Soal Fisika Dasar tentang Fluida

(a) Hitunglah tekanan mutlak di laut pada kedalam 1.000 m. Asumsikan massa jenis air laut adalah 1.024 kg/m3 dan udara di atasnya memberikan tekanan sebesar 101,3 kPa. (b) Pada kedalaman ini, berapakah gaya yang harus dikerjakan oleh kerangka di sekeliling tingkap kapal selam berbentuk lingkaran yang berdiameter 30 cm supaya dapat menyeimbangkan gaya yang diberikan oleh air?

Tentukan tekanan ukur air di sebuah rumah di kaki bukit yang dipasok oleh satu tangki penuh air yang dalam 5,0 m dan dihubungkan ke rumah tersebut dengan pipa yang panjangnya 100 m dan membuat sudut 600 dengan horizontal. Abaikan turbulensi, efek gesekan dan kekentalan. Seberapa tinggi air akan memancar jika tersembur vertikal dari pipa yang patah di depan rumah?

Sebuah pengungkit hidrolik mempunyai piston besar dengan luas permukaan 200 cm2 dan piston kecil dengan luas permukaan 5 cm2. Di atas piston besar terdapat beban yang massanya 1000 kg. Berapakah gaya yang harus diberikan di piston kecil agar beban tersebut dapat bergerak naik dengan kecepatan tetap, dan dengan percepatan tetap?

Sebuah balok dengan ukuran 0,2 m x 0,1 m x 0,3 m digantung vertikal dari seutas kawat ringan. Tentukan gaya apung pada balok jika balok itu : a. dicelupkan seluruhnya dalam minyak ( ρ = 800 kg/m3 ) b. dicelupkan 3 bagian dalam air c. dicelupkan 1 bagian dalam raksa ( ρ = 13,600 kg/m3 )

Sebuah bathysphere yang digunakan untuk penjelajahan laut dalam memiliki jari-jari 1,50 m dan massa 1,2 x 104 kg. Untuk menyelam, kapal selam ini mengambil massa tambahan dari air laut. Tentukan jumlah massa yang harus diambil oleh kapal selam untuk turun dengan kelajuan konstan 1,20 m/s, ketika gaya hambatannya adalah 1.100 N ke arah atas. Massa jenis air laut 1,03 x 103 kg/m3.

Air dan kemudian minyak dituangkan ke dalam tabung berbentuk U, yang terbuka pada kedua ujungnya, dan tidak tercampur. Kedua cairan tersebut kemudian menjadi setimbang seperti ditunjuk pada gambar 8. Berapa massa jenis minyak? [Petunjuk: Tekanan pada titik a dan b adalah sama. Mengapa?]

Sebuah balok logam bermassa 10 kg yang berdimensi 12 cm x 10 cm x 10 cm digantungkan pada neraca pegas ditenggelamkan ke dalam air. Dimensi 12 cm adalah vertikal, dan bagian atas balok berada pada kedalaman 5,0 cm di bawah permukaan air. a. Gaya-gaya apakah yang bekerja pada bagian atas dan dasar balok? (P0= 1,013 x 105 N/m2 ) b. Berapakah hasil pembacaan neraca pegas c. Tunjukkan bahwa besar gaya apung sama dengan selisih antara gaya-gaya pada bagian atas dan dasar balok.

Ke dalam suatu tangki berisi air dan raksa dimasukkan kubus dari besi yang panjang rusuknya 6 cm. Kubus besi tersebut berada dalam keadaan setimbang diantara kedua fluida. Tentukan berapa bagian kubus yang berada di dalam raksa jika rapat massa raksa adalah 13,6 x 103 kg/m3 dan rapat massa besi adalah 7,7 x 103 kg/m3 sedangkan rapat massa air adalah 1,0 x 103 kg/m3.