Contoh soal fluida statis membantu siswa memahami konsep fluida yang berada dalam keadaan diam. Materi fluida statis mencakup beberapa konsep penting, seperti tekanan hidrostatis, Hukum Pascal, dan Hukum Archimedes.
Beberapa rumus yang sering digunakan dalam fluida statis adalah:
Tekanan hidrostatis:
P = ρ × g × h
Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Gaya Archimedes:
Fₐ = ρ × g × V
Keterangan:
- P = tekanan hidrostatis (Pa)
- ρ = massa jenis zat cair (kg/m³)
- g = percepatan gravitasi (m/s²)
- h = kedalaman benda dari permukaan (m)
- F₁ dan F₂ = gaya (N)
- A₁ dan A₂ = luas penampang (m²)
- Fₐ = gaya ke atas atau gaya Archimedes (N)
- V = volume benda yang tercelup (m³)
Dalam contoh soal berikut, digunakan nilai percepatan gravitasi g = 10 m/s² jika tidak disebutkan nilai lainnya
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Seorang penyelam berada pada kedalaman 5 m di dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatis yang dialami penyelam?
Pilihan Jawaban
A. 5.000 Pa
B. 10.000 Pa
C. 25.000 Pa
D. 50.000 Pa
E. 100.000 Pa
Jawaban Benar
D. 50.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus tekanan hidrostatis:
P = ρ × g × h
Diketahui:
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 5 m
Maka:
P = 1.000 × 10 × 5
P = 50.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami penyelam adalah 50.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan tekanan hidrostatis berdasarkan massa jenis, gravitasi, dan kedalaman.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Sebuah benda berada pada kedalaman 8 m di dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatisnya?
Pilihan Jawaban
A. 8.000 Pa
B. 40.000 Pa
C. 60.000 Pa
D. 80.000 Pa
E. 100.000 Pa
Jawaban Benar
D. 80.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
P = 1.000 × 10 × 8
P = 80.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatis pada kedalaman 8 m adalah 80.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung tekanan zat cair pada suatu kedalaman.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki volume 0,02 m³ dan seluruhnya tercelup dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang dialami benda?
Pilihan Jawaban
A. 20 N
B. 50 N
C. 100 N
D. 200 N
E. 500 N
Jawaban Benar
D. 200 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus gaya Archimedes:
Fₐ = ρ × g × V
Diketahui:
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
V = 0,02 m³
Maka:
Fₐ = 1.000 × 10 × 0,02
Fₐ = 200 N
Jadi, gaya Archimedes yang dialami benda adalah 200 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya ke atas yang dialami benda dalam fluida.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Sebuah benda tercelup seluruhnya ke dalam minyak dengan massa jenis 800 kg/m³. Jika volume benda 0,05 m³ dan g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang bekerja pada benda?
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 200 N
C. 300 N
D. 400 N
E. 500 N
Jawaban Benar
D. 400 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Diketahui:
ρ = 800 kg/m³
g = 10 m/s²
V = 0,05 m³
Maka:
Fₐ = 800 × 10 × 0,05
Fₐ = 400 N
Jadi, gaya Archimedes yang bekerja adalah 400 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya ke atas pada benda yang tercelup dalam fluida.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil 10 cm² dan luas penampang besar 100 cm². Jika gaya sebesar 50 N diberikan pada penampang kecil, berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang besar?
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 250 N
C. 500 N
D. 750 N
E. 1.000 N
Jawaban Benar
C. 500 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₂ = F₁ × A₂ / A₁
Diketahui:
F₁ = 50 N
A₁ = 10 cm²
A₂ = 100 cm²
Maka:
F₂ = 50 × 100 / 10
F₂ = 500 N
Jadi, gaya yang dihasilkan pada penampang besar adalah 500 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya pada sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Sebuah benda berada pada kedalaman 3 m di dalam zat cair yang memiliki massa jenis 900 kg/m³. Jika g = 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatisnya?
Pilihan Jawaban
A. 9.000 Pa
B. 18.000 Pa
C. 27.000 Pa
D. 30.000 Pa
E. 90.000 Pa
Jawaban Benar
C. 27.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
P = 900 × 10 × 3
P = 27.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatisnya adalah 27.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan tekanan zat cair pada kedalaman tertentu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki volume 0,1 m³ dan tercelup seluruhnya dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang bekerja pada benda?
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 500 N
C. 1.000 N
D. 1.500 N
E. 2.000 N
Jawaban Benar
C. 1.000 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Maka:
Fₐ = 1.000 × 10 × 0,1
Fₐ = 1.000 N
Jadi, gaya Archimedes yang bekerja adalah 1.000 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya ke atas pada benda yang tercelup dalam air.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah sistem hidrolik memiliki luas penampang kecil 20 cm² dan luas penampang besar 200 cm². Jika gaya pada penampang kecil sebesar 100 N, berapakah gaya pada penampang besar?
Pilihan Jawaban
A. 200 N
B. 500 N
C. 1.000 N
D. 2.000 N
E. 5.000 N
Jawaban Benar
C. 1.000 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₂ = F₁ × A₂ / A₁
F₂ = 100 × 200 / 20
F₂ = 1.000 N
Jadi, gaya pada penampang besar adalah 1.000 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya berdasarkan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya keluaran pada sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Tekanan hidrostatis sebesar 40.000 Pa dialami sebuah benda di dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah kedalaman benda tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 2 m
B. 3 m
C. 4 m
D. 5 m
E. 6 m
Jawaban Benar
C. 4 m
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
h = P / (ρ × g)
h = 40.000 / (1.000 × 10)
h = 4 m
Jadi, kedalaman benda adalah 4 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan kedalaman berdasarkan tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung kedalaman suatu benda dalam zat cair.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki volume 0,03 m³ dan tercelup seluruhnya dalam air. Jika gaya Archimedes yang dialami benda adalah 300 N dan g = 10 m/s², berapakah massa jenis zat cair?
Pilihan Jawaban
A. 500 kg/m³
B. 800 kg/m³
C. 1.000 kg/m³
D. 1.200 kg/m³
E. 1.500 kg/m³
Jawaban Benar
C. 1.000 kg/m³
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Maka:
ρ = Fₐ / (g × V)
ρ = 300 / (10 × 0,03)
ρ = 300 / 0,3
ρ = 1.000 kg/m³
Jadi, massa jenis zat cair adalah 1.000 kg/m³.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan massa jenis zat cair menggunakan Hukum Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung massa jenis fluida berdasarkan gaya Archimedes.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah benda berada pada kedalaman 6 m di dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatis yang dialami benda?
Pilihan Jawaban
A. 6.000 Pa
B. 30.000 Pa
C. 50.000 Pa
D. 60.000 Pa
E. 100.000 Pa
Jawaban Benar
D. 60.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus tekanan hidrostatis:
P = ρ × g × h
Diketahui:
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 6 m
Maka:
P = 1.000 × 10 × 6
P = 60.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami benda adalah 60.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan tekanan hidrostatis berdasarkan massa jenis, gravitasi, dan kedalaman.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah benda tercelup seluruhnya dalam air dengan volume 0,04 m³. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang dialami benda?
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 200 N
C. 300 N
D. 400 N
E. 500 N
Jawaban Benar
D. 400 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus gaya Archimedes:
Fₐ = ρ × g × V
Diketahui:
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
V = 0,04 m³
Maka:
Fₐ = 1.000 × 10 × 0,04
Fₐ = 400 N
Jadi, gaya Archimedes yang dialami benda adalah 400 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya ke atas pada benda yang tercelup dalam fluida.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil 25 cm² dan luas penampang besar 250 cm². Jika gaya 80 N diberikan pada penampang kecil, berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang besar?
Pilihan Jawaban
A. 400 N
B. 600 N
C. 800 N
D. 1.000 N
E. 1.200 N
Jawaban Benar
C. 800 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₂ = F₁ × A₂ / A₁
Diketahui:
F₁ = 80 N
A₁ = 25 cm²
A₂ = 250 cm²
Maka:
F₂ = 80 × 250 / 25
F₂ = 80 × 10
F₂ = 800 N
Jadi, gaya pada penampang besar adalah 800 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya pada sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Sebuah benda berada di dalam zat cair yang memiliki massa jenis 800 kg/m³. Jika benda berada pada kedalaman 5 m dan g = 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatisnya?
Pilihan Jawaban
A. 20.000 Pa
B. 30.000 Pa
C. 40.000 Pa
D. 50.000 Pa
E. 60.000 Pa
Jawaban Benar
C. 40.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Diketahui:
ρ = 800 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 5 m
Maka:
P = 800 × 10 × 5
P = 40.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatisnya adalah 40.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan tekanan zat cair berdasarkan massa jenis dan kedalaman.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki volume 0,06 m³ dan tercelup seluruhnya dalam zat cair dengan massa jenis 700 kg/m³. Jika g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang bekerja pada benda?
Pilihan Jawaban
A. 320 N
B. 400 N
C. 420 N
D. 500 N
E. 600 N
Jawaban Benar
C. 420 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Diketahui:
ρ = 700 kg/m³
g = 10 m/s²
V = 0,06 m³
Maka:
Fₐ = 700 × 10 × 0,06
Fₐ = 420 N
Jadi, gaya Archimedes yang bekerja adalah 420 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya ke atas berdasarkan massa jenis fluida dan volume benda.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah benda mengalami tekanan hidrostatis sebesar 90.000 Pa di dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah kedalaman benda?
Pilihan Jawaban
A. 5 m
B. 6 m
C. 7 m
D. 8 m
E. 9 m
Jawaban Benar
E. 9 m
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
h = P / (ρ × g)
Diketahui:
P = 90.000 Pa
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
Maka:
h = 90.000 / (1.000 × 10)
h = 9 m
Jadi, kedalaman benda adalah 9 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan kedalaman berdasarkan tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung kedalaman benda dalam zat cair.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Sebuah sistem hidrolik memiliki luas penampang kecil 15 cm² dan luas penampang besar 150 cm². Jika gaya pada penampang kecil sebesar 60 N, berapakah gaya pada penampang besar?
Pilihan Jawaban
A. 300 N
B. 450 N
C. 600 N
D. 750 N
E. 900 N
Jawaban Benar
C. 600 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₂ = F₁ × A₂ / A₁
Diketahui:
F₁ = 60 N
A₁ = 15 cm²
A₂ = 150 cm²
Maka:
F₂ = 60 × 150 / 15
F₂ = 60 × 10
F₂ = 600 N
Jadi, gaya pada penampang besar adalah 600 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya menggunakan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya keluaran pada sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah benda tercelup seluruhnya dalam air dan mengalami gaya Archimedes sebesar 500 N. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah volume benda yang tercelup?
Pilihan Jawaban
A. 0,02 m³
B. 0,03 m³
C. 0,04 m³
D. 0,05 m³
E. 0,06 m³
Jawaban Benar
D. 0,05 m³
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Maka:
V = Fₐ / (ρ × g)
Diketahui:
Fₐ = 500 N
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
Maka:
V = 500 / (1.000 × 10)
V = 500 / 10.000
V = 0,05 m³
Jadi, volume benda yang tercelup adalah 0,05 m³.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan volume benda menggunakan Hukum Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung volume benda berdasarkan gaya Archimedes.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Tekanan hidrostatis di dalam suatu zat cair adalah 24.000 Pa pada kedalaman 3 m. Jika g = 10 m/s², berapakah massa jenis zat cair tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 400 kg/m³
B. 600 kg/m³
C. 800 kg/m³
D. 1.000 kg/m³
E. 1.200 kg/m³
Jawaban Benar
C. 800 kg/m³
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
ρ = P / (g × h)
Diketahui:
P = 24.000 Pa
g = 10 m/s²
h = 3 m
Maka:
ρ = 24.000 / (10 × 3)
ρ = 24.000 / 30
ρ = 800 kg/m³
Jadi, massa jenis zat cair tersebut adalah 800 kg/m³.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan massa jenis zat cair.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung massa jenis berdasarkan tekanan hidrostatis.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil 20 cm² dan luas penampang besar 200 cm². Jika gaya pada penampang besar sebesar 2.000 N, berapakah gaya yang harus diberikan pada penampang kecil?
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 150 N
C. 200 N
D. 250 N
E. 300 N
Jawaban Benar
C. 200 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₁ = F₂ × A₁ / A₂
Diketahui:
F₂ = 2.000 N
A₁ = 20 cm²
A₂ = 200 cm²
Maka:
F₁ = 2.000 × 20 / 200
F₁ = 200 N
Jadi, gaya yang harus diberikan pada penampang kecil adalah 200 N.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan gaya pada sistem hidrolik menggunakan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya masukan pada sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Sebuah benda berada pada kedalaman 7 m di dalam air. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan percepatan gravitasi 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatis yang dialami benda?
Pilihan Jawaban
A. 7.000 Pa
B. 35.000 Pa
C. 50.000 Pa
D. 70.000 Pa
E. 100.000 Pa
Jawaban Benar
D. 70.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Diketahui:
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 7 m
Maka:
P = 1.000 × 10 × 7
P = 70.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami benda adalah 70.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan tekanan hidrostatis berdasarkan massa jenis, gravitasi, dan kedalaman.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki volume 0,08 m³ dan tercelup seluruhnya dalam zat cair dengan massa jenis 900 kg/m³. Jika g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang dialami benda?
Pilihan Jawaban
A. 360 N
B. 540 N
C. 720 N
D. 800 N
E. 900 N
Jawaban Benar
C. 720 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Diketahui:
ρ = 900 kg/m³
g = 10 m/s²
V = 0,08 m³
Maka:
Fₐ = 900 × 10 × 0,08
Fₐ = 720 N
Jadi, gaya Archimedes yang dialami benda adalah 720 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya ke atas yang bekerja pada benda dalam fluida.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Sebuah sistem hidrolik memiliki luas penampang kecil 30 cm² dan luas penampang besar 300 cm². Jika gaya 150 N diberikan pada penampang kecil, berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang besar?
Pilihan Jawaban
A. 500 N
B. 1.000 N
C. 1.500 N
D. 2.000 N
E. 3.000 N
Jawaban Benar
C. 1.500 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₂ = F₁ × A₂ / A₁
Diketahui:
F₁ = 150 N
A₁ = 30 cm²
A₂ = 300 cm²
Maka:
F₂ = 150 × 300 / 30
F₂ = 150 × 10
F₂ = 1.500 N
Jadi, gaya yang dihasilkan pada penampang besar adalah 1.500 N.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya keluaran pada sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Tekanan hidrostatis pada suatu titik di dalam zat cair adalah 36.000 Pa. Jika massa jenis zat cair 1.200 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah kedalaman titik tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 2 m
B. 3 m
C. 4 m
D. 5 m
E. 6 m
Jawaban Benar
B. 3 m
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
h = P / (ρ × g)
Diketahui:
P = 36.000 Pa
ρ = 1.200 kg/m³
g = 10 m/s²
Maka:
h = 36.000 / (1.200 × 10)
h = 36.000 / 12.000
h = 3 m
Jadi, kedalaman titik tersebut adalah 3 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan kedalaman berdasarkan tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung kedalaman suatu titik dalam zat cair.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Sebuah benda tercelup seluruhnya dalam air dan mengalami gaya Archimedes sebesar 800 N. Jika massa jenis air 1.000 kg/m³ dan g = 10 m/s², berapakah volume benda yang tercelup?
Pilihan Jawaban
A. 0,02 m³
B. 0,04 m³
C. 0,06 m³
D. 0,08 m³
E. 0,10 m³
Jawaban Benar
D. 0,08 m³
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Maka:
V = Fₐ / (ρ × g)
Diketahui:
Fₐ = 800 N
ρ = 1.000 kg/m³
g = 10 m/s²
Maka:
V = 800 / (1.000 × 10)
V = 800 / 10.000
V = 0,08 m³
Jadi, volume benda yang tercelup adalah 0,08 m³.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan volume benda menggunakan Hukum Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung volume benda berdasarkan gaya Archimedes.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Sebuah benda berada di dalam minyak yang memiliki massa jenis 800 kg/m³. Jika benda berada pada kedalaman 6 m dan g = 10 m/s², berapakah tekanan hidrostatisnya?
Pilihan Jawaban
A. 24.000 Pa
B. 36.000 Pa
C. 48.000 Pa
D. 60.000 Pa
E. 80.000 Pa
Jawaban Benar
C. 48.000 Pa
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Diketahui:
ρ = 800 kg/m³
g = 10 m/s²
h = 6 m
Maka:
P = 800 × 10 × 6
P = 48.000 Pa
Jadi, tekanan hidrostatis yang dialami benda adalah 48.000 Pa.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung tekanan hidrostatis.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan tekanan berdasarkan massa jenis zat cair dan kedalaman.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah sistem hidrolik memiliki luas penampang kecil 40 cm² dan luas penampang besar 400 cm². Jika gaya yang dihasilkan pada penampang besar adalah 2.000 N, berapakah gaya yang harus diberikan pada penampang kecil?
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 150 N
C. 200 N
D. 250 N
E. 300 N
Jawaban Benar
C. 200 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₁ = F₂ × A₁ / A₂
Diketahui:
F₂ = 2.000 N
A₁ = 40 cm²
A₂ = 400 cm²
Maka:
F₁ = 2.000 × 40 / 400
F₁ = 200 N
Jadi, gaya yang harus diberikan pada penampang kecil adalah 200 N.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan gaya pada sistem hidrolik.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung gaya masukan berdasarkan Hukum Pascal.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Tekanan hidrostatis sebesar 30.000 Pa terjadi pada kedalaman 5 m dalam suatu zat cair. Jika g = 10 m/s², berapakah massa jenis zat cair tersebut?
Pilihan Jawaban
A. 400 kg/m³
B. 500 kg/m³
C. 600 kg/m³
D. 800 kg/m³
E. 1.000 kg/m³
Jawaban Benar
C. 600 kg/m³
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
P = ρ × g × h
Maka:
ρ = P / (g × h)
Diketahui:
P = 30.000 Pa
g = 10 m/s²
h = 5 m
Maka:
ρ = 30.000 / (10 × 5)
ρ = 30.000 / 50
ρ = 600 kg/m³
Jadi, massa jenis zat cair tersebut adalah 600 kg/m³.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan massa jenis zat cair.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menghitung massa jenis berdasarkan tekanan hidrostatis.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Sebuah benda tercelup seluruhnya dalam zat cair dengan massa jenis 700 kg/m³. Jika volume benda 0,1 m³ dan g = 10 m/s², berapakah gaya Archimedes yang dialami benda?
Pilihan Jawaban
A. 500 N
B. 600 N
C. 700 N
D. 800 N
E. 900 N
Jawaban Benar
C. 700 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
Fₐ = ρ × g × V
Diketahui:
ρ = 700 kg/m³
g = 10 m/s²
V = 0,1 m³
Maka:
Fₐ = 700 × 10 × 0,1
Fₐ = 700 N
Jadi, gaya Archimedes yang dialami benda adalah 700 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya Archimedes.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menentukan gaya ke atas pada benda yang tercelup dalam fluida.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Sebuah dongkrak hidrolik memiliki luas penampang kecil 50 cm² dan luas penampang besar 500 cm². Jika gaya 300 N diberikan pada penampang kecil, berapakah gaya yang dihasilkan pada penampang besar?
Pilihan Jawaban
A. 1.000 N
B. 2.000 N
C. 3.000 N
D. 4.000 N
E. 5.000 N
Jawaban Benar
C. 3.000 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Maka:
F₂ = F₁ × A₂ / A₁
Diketahui:
F₁ = 300 N
A₁ = 50 cm²
A₂ = 500 cm²
Maka:
F₂ = 300 × 500 / 50
F₂ = 300 × 10
F₂ = 3.000 N
Jadi, gaya yang dihasilkan pada penampang besar adalah 3.000 N.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung gaya keluaran berdasarkan Hukum Pascal.
Indikator Pembelajaran
Peserta didik mampu menerapkan Hukum Pascal dalam perhitungan sistem hidrolik.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Kesimpulan
Contoh soal fluida statis mencakup beberapa konsep penting, yaitu tekanan hidrostatis, Hukum Pascal, dan Hukum Archimedes. Dengan memahami ketiga konsep tersebut, siswa dapat menyelesaikan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan zat cair dalam keadaan diam.
Rumus utama yang perlu dipahami adalah:
Tekanan Hidrostatis:
P = ρ × g × h
Hukum Pascal:
F₁ / A₁ = F₂ / A₂
Hukum Archimedes:
Fₐ = ρ × g × V
Dengan sering berlatih mengerjakan contoh soal fluida statis, siswa dapat lebih mudah menghitung tekanan hidrostatis, gaya pada sistem hidrolik, serta gaya ke atas yang dialami benda saat berada di dalam fluida.
