4. Perhatikan gambar berikut. B В h А. a a a Jika massa jenis zat cair A adalah 1,6 g/cm dan tinggi h 15,0 cm, maka massa jenis zat cair B yang tingginya ho = 30 cm dalam pipa U adalah .... A. 3,20 g/cm3 B. 1,25 g/cm3 C. 0,80 g/cm D. 0,31 g/cm3 

Halo pahamifren, pernahkah kalian melihat waterpas yang digunakan tukang bangunan untuk menyamakan ketinggian dari dua tempat yang berbeda? Terkadang tukang yang kreatif membuat waterpas sendiri dengan cara yang sederhana yaitu dengan mengisi selang transparan dengan zat cair. Oke pahamifren, pada selang yang di isi air tersebut berlaku konsep bejana berhubungan, sehingga jika selang tersebut diisi dengan satu zat cair, maka permukaan zat cair tersebut akan selalu rata pada kedua ujung selang. Nah, berkaitan dengan hal tersebut, pada soal di atas kita diminta untuk menentukan massa jenis zat cair A pada salah satu kaki pipa U seperti pada gambar. Oleh karena pipa U merupakan bejana berhubungan, maka konsep pada soal ini adalah Konsep Pipa Bejana Berhubungan.

Identifikasi Konsep

Bejana adalah benda berongga dan yang bisa di isi zat cair dan bisa digunakan sebagai wadah. Sedangkan bejana berhubungan adalah gabungan antara beberapa bejana yang saling berhubungan. Hukum bejana berhubungan menyatakan bahwa jika dalam bejana berhubungan tersebut diisi dengan zat cair yang sejenis dan dalam keadaan diam, maka permukaan zat cair dalam bejana berhubungan akan menunjukkan pada satu bidang datar atau menunjukkan ketinggian yang sama. Namun jika dalam bejana berhubungan tersebut diisikan zat cair yang berbeda, maka ketinggiannya akan berbeda. Pada bejana berhubungan ini prinsipnya adalah pada titik yang sama tekanannya adalah sama. Jadi tekanan hidrostatis pada pipa bagian kiri sama dengan tekanan hidristatis pada pipa bagian kanan.
	\[{\rho _1} \bullet g \bullet {h_1} = {\rho _2} \bullet g \bullet {h_2}\]
Kerena g pada kedua ruas boleh dicoret, maka persamaannya menjadi :
	\[{\rho _1} \bullet {h_1} = {\rho _2} \bullet {h_2}\]
Dengan :	\(\rho \)= Massa jenis zat cair (\(\dfrac{{{\rm{kg}}}}{{{{\rm{m}}^{\rm{3}}}}}\))
		\(g\)= Percepatan gravitasi bumi (\(\dfrac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}}\))
		\(h\)= Kedalaman zat cair (m)

Oke pahamifren, pada soal tersebut diketahui :
	Massa jenis zat cair A \({\rho _A} = 1,6\frac{{\rm{g}}}{{{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}}}\)
	Kedalaman zat cair A \({h_A} = 15{\rm{cm}}\)
	Kedalaman zat cair B \({h_B} = 30{\rm{cm}}\)
Dan yang ditanyakan adalah massa jenis zat cair B \({\rho _B} = ...?\)
Oke pahamifren, untuk menyelesaikan soal tersebut kita bisa menggunakan persamaan tekanan hidrostatis berikut:
	\[{\rho _A} \bullet {h_A} = {\rho _B} \bullet {h_B}\]
Persamaan tersebut bisa ditulis menjadi :
	\[\begin{array}{rl}{\rho _B} &= \dfrac{{{\rho _A} \bullet {h_A}}}{{{h_B}}}\\ &= \dfrac{{1,6 \bullet 15}}{{30}}\\ &= 0,8\dfrac{{\rm{g}}}{{{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}}}\end{array}\]


Pembahasan

Jadi, massa jenis zat cair B adalah \(0,8\frac{{\rm{g}}}{{{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}}}\). Jawabannya adalah C, namun pada opsi jawaban C masih ada kekeliruan pada penulisan satuannya, yaitu \(\frac{{\rm{g}}}{{{\rm{cm}}}}\) harusnya ditulis \(\frac{{\rm{g}}}{{{\rm{c}}{{\rm{m}}^{\rm{3}}}}}\).