5 Contoh Soal Tekanan Hidrostatis pada Bejana Berisi Gabungan Fluida (Pipa U)

Contoh soal tekanan hidrostatis berikut ini membahas tentang bejana berisi gabungan fluida yang berada pada pipa U. Yuk kita pelajari lebih lanjut….

Soal No. 1

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

Soal No. 2

Perhatikan gambar berikut!

 

Tentukanlah persamaan untuk menentukan massa jenis zat cair ketiga!

Pembahasan:

P₁ = P₂ + P₃

ρ₁ . g . h₁ = ρ₂ . g . h₂ + ρ₃ . g . h₃

ρ₁ . h­₁ = ρ₂ . h₂ + ρ₃ . g . h₃

ρ₃ . g . h₃ = ρ ₁ . h₁ – ρ₂ . h₂

ρ₃ = (ρ₁ . h₁ – ρ₂ . h₂)/g . h₃

Soal No. 3

Perhatikanlah gambar bejana berikut!

 

Jika diketahui massa jenis minyak 0,8 g/cm³, massa jenis raksa 13,6 g/cm³, dan massa jenis air 1 g/cm³, tentukanlah perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air.

Pembahasan:

Diketahui:

ρ_minyak = 0,8 g/cm³

ρ_raksa = 13,6 g/cm³

ρ_air = 1 g/cm³

h_air = 15 cm

Ditanyakan: Perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air = …?

Jawaban:

Perbedaan tinggi permukaan antara minyak dan air = h_air – h_minyak = 15 cm – 12 cm = 3 cm

Soal No. 4

Dua bejana A dan B diisi dengan zat cair yang berbeda massa jenisnya. Jika tekanan di dasar A sama dengan 4/5 tekanan di dasar B dan massa jenis zat cair A = 100 kg/m³, maka massa jenis zat cair di B adalah …

A. 1250 kg/m³

B. 2500 kg/m³

C. 3000 kg/m³

D. 4000 kg/m³

E. 5000 kg/m³

Jawaban: A

Pembahasan:

Diketahui:

P_A = 4/5 P_B

ρ_A = 1000 kg/m³

Ditanyakan: ρ_B = …?

Jawaban:

P_A = 4/5 P_B

5 P_A = 4 P_B

5 (ρ_A . g . h_A)  = 4 (ρ_B . g . h_B)

5 . 1000 = 4 ρ_B

ρ_B = 5000/4 = 1250 kg/m³

Soal No. 5

Sebuah pipa U diisi dengan dua cairan yang berbeda seperti gambar berikut!

Jika massa jenis ρ₁ = 0,8 g/cm³; ρ₂ = 1 g/cm³; dan h₁ = 10 cm, maka tinggi h₂ adalah …

A. 5 cm

B. 6 cm

C. 7 cm

D. 8 cm

E. 10 cm

Jawaban: D

Pembahasan:

Diketahui:

ρ₁ = 0,8 g/cm³

ρ₂ = 1 g/cm³

h₁ = 10 cm

Ditanyakan: h₂ = …?

Jawaban:

P₁ = P₂

ρ₁ . g . h₁ = ρ₂ . g . h₂

0,8 . 10 = 1 . h₂

h₂ = 8 cm