5 Contoh Soal Hukum Utama Hidrostatis dan Pembahasannya

Berikut ini adalah contoh soal hukum utama hidrostatis yang telah dilengkapi dengan pembahasannya.

Soal No. 1

Sebuah pipa U yang diisi alkohol dan air dalam keadaan stabil tampak seperti gambar.

Jika massa jenis air = 1000 kg/m³, dan massa jenis alkohol 800 kg/m³. Tentukanlah perbendaan ketinggian permukaan antara alkohol dan air!

Pembahasan:

Diketahui:

 ρ_Air = 1000 kg/m³

 ρ_Alkohol = 800 kg/m³

h_alkohol = 20 cm

Ditanyakan: ∆h = …?

Jawaban:

P_alkohol = P_air

 ρ_alkohol . h_alkohol =  ρ_air . h_air

8000 . 20 = 1000 . h­_air

h_air = 16000/1000 = 16 cm

∆h = h_alkohol – h_air = 20 cm – 16 cm = 4 cm

Soal No. 2

Ke dalam pipa U dimasukkan air, lalui diisi minyak setinggi 10 cm sehingga terjadi selisih ketinggian sebanyak 4 cm. Jika massa jenis air 1000 kg/m³, tentukanlah massa jenis minyak!

Pembahasan:

Diketahui:

h_minyak = 10 cm

∆h = 4 cm

ρ_air = 1000 kg/m³

h_air = h_minyak – ∆h = 10 – 4 = 6 cm

Ditanyakan: ρ_minyak = …?

Jawaban:

P_minyak = P_air

ρ_minyak . h_minyak = ρ_air . h_minyak

ρ_minyak . 10 = 1000 . 6

ρ_minyak = 600 kg/m³

Soal No. 3

Ke dalam sebuah pipa U dimasukkan air dan minyak sehingga dicapai keadaan stabil seperti pada gambar di bawah ini.

Massa jenis air dan minyak berturut-turut adalah 1000 kg/m³ dan 800 kg/m³. Tentukanlah perbedaan ketinggian air dan minyak (∆h).

Pembahasan:

Diketahui:

ρ_air = 1000 kg/m³

^­ρ_minyak = 800 kg/m³

h_air = 8 cm

Ditanyakan: ∆h = …?

Jawaban:

P_air = P_minyak

ρ_air . h_air = ρ_minyak . h_minyak

1000 . 8 = 800 . h_minyak

h_minyak = 10 cm

∆h = h_minyak – h_air

∆h = 10 – 8 = 2 cm

Soal No. 4

Perhatikan gambar berikut ini!

Sebuah pipa U mula-mula diisi dengan air yang massa jenisnya 1000 kg/m³ kemudian pada salah satu pipa dituangkan minyak goreng sehingga posisi stabil tampak seperti gambar. Jika tinggi kolom minyak 8 cm dan kolom air 5 cm, besarnya massa jenis minyak goreng adalah ….

A.   520 kg/m³

B.   525 kg/m³

C.   600 kg/m³

D.   625 kg/m³

E.   720 kg/m³

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui:

ρ₁ = 1000 kg/m³

h₁ = 5 cm

h₂ = 8 cm

Ditanyakan: ρ₂ = …?

Jawaban:

P₁ = P₂

ρ₁ . g . h₁ = ρ₂ . g . h₂

1000 kg/m³ . 5 cm = ρ₂ . 8 cm

ρ₂ = 5000/8 = 625 kg/m³

Soal No. 5

Sebuah pipa U diisi dengan minyak dan raksa. Jika ketinggian raksa h₁ adalah 1,6 cm, maka tentukanlah ketinggian minyak jika diketahui massa jenis raksa dan minyak berturut – turut adalah 13,6 g/cm³ dan 0,8 g/cm³!

Pembahasan:

Diketahui:

ρ₁ = 13,6 g/cm³

ρ₂ = 0,8 g/cm³

h₁ = 1,6 cm

Ditanyakan: h₂ = …?

Jawaban:

P₁ = P₂

ρ₁ . g . h₁ = ρ₂ . g . h₂

13,6 . 1,6 = 0,8 . h₂

h₂ = 21,76/0,8 = 27,2 cm