Hukum Archimedes: Menghitung Gaya Tekan Bola

Halo semuanya! Mari kita bedah soal geometri dan fluida ini. Sebuah bola dengan massa jenis rho dan massa em tercelup setengah bagian. Lalu bola ditekan gaya ef hingga tenggelam seluruhnya. Jika air naik setinggi ha, hitunglah luas penampang bejana a!

Perhatikan visualisasi bejana ini. Kondisi awal menunjukkan volume awal tercelup sama dengan setengah volume bola. Di sini terlihat bola mengapung di air sebelum diberikan tekanan gaya ef luar.

Saat gaya ef menekan bola hingga tenggelam dan air naik setinggi ha, kita hitung selisih volumenya. Delta ve tercelup sama dengan volume akhir dikurangi volume awal. Maka delta ve sama dengan volume bola dikurangi setengah volume bola, yang hasilnya setengah volume bola. Nilai ini juga sama dengan luas penampang a dikali ha.

Langkah selanjutnya adalah substitusi massa jenis, di mana volume bola sama dengan em per rho. Maka, a dikali ha sama dengan setengah dikali em per rho. Dengan memindahkan ruas, kita peroleh luas penampang a sama dengan em per dua rho ha.

Kesimpulannya, luas penampang bejana tersebut adalah a sama dengan em per dua rho ha.

Seluruh proses penekanan dan kenaikan air ini menunjukkan prinsip hukum Archimedes dan volume benda tercelup. Sampai jumpa di soal berikutnya!