Pada sebuah pipa U terdapat air yang memiliki massa jenis 1.000kg/m^3 Kemudian ke dalam pipa tersebut dimasukkan zat cair lain hingga mengisi 20 cm bagian kiri pipa. Jika diketahui beda ketinggian permukaan zat cair adalah 4 cm, maka massa jenis zat cair tersebut adalah __ kg/m^3 . HOTS a. 200 c. 1.00 b. 800 d. 5.00 o

Question

Pertanyaan

Pada sebuah pipa U terdapat air yang memiliki massa jenis 1.000kg/m^3 Kemudian ke dalam pipa tersebut dimasukkan zat cair lain hingga mengisi 20 cm bagian kiri pipa. Jika diketahui beda ketinggian permukaan zat cair adalah 4 cm, maka massa jenis zat cair tersebut adalah __ kg/m^3 . HOTS a. 200 c. 1.00 b. 800 d. 5.00 o

Tampilkan lebih banyak

Answer 1

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan prinsip hidrostatika yang menyatakan bahwa tekanan pada kedua sisi pipa U harus sama. Tekanan yang ditimbulkan oleh kolom cairan dalam pipa U dapat dihitung dengan rumus:

\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]

di mana:
- \( \rho \) adalah massa jenis cairan,
- \( g \) adalah percepatan gravitasi (sekitar \( 9.8 \, m/s^2 \)),
- \( h \) adalah ketinggian kolom cairan.

Diketahui bahwa beda ketinggian permukaan zat cair adalah 4 cm (0.04 m), dan pipa diisi hingga 20 cm (0.2 m) dengan zat cair lain. Karena tekanan pada kedua sisi pipa harus sama, maka:

\[ \rho_{\text{air}} \cdot g \cdot 0.2 \, \text{m} = \rho_{\text{zat cair}} \cdot g \cdot (0.2 \, \text{m} - 0.04 \, \text{m}) \]

Dengan memasukkan nilai massa jenis air (\( \rho_{\text{air}} = 1000 \, kg/m^3 \)) dan mengabaikan percepatan gravitasi karena tidak diperlukan untuk perhitungan ini, kita dapat menyederhanakan persamaan menjadi:

\[ 1000 \cdot 0.2 = \rho_{\text{zat cair}} \cdot 0.16 \]

Menyelesaikan untuk \( \rho_{\text{zat cair}} \):

\[ \rho_{\text{zat cair}} = \frac{1000 \cdot 0.2}{0.16} \]
\[ \rho_{\text{zat cair}} = \frac{200}{0.16} \]
\[ \rho_{\text{zat cair}} = 1250 \, kg/m^3 \]

Namun, tidak ada pilihan jawaban yang sesuai dengan hasil ini. Mari kita periksa kembali langkah-langkahnya untuk memastikan tidak ada kesalahan.

Karena tekanan pada kedua sisi pipa harus sama, kita memiliki:

\[ \rho_{\text{air}} \cdot h_{\text{air}} = \rho_{\text{zat cair}} \cdot h_{\text{zat cair}} \]

Dengan \( h_{\text{air}} = 0.2 \, \text{m} \) dan \( h_{\text{zat cair}} = 0.04 \, \text{m} \), serta \( \rho_{\text{air}} = 1000 \, kg/m^3 \), kita dapat menuliskan:

\[ 1000 \cdot 0.2 = \rho_{\text{zat cair}} \cdot 0.04 \]

Menyelesaikan untuk \( \rho_{\text{zat cair}} \):

\[ \rho_{\text{zat cair}} = \frac{1000 \cdot 0.2}{0.04} \]
\[ \rho_{\text{zat cair}} = \frac{200}{0.04} \]
\[ \rho_{\text{zat cair}} = 5000 \, kg/m^3 \]

Jadi, massa jenis zat cair tersebut adalah \( 5000 \, kg/m^3 \), yang sesuai dengan pilihan d.

Pertanyaan

Jawaban

Pertanyaan Panas lebih