A, 4. Sebuah benda volumenya 40 cmºdicelupkan kedalam air yang massa jenisnya 1000 kg/m². Jika percepatan gaya gravitasi 10 N/kg, berapa gaya ke atas yang diberikan oleh zat cair ? 

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas oleh zat cair. Nah besarnya gaya ke atas oleh zat cair ini dapat dijelaskan menggunakan konsep Hukum Archimedes nih. Yuk kita review terlebih dahulu mengenai konsep Hukum Archimedes.

Identifikasi Konsep

Hukum Archimedes menyatakan "Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda itu mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut".

Menurut Archimedes, benda akan menjadi lebih ringan jika diukur di dalam air daripada di udara karena benda mendapatkan gaya ke atas oleh air. Besarnya gaya ke atas dapat dirumuskan sebagai:

\(F_a = ρ_cgV_c\)

dimana:
\(F_a\) = gaya apung (N)
\(ρ_c\)= massa jenis zat cair (kg/\(\text m^3\))
\(g\) = percepatan gravitasi (m/\(\text s^2\))
\(V_c\) = volume zat cair yang dipindahkan/ volume benda tercelup (\(\text m^3\))

Nah, pada soal diketahui:
volume benda tercelup \(V_c\) = 40 \(\text c \text m^3\)
massa jenis air \(ρ_c\) = 1000 kg/\(\text m^3\)
percepatan gravitasi \(g\) = 10 N/kg

Yang ditanyakan adalah gaya ke atas oleh zat cair \(F_a\)?

Sebelumnya, kita ubah satuan volume ke dalam satuan SI yaitu \(\text m^3\) 
\(V_c=40\) \(\text c \text m^3\)
\(V_c=40\times 10^{-6}\) \(\text m^3\)

Nah selanjutnya, untuk menentukan gaya ke atas, kita gunakan persamaan Hukum Archimedes ya
\(F_a = ρ_cgV_c\)
\(F_a = 1000\times 10\times 40\times 10^{-6}\)
\(F_a=0,4\) N

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi gaya ke atas yang diberikan oleh zat cair adalah 0,4 N.