13. Sebuah bejana yang berdiri tegak dengan luas alas 0,040 m2 mengandung cairan dengan massa jenis 1.200 kg/m dan kedalaman 5 m. Hitung: massa cairan dalam bejana, b. berat cairan ini, tekanan yang dikerjakan cairan pada alas bejana. a. C. 

Pada soal di atas disajikan permasalahan berupa bejana dengan luas alas tertentu. Dalam bejana, terdapat cairan dengan massa jenis dan kedalaman tertentu. Kita diminta menentukan massa cairan, berat cairan, dan tekanan yang dikerjakan cairan pada alas bejana. Sehingga, konsep yang bisa digunakan adakan konsep pengertian dan perhitungan tekanan dan massa jenis.

STEP 1 : Identifikasi Konsep

Nah pahamifren, sudah tahukah kamu apa itu tekanan?

Tekanan adalah besar gaya yang diberikan tiap satuan luas. 
Bila dituliskan:

	\[P\, = \,\dfrac{F}{A}\,\,\,\,\,\,...\left( 1 \right)\]

Dengan:
\(P\) = tekanan (Pa atau \(\frac{N}{{{m^2}}}\))
F = Gaya (N)
A = Luas permukaan benda yang merasakan gaya \(\left( {{m^2}} \right)\)

Pada sebuah wadah yang berisi zat cair, gaya yang menekan dasar wadah (F) berasal dari gaya berat zat cair (w).

Gaya berat benda (w) merupakan gaya yang bekerja pada massa benda (m) akibat adanya percepatan gravitasi (g). Hubungannya bisa dituliskan:

	\[w\, = \,m\, \times \,g\,\,\,\,\,\,...\left( 2 \right)\]
	 
Sedangkan massa benda (m) adalah jumlah materi yang dimiliki oleh suatu benda. Diformulasikan :
 
	\[m\, = \,\rho \, \times \,V\,\,\,\,\,\,...\left( 3 \right)\]
Dengan \(\rho \) adalah massa jenis benda dan \(V\) adalah volume benda.

Pada soal di atas diketahui:
•	Luas alas bejana = \(A\) = 0,04 \({m^2}\)
•	Ketinggian air dari dasar wadah (kedalaman) = \(h\) = 0,3 m
•	Massa jenis zat cair = \(\rho \) = 1.200 \(\frac{kg}{{{m^3}}}\)
•	Percepatan gravitasi kita gunakan \(g\) = 10 \(\frac{m}{{{s^2}}}\)

Ditanyakan:
a.	Massa cairan = \(m\) = ?
b.	Berat cairan = \(w\) = ?
c.	Tekanan cairan pada alas bejana = P = ?

Penyelesaiannya:
a.	Pertama, kita dapatkan dahulu volume cairan (V) dari luas alas tabung dikali tinggi airnya. Yaitu:

	\[\begin{array}{rl}V\, &= \,A\, \times \,h\\V\, &= \,\left( {0,04} \right)\, \times \,\left( {5} \right)\\V\, &= \,0,2\,{m^3}\end{array}\]

Berikutnya, kita dapatkan massa cairannya (m) dengan persamaan (3) di atas, yaitu:
	\[\begin{array}{rl}m\, &= \,\rho \, \times \,V\\m\, &= \,\left( {1200} \right)\, \times \,\left( {0,2} \right)\\m\, &= \,240\,\text{kg}\end{array}\]

b.	Berikutnya, kita dapatkan berat cairannya (w) dengan persamaan (2) di atas, yaitu:
	\[\begin{array}{rl}w\, &= \,m\, \times \,g\\w\, &= \,\left( {240} \right)\, \times \,\left( {10} \right)\\w\, &= \,2400\,\text{N}\\\end{array}\]

c.	Gaya yang menekan alas bejana adalah sebesar berat cairan, F = w = 2400 N. Sehingga tekanan zat cair pada alas bejana bisa diperoleh dari persamaan (1) di atas, yaitu:
	\[\begin{array}{rl}P\, &= \,\dfrac{F}{A}\\P\, &= \,\dfrac{{2400}}{{0,04}}\\P\, &= \,60.000\,\dfrac{N}{{{m^2}}}\end{array}\]


STEP 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Sehingga dapat disimpulkan bahwa:
a.	Massa cairan = \(m\) = 240 kg
b.	Berat cairan = \(w\) = 2400 kg
c.	Tekanan cairan pada alas bejana = P = 60.000 \(\frac{N}{{{m^2}}}\)
