Sebuah kubus yang panjang rusuknya 0,2 m (massa jenis 2.700 kg/m3) dicelupkan 3/4 bagian kedalam minyak yang massa jenisnya 800 kg/m3. Jika percepatan gravitasi

Kelas: VIII
Mata Pelajaran: Fisika 
Materi: Fluida Statis

Kata Kunci: Gaya Angkat Fluida, Hukum Archimedes

Jawaban pendek:

Sebuah kubus yang panjang rusuknya 0,2 m (massa jenis 2700 kg/m³) dicelupkan 3/4 bagian kedalam minyak yang massa jenisnya 800 kg/m³.

Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka tentukan gaya angkat ke atas yang dialami balok?

F = W

   = ρ. ¾ Vb. g

   = (800)(¾)(0,008)(10)

   = 48 N

Jawaban panjang:

Dalam persoalan ini, gaya angkat yang dialami balok disebabkan oleh adanya volume air yang dipindahkan oleh balok tersebut. Sehingga besar gaya angkat (F) yang dialami oleh udara, sebagaimana hukum Archimedes adalah sesuai dengan berat minyak (W) yang dipindahkan.

F = W

Berat minyak yang dipindahkan ini sendiri sama dengan massa jenis minyak (ρ) dikalikan dengan volume minyak yang dipindahkan (Va) dan percepatan gravitasi (g).

W = ρ. Va. g.

Karena balok hanya masuk ke dalam minyak sebesar ¾ dari volume keseluruhannya, maka Volume minyak yang dipindahkan ini sama setara dengan ¾ volume balok Vb (Va = ¾ Vb)

W = ρ. ¾ Vb. g

Bila massa jenis minyak 800 kg/m³, percepatan grafitasi kita anggap 10 m/s² dan panjang rusuk balok 0,2 m, maka gaya angkat adalah:

Vb = r³

     = (0,2)³

     = 0,008 m³

     = 8 x 10⁻³ m³

F = W

   = ρ. ¾ Vb. g

   = (800)(¾)(0,008)(10)

   = 48 N