Sepotong gabus plastik memiliki kerapatan 0,58 g/cm3 digunakan menolong untuk membawa seseorang 80kg yang tenggelam di suatu danau. Tentukan volume gabus plasti

Kelas: XI

Mata Pelajaran: Fisika  

Materi: Gaya Apung Fluida

Kata Kunci: Hukum Archimedes

Jawaban pendek:

Sepotong gabus plastik memiliki kerapatan 0,58 g/cm3 digunakan menolong untuk membawa seseorang 80kg yang tenggelam di suatu danau. Maka volume gabus plastik agar 20% bagian tubuh orang muncul di permukaan danau jika kerapatan orang sebesar 1,04 g/cm3, adalah 43957 cm3

Jawaban panjang:

Hukum Archimedes berbunyi:

“Setiap benda yang dimasukkan baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung). Besarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut”

Bila 20% orang tersebut berada dipermukaan, maka gaya apung yang diterima oleh orang tersebut adalah sama besarnya dengan berat air yang dipindahkan dari 80% orang dan dari gabus plastik tersebut.

Bila massa jenis orang 1,04 g/cm3 (setara dengan 1040 kg/m3) dan massanya adalah 80 kg maka volume orang tersebut adalah:

v = massa/massa jenis

   = 80/1040

   = 0,076923 m3

   = 76923 cm3

Sehingga 80% volume orang adalah:

80/100 x 0,076923 = 0,061538 m3 = 61.538 cm3

Gaya apung diperlukan besarnya sama dengan sama dengan berat orang dan gabus.

F apung = W orang + W gabus

              = (massa orang x gravitasi) + (massa gabus x gravitasi)

Berat air yang diperlukan untuk mengapungkan 20% badan orang, dengan 80% orang terendam dan menggunakan gabus, adalah:

F apung = berat air dipindahkan

              = volume di dalam air x massa jenis air x gravitasi

              = (80% V orang + V gabus) x massa jenis air x gravitasi

Kedua persamaan digabungkan menjadi:

(80% V orang + V gabus) x massa jenis air x gravitasi = (massa orang x gravitasi) + (massa gabus x gravitasi)

Disederhanakan menjadi:

(80% V orang + V gabus) x massa jenis air = massa orang + massa gabus

Karena massa jenis gabus adalah 0,58 g/cm3 (setara dengan 580 kg per m3), maka:

massa gabus = V gabus x massa jenis gabus

              = 580 V gabus

Sehingga:

(80% V orang + V gabus) x massa jenis air = massa orang + 580 V gabus

Bila massa jenis air sebesar 1000 kg per m3, maka:

(0,061538 + V gabus) 1000 kg/m3 = 80 + 580 V gabus

61,538 + 1000 V gabus = 80 + 580 V gabus

1000 V gabus - 580 V gabus = 80 - 61,538

420 V gabus = 18,462

       V gabus = 18,462/420

                     = 0,043957 m3

                     = 43957 cm3