/m³
E. 14.688 kg/m³
Pembahasan kumpulan soal fluida statis :
Diketahui :
hzat cair = 25 cm
hraksa = 25 – 1,1 = 23,9 cm
ρraksa = 13,6 g/cm³
Ditanyakan : ρzat cair = ?
\begin{align*}
\rho_{zat-cair}h_{zat-cair} &= \rho_{raksa}h_{raksa} \\
\rho_{zat-cair}\cdot 25 &= 13,6\cdot 23,9 \\
\rho_{zat-cair} \cdot 25 &=325,04 \\
\rho_{zat-cair} &= 13 \quad \textrm{g/cm}^3 \\
&= 13.000 \quad \textrm{kg/m}^3
\end{align*}
Jawaban : D
Contoh Soal Fluida Statis Fisika Nomor 9
Sepotong gabus terapung di atas permukaan air dengan ¼ bagian terendam. Jika massa jenis air 1 g/cm³, massa jenis gabus adalah ....
A. ¼ g/cm³
B. ⅓ g/cm³
C. \(\frac{3}{4}\) g/cm³
D. \(\frac{4}{3}\) g/cm³
E. 4 g/cm³
Pembahasan soal fluida statis :
\begin{align*}
\rho_{air}V_{air} &= \rho_{gabus}V_{gabus} \\
1\cdot \frac{1}{4} &= \rho_{gabus}\cdot 1 \\
\rho_{gabus} &=\frac{1}{4} \quad \textrm{g/cm}^3
\end{align*}
Jawaban : A
Contoh Soal Fluida Statis Kelas 11 SMA Nomor 10
Sebuah bejana diisi penuh air setinggi 40 cm. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 9,8 m/s², tekanan air pada dasar bejana adalah ....
A. 40,8 N/m²
B. 208 N/m²
C. 2.450 N/m²
D. 3.920 N/m²
E. 39.200 N/m²
Pembahasan contoh soal fluida statis kelas 11 SMA :
Diketahui :
h = 40 cm = 0,4 m
ρ = 1.000 kg/m³
g = 9,8 m/s²
Ditanyakan : P = ?
P = ρgh = 1000 x 9,8 x 0,4 = 3.920 N/m²
Jawaban : D
Contoh soal fluida statis beserta jawabannya
Contoh Soal Fluida Statis Kelas 11 SMA Nomor 11
Sebidang papan luncur terapung di atas air dengan ukuran 3 m x 2 m. Ketika seorang peluncur berada di atas papan tersebut, papan tenggelam 1 cm. Massa orang tersebut sebesar ....
A. 60 kg
B. 72 kg
C. 64 kg
D. 80 kg
E. 70 kg
Pembahasan contoh soal :
Diketahui :
A = 3 m x 2 m = 6 m²
h = 1 cm = 0,01 m
g = 10 m/s²
Ditanyakan : m = ?
\begin{align*}
P &= \frac{F}{A} \\
\rho g h &= \frac{mg}{A} \\
1000\cdot 10\cdot 0,01 &= \frac{m\cdot 10}{6} \\
100 &= \frac{m\cdot 10}{6} \\
600 &= m\cdot 10 \\
\color{red}m &\color{red}=60 \quad \textrm{kg}
\end{align*}
Jawaban : A
Contoh Soal Fluida Statis Kelas 11 SMA Nomor 12
Serangga dapat berjalan pada permukaan air karena ....
A. tegangan permukaan
B. gaya archimedes
C. berat jenisnya sama dengan air
D. berat jenisnya lebih besar dari air
E. berat jenisnya lebih kecil dari air
Pembahasan contoh soal fluida statis beserta jawabannya kelas 11:
Serangga dapat berjalan pada permukaan air karena tegangan permukaan.
Jawaban : A
Contoh Soal Fluida Statis Nomor 13
Sebuah ban mobil yang diisi udara dengan volume 0,1 m³ dan massa 1 kg, dapat mengapungkan beban maksmimum dalam air sebesar ....
A. 1.001 kg
B. 1.000 kg
C. 101 kg
D. 100 kg
E. 99 kg
Pembahasan Fluida Statis Nomor 13 :
Diketahui :
V = 0,1 m³
m = 1 kg
g = 10 m/s²
ρ = 1000 kg/m³
Ditanyakan : mmaks = ?
\begin{align*}
F &= \rho g V \\
mg &= \rho g V \\
(m_{ban} + m_{maks})g &= \rho g V \\
(1 + m_{maks})\cdot 10 &= 1000\cdot 10 \cdot 0,1 \\
(1 + m_{maks}) &= 100 \\
m_{maks} &= 100 -1 \\
m_{maks} &=99 \quad \textrm{kg}
\end{align*}
Jawaban : E
Contoh Soal Fluida Statis Nomor 14
Berat sebuah benda ketika ditimbang di udara dengan neraca pegas adalah 20 N. Jika benda tersebut ditimbang dalam air beratnya 16 N, gaya ke atas yang dilakukan air terhadap benda tersebut adalah ....
A. 0,8 N
B. 1,25 N
C. 4 N
D. 36 N
E. 320 N
Pembahasan contoh soal fluida statis :
Diketahui :
w = 20 N
w’ = 16 N
Ditanyakan : FA = ?
\begin{align*}
F_A &= w - w' \\
&= 20 - 16 \\
&= 4 \quad \textrm{N}
\end{align*}
Jawaban : C
Contoh soal fluida statis benda terapung Nomor 15
Sepotong logam di udara massanya 40 g. Jika dicelupkan ke dalam air massanya 30 g dan jika dicelupkan ke dalam gliserin massa 28 g. Massa jenis gliserin adalah ....
A. 200 kg/m³
B. 700 kg/m³
C. 1.000 kg/m³
D. 1.200 kg/m³
E. 1.400 kg/m³
Pembahasan contoh soal fisika fluida statis dan penyelesaiannya :
Diketahui :
wudara = 0,4 N
wair = 0,3 N
wgliserin = 0,28 N
Ditanyakan : ρgliserin = ?
- langkah pertama mencari volume logam :
\begin{align*}
F_1 &= w_{udara} - w_{air} \\
\rho g V_{logam}&= w_{udara} - w_{air} \\
1000 \cdot 10 V_{logam}&= 0,4 - 0,3 \\
V_{logam} &= 1 \times 10^{-5} \quad \textrm{m}^3
\end{align*}
- langkah kedua mencari massa jenis gliserin :
\begin{align*}
F_2 &= w_{udara} - w_{gliserin} \\
\rho _{gliserin} g V_{logam}&= w_{udara} - w_{air} \\
\rho _{gliserin} \cdot 10 \cdot 1 \cdot 10^{-5}&= 0,4 - 0,28 \\
\rho _{gliserin} \cdot 1 \cdot 10^{-4}&= 0,12 \\
\rho _{gliserin} &= 0,12 \cdot 10^4 \\
&= 1.200 \quad \textrm{kg/m}^3
\end{align*}
Jawaban contoh soal fluida statis benda terapung nomor 15 : D
Contoh soal fluida statis benda terapung nomor 16
Sebuah balon udara mempunyai volume 1 L dan massa jenis udara di sekitarnya 1,3 g/L. Jika g = 10 m/s², gaya angkat balon adalah ....
A. 130 N
B. 13 N
C. 1,3 N
D. 0,13 N
E. 0,013 N
Pembahasan contoh soal fisika tentang fluida statis :
Diketahui :
V = 1 L = 1 dm³ = 1 x 10⁻³ m³
ρ = 1,3 g/L = \( \frac{1,3 \times 10^{-3}\quad\textrm{kg}}{1 \times 10^{-3}\quad\textrm{m}^3} \) = 1,3 kg/m³
Ditanyakan : FA = ?
\begin{align*}
F_A &= \rho g V \\
&= 1,3 \cdot 10 \cdot 1\cdot 10^{-3} \\
&= 0,013 \quad \textrm{N}
\end{align*}
Jawaban : E
Contoh soal pilihan ganda fluida statis nomor 17
Sebuah mobil yang massanya 400 kg diangkat dengan dongkrak hidrolik dengan piston pengangkat yang memiliki penampang sebesar 1.000 cm² dan luas penampang pipa penekannya sebesar 25 cm². Gaya yang diperlukan untuk mengangkat mobil adalah ....
A. 0,1 N
B. 10 N
C. 100 N
D. 1.000 N
E. 10.000 N
Pembahasan contoh soal fluida statis fisika :
Diketahui :
m = 400 kg
F1 = mg = 400 x 10 = 4000 N
A1= 1.000 cm² = 1.000 x 10-4 m²
A2 = 25 cm² = 25 x 10-4 m²
Ditanyakan : F2 = ?
\begin{align*} \frac{F_1}{F_2} &= \frac{A_1}{A_2} \\ \frac{4000}{F_2} &= \frac{1000\cdot 10^{-4}}{25\cdot 10^{-4}} \\ \frac{4000}{F_2}&= 40 \\F_2&= 100 \quad \textrm{N} \end{align*}
Jawaban : C
Contoh soal pilihan ganda fluida statis nomor 18
Sepotong kawat yang panjangnya 16 cm dicelupkan secara horizontal ke dalam cairan alkohol. Jika kawat diangkat keluar dari alkohol, timbul gaya sebesar 7,68 N akibat tegangan permukaan. Besar tegangan permukaan alkohol adalah ....
a. 48 N/m
b. 36 N/m
c. 24 N/m
d. 12 N/m
e. 6 N/m
Pembahasan :
Diketahui :
L = 16 cm = 0,16 m
F = 7,68 N
Ditanyakan : γ = ?
\begin{align*} \gamma &= \frac{F}{2L} \\ &= \frac{7,68}{2\cdot 0,16} \\ &= \frac{7,68}{0,32} \\&= 24 \quad \textrm{N/m}\end{align*}
Jawaban : D
Contoh soal pilihan ganda fluida statis nomor 19
Sebuah pipa kapiler dengan diameter 0,4 mm dimasukkan tegak lurus ke dalam bejana yang berisi raksa. Jika sudut kontak raksa dengan dinding 1200 dan tegangan permukaan 0,68 N/m, raksa akan turun dalam pipa sebesar ....(ρraksa = 13600 kg/m³)
A. 25 cm
B. 12,5 cm
C. 2,5 cm
D. 1,25 cm
E. 0,25 cm
Pembahasan :
Diketahui :
r = ½ d = ½ x 0,4 mm = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
Ө = 120o
ρraksa = 13600 kg/m3
γ = 0,68 N
g = 10 m/s2
Ditanyakan : y = ?
\begin{align*} y &= \frac{2\gamma \cos \theta}{\rho g r} \\ &= \frac{2\cdot 0,68 \cos 120}{13.600 \cdot 10 \cdot 2\cdot 10^{-4}} \\ &= \frac{0,34}{27,2} \\ &= 0,0125 \quad \textrm{m}\\ &= 1,25 \quad \textrm{cm}\end{align*}
Jawaban : D
Contoh soal pilihan ganda fluida statis nomor 20
Balok kayu yang massa jenisnya 0,77 g/cm3 terapung di atas zat cair yang mempunyai massa jenis 1,4 g/cm3. Jika tinggi balok kayu 10 cm, bagian balok yang muncul di atas permukaan zat cair setinggi ....
A. 7,7 cm
B. 5,5 cm
C. 4,5 cm
D. 3,5 cm
E. 2,5 cm
Pembahasan :
\begin{align*} \rho _1 h_1 &= \rho_2 h_2 \\ 0,77 \cdot 10 &= 1,4\cdot h_2 \\7,7 &= 1,4\cdot h_2 \\h_2 &= 5,5 \quad \textrm{cm}\end{align*}
Jadi bagian balok kayu yang muncul di atas permukaan zat cair setinggi :
h = 10 – h2 = 10 – 5,5 = 4,5 cm
Jawaban : C
