Jawaban Tugas 3

Jwb Tugas 3 Fisin 2021

 

Gambar A di bawah adalah tongkat kayu yang dicelupkan ke dalam minyak.

 

 

Buktikan bahwa tongkat itu mendapat gaya ke atas sebesar:

di sini:

r = massa jenis minyak

V = volume tongkat yang tercelup

g = percepatan gravitasi

 

Bagaimana dengan benda seperti pada gambar B dan C? Kesimpulan dari kenyataan di atas?

 

Botol air minum dipasang terbalik di atas dispenser. Ketika botol dipasang, sebagian air di dalam botol turun, kemudian berhenti. Mengapa tidak terus (semua) turun hingga botol menjadi kosong? Untuk soal di atas, berapa tekanan udara di botol bagian atas (terbalik) jika ketinggian air dalam botol 30 cm? (dalam mAir)

Untuk soal 3 di atas, berapa tekanan udara di botol bagian atas (terbalik), jika ketinggian air dalam botol 20 cm, dalam mAir(g)?

 

Gambar A di bawah adalah tongkat kayu yang dicelupkan ke dalam minyak.

 

 

Buktikan bahwa tongkat itu mendapat gaya ke atas sebesar:

di sini:

r = jenis minyak

V = volume tongkat yang tercelup

g = percepatan gravitasi

 

Jwb:

Dengan persamaan hidrostatik (hs), tekanan hs di permukaan adalah 0 sedangkan tekanan di ujung bawah tongkat adalah rgh di mana h adalah panjang tongkat yang tercelup. Tekanan di ujung bawah tongkat arahnya ke atas karena arah lain saling meniadakan. Tekanan ini menjadi angkat pada luas total permukaan ke arah atas yang dalam kasus ini adalah A, di mana A adalah luas irisan (permukaan) tongkat. Jadi F = P.A = rgh.A = rgV. Jadi total bersih (netto) sama seperti volume tongkat (yang tercelup) itu sendiri (Gambar A di bawah)

Untuk lebih memahami hal ini, kita bayangkan bahwa tongkat itu kita masukkan sedikit demi sedikit, maka akan mendapat perlawanan ke atas. Makin ke dalam, lawan ini makin besar.

 

Bagaimana denga benda seperti pada gambar B dan C? Kesimpulan dari kenyataan di atas?

 

Jwb:

Di sini juga menggunakan persamaan tekanan hs. Tekanan hs di permukaan atas balok adalah rgh1, arah ke bawah karena yang menekan dari atas, dan h1 adalah kedalaman permukaan atas balok dari permukaan minyak. Tekanan di permukaan bawah balok adalah rgh2 di mana h2 adalah kedalaman permukaan balok bagian bawah dari permukaan minyak. Arah tekanan ini ke atas karena merupakan hasil tekanan minyak di samping balok.

Dari sini jelas bahwa tekan ke bawah merupakan volume minyak di atas kotak (berwarna hijau) sedangkan angkat ke atas merupakan volume minyak sebesar volume minyak di atas kotak, ditambah volume kotak itu. Jadi totalnya adalah sebesar volume kotak saja. Atau F = r.g.V. Dalam hal ini V= p.l.t adalah volume kotak.

 

Untuk kasus bola juga sama seperti balok di atas. Di sini tekan ke bawah sebesar volume minyak di atas bola (berwarna abu-abu) sedangkan angkat sebesar volume yang berwarna hijau ditambah volume bola. Jadi totalnya sama dengan volume bola itu sendiri.

 

Jadi bentuk benda apapun, jika berada dalam fluida, akan mendapatkan gaya angkat sebesar berat fluida yang dipindahkan benda itu.

 

Botol air minum dipasang terbalik di atas dispenser. Ketika botol dipasang, sebagian air di dalam botol turun, kemudian berhenti. Mengapa tidak terus (semua) turun hingga botol menjadi kosong? Untuk soal di atas, berapa tekanan udara di botol bagian atas (terbalik) jika ketinggian air dalam botol 20 cm?

 

Dalam keadaan seimbang, tekanan atmosfir diimbangi tekanan hidrostaik air dalam botol dan tekanan udara dalam botol:

= -20 cm Air (g)

 

 


Last modified: Wednesday, 18 November 2020, 4:54 PM