Sonora.ID - Hukum Archimedes menjadi salah satu hal yang dipelajari siswa di sekolah. Simak contoh soal hukum Archimedes dan kunci jawabannya berikut ini.

Diketahui melalui Gramedia, Archimedes merupakan ilmuwan terkemuka asal Syracuse, Yunani, yang menguasai beberapa bidang sains sekaligus, mulai dari Matematika, Fisika, Filsafat, Astronomi, dan Teknik.

Ia juga menciptakan teori yang disebut hukum Archimedes yang menjelaskan tentang adanya keterkaitan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. 

Baca Juga: 4 Contoh Percobaan Sains Sederhana Lengkap dengan Bahan dan Cara Percobaanya

Hukum Archimedes mengisyaratkan tiga keadaan, yakni:

1. Tenggelam, di mana gaya tekan air lebih kecil dari berat benda
2. Melayang, di mana gaya tekan air sama dengan berat benda
3. Terapung, di mana gaya tekan air lebih besar dari berat benda

Gaya tekan atas (Fa) hukum Archimedes juga dipengaruhi tiga hal; massa jenis fluida (p), volume benda (v), dan gravitasi benda (g).

Adapun rumus hukum Archimedes yaitu:

F = ρ . g . V

Fa = gaya tekan keatas satuan Newton (N)
ρ = massa jenis satuan Kg/L
g = gravitasi satuan N /Kg
V= volume satuan m³

Contoh Soal Hukum Archimedes

1. Teknologi berikut ini yang tidak menggunakan prinsip Archimedes adalah…

a. Hidrometer
b. Jembatan ponton
c. Balon udara
d. Dongkrak mobil

Jawaban: D

2. Sebuah balok tercelup seluruhnya dalam minyak. Bila volume balok 8 m³, tentukan berat balok dalam minyak tanah yang memiliki massa jenis 800 kg/m³, berapakah gaya angkat yang dialami balok?

Penyelesaian

Diketahui:

Volume balok: V = 8 m³
gravitasi: 10 N/ Kg
Massa jenis minyak ρ = 800 kg /m³
Ditanya: gaya angkat Fa?

Jawab:
Fa = ρ . g . V
= 800 kg/ m³ . 10 N/kg . 8 m³
= 64.000 N

Baca Juga: 11 Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Jawabannya, Materi Fisika

3. Sebuah batu tercelup seluruhnya dalam minyak.Bila volume balok 10 cm³, tentukan berat balok dalam air yang memiliki massa jenis 8 1000 kg/m³ , berapakah gaya angkat yang dialami balok? (gravitasi: 10 N/kg)

Penyelesaian

Diketahui:

Volume balok: V = 10 cm³
= 10______
   1.000.000
= 1________
    100.000
= 10-6 m³
gravitasi: g = 10 N/ kg
Massa jenis air: ρ = 1000 kg /m³
Ditanya: gaya angkat Fa?

Jawab:
Fa = ρ . g . V
= 1000 kg/ m³ . 10 N/kg . 10-6 m³
= 103 . Kg/ m³ .10 N/kg. 10-6 m³
= 10-2 N
= 0,01 N

4. Diketahui balok dengan tinggi 30 cm mempunyai massa jenis 750 kg/m³ mengapung di atas zat cair yang massa jenisnya 1.200 kg/ m³ tinggi balok yang muncul ke permukaan.

Penyelesaian:

Tinggi balok = 30 cm³
= 30 m³
1.000.000
= 3
100.000

= 3. 10⁵m³
Massa jenis balok : ρbalok= 750 kg /m
Massa jenis zat cair : ρcair= 1.200kg /m³
Volume balok keseluruhan = Vt
Volume balok yang tenggelam : V1
Ditanya: tinggi balok yang muncul di permukaan

ρzatcairV1= ρbenda. Vtotal

1.200 V1 = 750 Vt
V1 = 750 Vt
1.200
V1 = 75 Vt
120 kita bagi 15
V 1 = 5 Vt
8
Jika keseluruhan balok dianggap 1 bagian
Maka tinggi balok yang muncul dipermukaan bisa kita cari
V2 = Vt – V1
= 1 – ⅝ V
= ⅜
Karena V total = 30 cm
Maka V2 = ⅜ .30 cm
= 11,25 cm
Jadi V2 atau tinggi yang muncul di permukaan 11,25 cm

Baca Juga: 6 Perbedaan Massa dan Berat, Materi IPA SD

5. Sebuah bola tercelup seluruhnya dalam air. Bila air massa jenis 1.000 kg/m³ , dan gaya angkat yang dialami bola 0, 2 N. Berapakah volume bola ?

Penyelesaian:

Diketahui
Gaya angkat : Fa = 0,2 N
gravitasi : 10 N/ Kg
Massa jenis air : ρ = 1.000 kg /m³
Ditanyakan : volume : V = …?

Jawab:
Fa = ρ . g . V
0,2 N = 1000 kg/m³ . 10 N/ Kg . V
0,2 N = 10.000. V N. m³
0,2 N = 10⁴ . V. N/ m³
V = 0,2 N
10⁴ N/ m³
= 2.10³ m³
= 2.000 m³

6. Berat sepotong logam di udara 0,63 N. Jika ditimbang dalam minyak tarbantin, logam mengalami pengurangan berat sebesar 0,0522 N. Berapakah beratnya jika ditimbang bensin? Diketahui massa jenis bensin 700 kg/ m³ dan massa jenis minyak tarbantin 870 kg/ m³

Diketahui:
Gaya angkat minyak tarbatin :Fa1 = 0,0522 N
Massa jenis minyak tarbantin : ρ1= 870 kg /m³
Massa jenis bensin : ρ1= 700 kg /m³
Fa1= ρ1. g . V
0,0522 N = 870kg/m³ . 10 N/ Kg . V
0,0522 N = 8700 N/ m³ V
V = 0,0522 N
8700 N
= 522.10-4 N
87.10² N/m³
= 6.10-6 m³

Kita cari gaya angkat bensin
Fa2= ρ2. g . V
= 700kg/m³ . 10 N/ Kg . 6.10-6 m³
= 7.10² kg/m³ .10 N/ Kg . 6.10-6 m³
= 42.10-3 N
= 0,042 N
Jadi , berat logam dalam bensin adalah selisih gaya angkat pada minyak tarbantin dengan bensin
W logam = 0,63 N – 0,042 N
= 0,588N

7. Sepotong es memiliki massa jenis 900 kg/ m³ terapung di air laut yang massa jenisnya 1.030 kg/m³. Bila volume bagian es yang menonjol di air laut 0,65 m³. Berapakah volume es seluruhnya?

Penyelesaian

Diketahui:
Massa jenis es: ρes = 900 kg/ m³
Massa jenis air: ρair = 1.030 kg/ m³
Volume menonjol :V1 = 0,65 m³
Misalnya volume es seluruhnya kita simbolkan dengan Vtotal

ρair.Vair= ρes . Vtotal

1.030 kg/ m³ ( Vtotal-V1) m³= 900. Vtotal
1.030 kg/ m³ ( Vtotal – 0,65 m³) = 900 kg/ m³ .Vtotal
1.030 kg/ m³ Vtotal – (1.030.0,65 kg/m³ .m³) = 900 kg/ m³. Vtotal
1.030 kg/ m³ Vtotal – (6.695 kg / m³.m³) = 900 kg / m³ .Vtotal
(1.030 Vtotal – 900 Vtotal) kg/ m³= 669,5 kg /m³.m³
130 kg / m³. Vtotal = 669,5 kg / m³.m³
Vtotal = 669,5 kg/m³.m³
130 kg/ m³
= 5,15 m³

Baca Juga: 8 Manfaat Gaya Gesek dalam Kehidupan Sehari-hari, Materi IPA SD

8. Sebuah benda bermassa jenis 1.200 kg/ m³ terapung pada zat cair 1/5nya, massa jenis benda tersebut adalah…

Penyelesaian

Diketahui
Massa jenis zat cair : ρ1= 1200 kg/ m³
Volume terapung = V1
Volume total = V1
V1= ⅕ Vt
Volume tercelup= V2
V2= Vtotal – V1
= 1- ⅕
= ⅘ Vt
Ditanya:
massa jenis benda: ρbenda

Jawab:
ρ1.Vt = ρbenda. V2

1200 kg/ m³. Vt = ρbenda. ⅘ Vt
ρbenda= 1200 kg/ m³. Vt
⅘ Vt
= 960 kg / m³

Demikian tadi contoh soal hukum Archimedes dan kunci jawaban. Semoga bermanfaat!

Baca berita update lainnya dari Sonora.id di Google News.