Pembahasan Soal Fisika Fluida 1-33

Salah satu tiang beton yang menopang sebuah rumah memiliki tinggi 2,2 m dan jari-jari 0,50 m. Massa jenis beton adalah sekitar 2,2 × 10³ kg/m³. Tentukan berat tiang ini dalam pon (1 N = 0,2248 lb).

Diketahui:	h = 2,2 m; r = 0,50 m; ρ = 2,2 × 10³ kg/m³; g = 9,80 m/s²; 1 N = 0,2248 lb
Ditanya:	Berat tiang (W) dalam pound (lb) = ... ?
Dijawab:	V = π × r² × h = 3,1416 × (0,50)² × 2,2 = 1,7279 m³ m = ρ × V = (2,2 × 10³) × 1,7279 = 3801,35 kg W (Newton) = m × g = 3801,35 × 9,80 = 37253,2 N W (lb) = 37253,2 × 0,2248 = 8370 lb

Sebuah tangki penyimpanan silindris memiliki jari-jari 1,22 m. Ketika diisi hingga ketinggian 3,71 m, tangki tersebut menampung 14.300 kg pelarut industri cair. Berapakah massa jenis pelarut tersebut?

Diketahui:	r = 1,22 m; h = 3,71 m; m = 14.300 kg
Ditanya:	Massa jenis pelarut (ρ) = ... ?
Dijawab:	V = π × r² × h = 3,1416 × (1,22)² × 3,71 = 17,349 m³ ρ = m / V = 14300 / 17,349 = 824 kg/m³

Pekerja perak yang ahli di India dapat menempa perak menjadi lembaran setipis 3,00 × 10⁻⁷ m. Temukan luas lembaran yang dapat dibentuk dari 1,00 kg perak (ρ = 10,5 × 10³ kg/m³).

Diketahui:	t = 3,00 × 10⁻⁷ m; m = 1,00 kg; ρ = 10,5 × 10³ kg/m³
Ditanya:	Luas permukaan (A) = ... ?
Dijawab:	V = m / ρ = 1,00 / (10,5 × 10³) = 9,5238 × 10⁻⁵ m³ A = V / t = (9,5238 × 10⁻⁵) / (3,00 × 10⁻⁷) = 317 m²

Bintang neutron memiliki massa 2,7 × 10³⁰ kg dan jari-jari 1,2 × 10⁴ m. (a) Temukan massa jenis bintang tersebut. (b) Jika sebuah koin (V = 2,0 × 10⁻⁷ m³) terbuat dari bahan ini, berapa beratnya dalam pon?

Diketahui:	M = 2,7 × 10³⁰ kg; R = 1,2 × 10⁴ m; V_koin = 2,0 × 10⁻⁷ m³
Ditanya:	(a) Massa jenis (ρ), (b) Berat koin (W) dalam lb
Dijawab:	(a) V = (4/3) × π × R³ = (4/3) × 3,1416 × (1,2 × 10⁴)³ = 7,238 × 10¹² m³ ρ = M / V = 3,7 × 10¹⁷ kg/m³ (b) m_koin = ρ × V_koin = (3,7 × 10¹⁷) × (2,0 × 10⁻⁷) = 7,4 × 10¹⁰ kg W = m_koin × g × 0,2248 = 1,6 × 10¹¹ lb

Salah satu ujung kawat diikatkan ke langit-langit, dan bola kuningan pejal diikatkan pada ujung bawahnya. Tegangan kawat adalah 120 N. Berapakah jari-jari bola kuningan? (ρ = 8470 kg/m³).

Diketahui:	T = W = 120 N; ρ = 8470 kg/m³; g = 9,80 m/s²
Ditanya:	Jari-jari bola (r) = ... ?
Dijawab:	m = W / g = 120 / 9,80 = 12,245 kg V = m / ρ = 12,245 / 8470 = 1,4457 × 10⁻³ m³ r = [3V / (4π)]^(1/3) = 0,070 m (7,0 cm)

Bola R diisi helium (ρ = 0,179 kg/m³). Kerabang perak setebal T (ρ = 10500 kg/m³) digunakan. Jika massa helium sama dengan massa perak, hitung rasio T/R.

Diketahui:	ρ_He = 0,179 kg/m³; ρ_Ag = 10500 kg/m³; m_He = m_Ag
Ditanya:	Rasio T/R = ... ?
Dijawab:	m_He = ρ_He × (4/3)πR³, m_Ag = ρ_Ag × 4πR²T ρ_He × (4/3)πR³ = ρ_Ag × 4πR²T ⇒ T/R = ρ_He / (3 ρ_Ag) = 5,68 × 10⁻⁶

Batangan emas berukuran 0,15 m × 0,050 m × 0,050 m. Berapa galon air yang memiliki massa sama dengan batangan ini? (1 galon = 3,785 × 10⁻³ m³, ρ_emas = 19300 kg/m³).

Diketahui:	V_emas = 3,75 × 10⁻⁴ m³; ρ_emas = 19300 kg/m³; ρ_air = 1000 kg/m³
Ditanya:	Volume air dalam galon = ... ?
Dijawab:	m = ρ_emas × V_emas = 19300 × (3,75 × 10⁻⁴) = 7,2375 kg V_air = m / ρ_air = 7,2375 × 10⁻³ m³ Volume (galon) = (7,2375 × 10⁻³) / (3,785 × 10⁻³) = 1,91 galon

Kaleng berisi 3,54 × 10⁻⁴ m³ soda memiliki massa total 0,416 kg. Mengasumsikan soda bermassa jenis 1000 kg/m³, temukan volume aluminium kaleng (ρ_Al = 2700 kg/m³).

Diketahui:	m_total = 0,416 kg; V_soda = 3,54 × 10⁻⁴ m³; ρ_soda = 1000 kg/m³; ρ_Al = 2700 kg/m³
Ditanya:	Volume aluminium (V_Al) = ... ?
Dijawab:	m_soda = ρ_soda × V_soda = 0,354 kg m_Al = m_total - m_soda = 0,062 kg Hosted & Compiled with HtmlRunner.com

PEMBAHASAN SOAL FISIKA: FLUIDA

BAGIAN 11.1 MASS DENSITY (MASSA JENIS)