14. Sebuah tabung dengan luas alas 50 cm2 diisi air sampai ketinggian 30 cm. Massa jenis air 1 g/cm² dan percepatan gravitasi 10 m/s2. Tentukan: berat air dalam tabung, b. tekanan air pada alas tabung. a. 

Pada soal di atas disajikan permasalahan berupa wadah tabung yang diisi air sampai ketinggian tertentu dari dasar wadah. Luas alas wadah, massa jenis air, dan percepatan gravitasi diberitahukan. Kita diminta menentukan berat air dalam tabung dan tekanan air pada alas tabung. 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 (w) benda 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 tabung = \(A\) = 50 \(c{m^2}\) = 0,05 \(\left( {{m^2}} \right)\)
•	Ketinggian air dari dasar wadah = \(h\) = 30 cm = 0,3 m
•	Massa jenis air = \(\rho \) = 1 \(\frac{g}{{c{m^3}}}\) = 1000 \(\frac{kg}{{{m^3}}}\)

Ditanyakan:
a.	Berat air dalam tabung = w = ?
b.	Tekanan air pada alas tabung = P = ?

Penyelesaiannya:
a.	Pertama kita dapatkan dahulu volume airnya (V) dari luas alas tabung dikali tinggi airnya. Yaitu:
	\[\begin{array}{rl}V\, &= \,A\, \times \,h\\V\, &= \,\left( {0,05} \right)\, \times \,\left( {0,3} \right)\\V\, &= \,0,015\,{m^3}\end{array}\]

Berikutnya, kita dapatkan massa airnya (m) dengan persamaan (3) di atas, yaitu:
	\[\begin{array}{rl}m\, &= \,\rho \, \times \,V\\m\, &= \,\left( {1000} \right)\, \times \,\left( {0,015} \right)\\m\, &= \,15\,\text{kg}\end{array}\]

Berikutnya, kita dapatkan berat airnya (w) dengan persamaan (2) di atas, yaitu:
	\[\begin{array}{rl}w\, &= \,m\, \times \,g\\w\, &= \,\left( {15} \right)\, \times \,\left( {10} \right)\\w\, &= \,150\,\text{N}\\\end{array}\]

b.	Gaya yang menekan alas tabung adalah sebesar berat air, F = w = 150 N. Sehingga tekanan air pada alas tabung bisa diperoleh dari persamaan (1) di atas, yaitu:
	\[\begin{array}{rl}P\, &= \,\dfrac{F}{A}\\P\, &= \,\dfrac{{150}}{{0,05}}\\P\, &= \,3000\,\dfrac{N}{{{m^2}}}\end{array}\]


STEP 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

a.	Berat air dalam tabung = w = 150 N
b.	Tekanan air pada alas tabung = P = 3000 \(\frac{N}{{{m^2}}}\)
