168
KISI-KISI INSTRUMEN TES
No
%
*
Materi Pelajaran
: Fisika
Materi Pokok
: Fluida Statis
Sub.M Sub.Mat ater erii !iskositas
: Huk Hukum um Uta Utama ma Hidr Hidros osta tati tis, s, Huk Hukum um Pas Pasca cal, l, Huku Hukum m Arc Archim himed edes es,, Geja Gejala la Kap Kapil ilar arit itas as,, Huku Hukum m Stok Stokes es
Kelas"Semester
: #"$$
Sub Materi
Hukum Archimedes
Hukum Archimedes
Indikator
Men&in&at kembali kembali konsep hukum Archimedes
Mampu men(impulkan
Ranah Soal Kognitif '% Sebu Sebuaah bend bendaa dap dapaat me mela( la(an& an& di dal dalam air dikarenakan..... a. massa massa jeni jeniss benda benda sama den& den&an an massa jenis )luida b. massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis )luida c. massa massa jenis jenis benda benda lebi lebih h kecil kecil dari dari pada massa jenis )luida d. massa massa jenis jenis benda benda dua dua kali kali massa massa jenis )luida e. mas sa sa j en enis b en enda seten&ah massa jenis )luida
'*
Pembahasan Kunci jaaban ! a Pen"elesaian !
ρ f = ρb Sebuah benda dapat mela(an& di dalam air di kare karena naka kan n massa massa jeni jeniss bend bendaa sama sama den&an massa jenis )luida.
Seoran& anak menimban& sebuah batu Kunci jaaban ! c den& den&an an men& men&&u &una naka kan n nera neraca ca pe&a pe&as. s.
169
prinsip hukum Archimedes
3
Hukum Archimedes
Menetukan massa jenis benda berdasarkan k onsep &a(a apun&
'4
Ketika ditimban& batu memiliki &a(a sebesar + , namum ketika dimasukkan ke dalam tabun& berisi air dan ditimban& &a(a batu menjadi - , Peristia diatas disebabkan oleh..... a. massa batu berkuran& b. massa jenis batu berkuran& c. ada &a(a ke atas pada batu oleh air d. &a(a &ra/itasi terhadap batu berkuran& e. massa jenis batu bertambah tetapi massa batu berkuran& 0erat sebuah benda di udara %55 , sedan&kan bila ditimban& dalam air beratn(a 65 . Massa jenis benda tersebut adalah.... a. %5555 K&"m3 b. %5%55 K&"m3 c. %55%5 K&"m3 d. %%55 K&"m3 e. %5 55 K&"m3
Pen"elesaian ! 0erdasarkan prinsip hukum Archimedes baha1 sebuah benda (an& dicelupkan seba&ian atau seluruhn(a dalam 2at cair akan mendapat &a(a tekan keatas sebesar berat 2at cair (an& dipindahkan1.
Kunci jaaban ! a Pen"elesaian ! 7ik: W u 8 %55 W a 8 65 7it : 9 b 8 ....... #aab ! F a = ρa gV = W u - W a 8 %555.%5.V 8 %55 ; 65 10
1
V 8 10000 8 1000 m3
170
ρb =
4
Men&hitun& massa jenis benda berdasarkan konsep tekanan hidrostatis
'4
Sebuah p ipa U m ula=mula b erisi a ir >
10 m V 8 1 /1000
8 %5555 K&"m3 Kunci jaaban ! d
3
ρ air =10
k&"m3?, kemudian pada salah
Pen"elesaian ! 3 satu kakin(a diisi min(ak setin&&i %5 cm 7ik: ρ air=10 k&"m3 hin&&a selisih permukaan air pada pipa + hminyak 8 %5 cm cm.
7it : 9min(ak 8 ....... #aab ! se&aris? sehin&&amenurut hukum utama hidrostatika berlaku: ρ minyak hminyak = ρ air hair ρminyak = a. b. c. d.
* %5* k&"m3 4 %5* k&"m3 B %5* k&"m3 + %5* k&"m3
ρ minyak =
hair hminyak 8 10
10
ρ minyak =8 x 10
ρair
3
3
k&"m3
171
C
Hukum Archimedes
Mampu men&analisis beban maksimum (an& dapat diapun&kan oleh suatu 2at cair berdasarkan hukum Archi medes
'4
Sebuah ban dalam mobil diisi udara /olumen(a 5,% m3 masan(a C k&. Apabila ban itu di&unakan seba&ai pen&apun& di dalam air >massa jenis %53 k&"m3 dan percepatan &ra/itasi %5 m"s*?. 0esar beban maksimum (an& dapat diapun&kan adalah...... a. %55 k& b. 66 k& c. 6+ k& d. 6- k& e. 6C k&
Kunci jaaban ! e Pen"elesaian ! 7ik : V 8 5,% m 3 M ban 8 C k& ρair 8 %53 k&"m3 g 8 %5 m"s* 7it : m beban maksimum #aab ! F a = W beban Ρgh = mg >%53?>%5?>5,%? 8 m >%5? 1000
m8
B
'%
Ukuran
kekentalan
)luida
10
8 %55 k&
maka massa maksimum adalah: mbeban maksimum 8 m - mban mbeban maksimum 8 %55 ; C 8 6C k& (an& Kunci jaaban ! d
Hukum stokes
Men&in&at
dan /iskositas
kembali
men(atakan besar keciln(a &esekan di Pen"elesaian !
pen&ertian dari
dalam )luida. Semakin besar /iskositas !iskositas adalah Ukuran kekentalan )luida
/iskositas
)luida, maka semakin sulit suatu )uida (an& men(atakan besr keciln(a &esekan di untuk men&alir dan ju&a menunjukkan dalam )luida. Semakin besar /iskositas semakin sulit suatu benda untuk ber&erak )luida, maka semakin sulit suatu )uida untuk
172
dalam disebut
-
Hukum Archimedes
Mendesain prosedur ke&iatan di&unakan dalam percobaan te&an&an permukaan
'B
)luida tersebut.
Peristia
ini
men&alir dan ju&a menunjukkan semakin sulit suatu benda untuk ber&erak dalam
a. kapilaritas )luida tersebut b. adhesi c. kohesi d. /iskositas e. te&an&an permukaan Kunci jaaban ! a 0erikut alat dan bahan dalam percobaan te&an&an permukaan: Pen"elesaian ! %. 0otol *. 0atu Prosedur ke&iatan (an& di&unakan dalam 3.
173
+
Hukum Pascal
Men&hitun& besar &a(a tekan pada pen&isap besar men&&unakan prinsip Pascal
'3
terapun& diatas air C. Detakk an klip kertas "tissue kemudian perlahan=lahan masukkan klip (an& dilapisi kertas"tissue dalam &elas dan amati apa (an& terjadi B. 7alam keadaan klip men&apun& tambahkan sedikit deter&en dan amati apa (an& terjadi Prosedur percob aan (an& tepat ditunjukkan oleh nomor..... a. %,C,4,dan B b. %,3,4,C, dan B c. %,*,C, dan B d. %,*,4,C,dan B e. %,*,C, dan B 0ejana berhubun&an ditutup oleh * pen&isap (an& masin&=masin& 4 cm dan * 4 cm*. Apaila pada pen&isap kecil ditekan oleh &a(a sebesar %* , besar &a(a (an& menekan pada pen&isap besar supa(a seimban& .... a. ** b. 3* c. C* d. B*
Kunci jaaban ! e Pen"elesaian ! 7ik : A1 8 4 cm* A1 8 *4 cm* F 1 8 %* 7it : F 2 ...... #aab !
174
A 2
e. -* F 2 =
A 1 F 1 24
F 2 8
6
%5
Gejala Kapilaritas
Hukum Pascal
Mampu mencontohkan &ejala kapilaritas dalam kehidupan sehari=hari
'*
Men&analisis &a(a suatu benda men&&unakan prinsip hukum Pascal
'4
4
%*
F 2 8 B %* F 2 8 -* kehidupan Kunci jaaban ! e
'ontoh kapilaritas dalam sehari=hari, Kecuali...... a. naikn(a min(ak pada sumbu kompor dan obor min(ak tanah b. naikn(a air tanah menuju daun pada tumbuhan c. meresapn(a air pada kain (an& direndam d. naikn(a air pada dindin& rumah sehin&&a dindin& rumah basah e. naik n(a air pad a pipet saat disedot Sebuah penekan hidrolik den&an jari=jari pen&hisap kecil dan besar masin&=masin& C cm dan 45 cm. Eika pada pen&hisap kecil dikerjakan &a(a *55 , berapa &a(a (an& dihasilkan pada pen&hisap (an& besar
Pen"elesaian ! Kapilaritas adalah suatu )enomena dimana cairan spontan naik melalui bahan porous seperti kertas atau non porous material seperti )iber.
Kunci jaaban ! d Pen"elesaian ! r1 7ik : 8 C cm
r2
8 45 cm
175
a. b. c. d. e.
%*5 %*55 %*555 %*+55 %3555
F 1 7it:
F 2
8 *55 8....
#aab ! r 1 8 C cm
A 1
2
π r1
8
2
8
π ×5
8
25 π cm
r2 A 2
2
8 45 cm 2
π r2
8
2
8
π × 40
8
1600 π cm
F 1 F 2 A 1
=
F 2 =
A2
A1 A2
× F 1
2
176
¿
1600 π 25 π
× 200
¿ %*+55 %%
Gejala Kapilaritas
Men&hitun& tin&&i air dalam pipa pada konsep kapilaritas
'3
diketahui Pen"elesaian ! 7ik : r 8 5,%C mm 8 %,C %5=4m γ 8 5,5-3?..... air ρ 8 %555 k&"m3 a. %5,3 cm b. 6,-3 cm 7it: h 8.... c. 6,63 cm #aab ! d. 6,CB cm 2 γ cos θ e. 6,-5 cm h= ρgr 2 ( 0,073 ) ( cos0 )
8
%*
Men&urutkan besar &a(a tekan pada pen&isap besar men&&unakan prinsip Pascal
'C
0ejana berhubun&an ditutup oleh pen&isap (an& masin&=masin& B cm* dan * 4 cm*. Apaila pada pen&isap kecil ditekan oleh &a(a (an& di/ariasikan sebesar %* , + dan 4 maka besar &a(a (an& menekan pada pen&isap besar secara berturut=turut dari (an& terbesar
1.10.0,0015
8 6,-3 %5=* m 8 6,-3 cm Pen"elesaian ! e 7ik : A1 8 4 cm* A1 8 *4 cm* F 1 8 %* , + dan 4 7it : F 2 ...... #aab ! Ga(a pada pen&hisap kecil %*
177
sampai (an& terkecil adalah .... a. ** , %* dan %5 b. 3* , *4 dan %* c. C* , 4+ dan *4 d. B* , C4 dan %* e. -* , 4+ dan *4
A 2 F 2 =
A 1 F 1 24
F 2 8
4
%*
F 2 8 B %* Ga(a pada pen&hisap kecil + F 2 8 -* A 2 F 2 = A 1 F 1 24
F 2 8
4
+
F 2 8 B + Ga(a pada pen&hisap kecil 4 F 2 8 4+ A 2 F 2 = A 1 F 1 24
F 2 8
4
4
F 2 8 B 4 F 2 8 *4 Maka &a(a (an& menekan pada pen&hisap
178
besar adalah -* , 4+ dan *4 %3
Hukum Sto kes dan !iskositas
Men(impulkan )aktor=)aktor (an& mempen&aruhi &a(a &esek suatu benda dalam )luida
'*
Ga(a &esek (an& dialami oleh bola (an& jatuh ke dalam )luida dipen&aruhi oleh : %. koe)isien /iskositas *. kelajuan bola 3. jari=jari bola 4. suhu Pern(ataan (an& benar adalah...... a. %, *, dan 3 b. % dan 3 c. * dan 4 d. 4 e. %, *, 3, dan 4
Kunci jaaban ! e Pen"elesaian ! Sesuai den&an hukum stokes baha &a(a &esek : F s=6 π η r v
Eadi &a(a &esek oleh bola tersebut dalam )luida dipen&aruhi oleh koe)isien /iskosites >?, jari=jari bola >r?, kelajuan bola >/? dan suhu karena suhu mempen&aruhi besar nilai koe)isien /iskositas
179
%4
Hukum Pascal
Men&analisis massa suatu benda men&&unakan prinsip hukum Pascal
'4
Kunci jaaban ! e Pen"elesaian ! 7ik : A1 : A2 8 % : 4 m2 8 %53 k& 7it : m1 ...... #aab ! P 1 = P 2 F 1 F 2
= Perbandin&an luas penampan& kecil dan A 1 A2 penampan& besar adalah % : 4 seperti (an& terlihat pada &ambar. 0ila diketahui m1 g m2 g = massa mobil %555 k& dan &ra/itasi %5 A 1 A 2 * m"s , maka massa beban adalah .... a. C5 k& 10 m1 ( 103 ) ( 10 ) b. CC k& 8 1 4 c. %CC k& 4 d. %C5 k& 10 e. *C5 k& m1 8 40 %C
Hukum Archimedes
Menetukan massa jenis benda berdasarkan hukum
'4
8 *C5 k& Gambar berikut menu njukkan seb uah Kunci jaaban ! b benda (an& terapun& pada 2at cair den&an massa jenis 2at cair %*55 k&"m 3. Eika Pen"elesaian ! ρ f 1200 diketahui ba&ian %"C ba&ian benda maka 7ik: k&"m3 massa jenis benda tersebut adalah ... =
180
Archimedes
! benda (an& tidak tercelup 8 %"C ρb 7it:
a. b. c. d. e.
B55 k&"m3 6B5 k&"m3 %5 55 k&"m3 %*55 k&"m3 %4 55 k&"m3
#aab ! ! benda (an& tidak tercelup 8 %"C !olume benda (an& tercelup 8 % ; %"C 8 4"C ba&ian V BT =4 / 5 V B
Menentukan
ρ b
ρ b V B = ρf V BT ρ b V B =¿ ρ b
%B
Hukum Pascal
Men&hitun& besar &a(a suatu benda pada prinsip hukum Pascal
'3
>%*55 k&"m3? 4"C
8 6B5 k&"m3
Kunci jaaban ! b Sebuah alat pen&an&k at mobil men&&unakan luas penampan& pen&isap Pen"elesaian ! kecil %5 cm* dan pen&isap besar C5 cm *. 0erapakah &a(a (an& harus diberikan 7ik: A1 8 %5 cm* a&ar dapat men&an&kat sebuah mobil A* 8 C5 cm* *5.555
V B
181
a. b. c. d. e.
455 4555 *55 *555 4*55
F * 8 *5.555 7it: F % #aab!
F 1 F 2 A 1
=
A2
F 1= F 2
A1 A2
8 *5.555
(
2
10 cm
8 4555 %-
Hukum Sto kes Men&hitun& dan !iskositas besar koe)isien /iskositas suatu )luida
'3
Sebuah keleren& massa jenisn(a -,5 Kunci jaaban ! c &ram" cm
3
dan berdiameter %,+ cm
2
50 cm
Pen"elesaian ! 3 ber&erak /ertikal ke baah den&an ρ b 7ik: 8 -,5 &ram" cm kelajuan tetap 5,C cm"s dalam suatu )luida (an& massa jenisn(a *,5 &ram"
)
182
cm
3
ρc
. Koe)isien /iskositas )luida jika
percepatan &ra/itasi %5 m" s
d
2
adalah...
10
b. %,B
10
k&"ms
2
k&"ms
2
c.
1,8 x 10
k&"ms 2
d. *,5
10
e. *,*
10
k&"ms
7it:
η
3
8 %,+ cm
v
2
a. %,4
8 *,5 &ram" cm
8 5,C cm"s
#aab !
η=
2 ( ρ b− ρc ) gr
2
9v
2
k&"ms
2 ( 7000−2000 ) 10. ( 9 x 10
−3
¿ ¿
−3
9 . 5 x 10
2 ( 5000 ) 10. ( 81 x 10 −3
45 x 10 −1
¿
81 x 10
−3
45 x 10
¿ 1,8 x 102 kg / ms %+
Men&hitun& ketin&&ian 2at cair berdasarkan konsep tekanan
'4
Air d an m in (ak d imasukkan k e dalam Kunci jaaban ! a bejana berhubun&an dari luban& berbeda. Setelah mencapai kesetimban&an, didapat Pen"elesaian ! &ambar disampin&. 0ila massa jenis air %
−6
)
)
2
183
ρ air=1 &r"cm3 dan massa jenis min(ak 5,+ 7ik: &r"cm3 &r"cm3, selisih tin&&i permukaan air dan ρminyak =0,8 min(ak pada bejana adalah ... &r"cm3
hidrostatis
h1= 8 7it:
h2
cm
#aab ! Pembahasan
Menentukan
h2
ρ air= ρ minyak a. b. c. d. e.
% cm * cm 3 cm 4 cm C cm
ρ air h1= ρminyak h 2 % &r"cm3 8 cm 8 0,8 &r"cm3
h2
%6
Hukum Sto kes Menentukan dan !iskositas besar &a(a &esek (an& dialami benda (an& ber&erak
'3
1.8 cm
8
0,8
Sebuah keleren& (an& berjari=jari C cm Kunci jaaban ! d ber&erak den&an kecepatan %5 m"s didalam )luida den&an koe)isien Pen"elesaian ! −3 r 8 C cm 10 kekentalan %,3 . 0esar &a(a 7ik: &esek (an& dialami keleren& tersebut
8 %5 cm
h2
184
dalam suatu )luida
v 8 %5 m"s
adalah... a. %* b. %,* c. 5,%* d. 5,5%* e. 5,5 5%*
η 8 %,3 π 7it:
F s
8
−3
10
3,14
#aab ! F s=6 π η r v −3
F s=6 . 3,14 . 1,3 x 10 .0,05.10
F s=0,012 N *5
Hukum Sto kes mendesain dan !iskositas praktikum untuk menentuan besar kekentalan suatu )luida
'B
0erikut alat dan bahan dalam percobaan te&an&an permukaan: %. Air secukupn(a *. Selan& plastik % meter 3. Suntikan besar % buah 4. Suntikan kecil % buah C. Plester"perekat secukupn(a B. Guntin& % buah -. Stoples " botol % buah +. beban % buah 6. tali secukupn(a
Kunci jaaban ! b Pen"elesaian ! Dan&kah kerja dalam merancan& percobaan tentan& hukum pascal adalah : %. Meloban&i sisi atap stoples den&an men&&unakan paku sampai tabun& suntikan kecil masuk ke dalam luban& dari toples tersebut. *. Men&isi tabun& suntikan besar den&an air 3. Men&hubun&kan ujun& tabun& suntikan suntikan besar (an& berisi air den&an
185
Prosedur ke&iatan (an& di&unakan untuk tabun& suntikan kecil den&an melakukan percobaan: men&&unakan selan& %. Meletakkan benda"beban diatas 4. Meletakkan benda"beban diatas tabun& suntikan kecil (an& telah dirancan& tabun& suntikan kecil (an& telah C. Kemudian melakukan pemompaan dirancan& terhadap tabun& suntikan besar *. Meloban&i sisi atap stoples den&an B. Men&amati apa (an& terjadi, kemudian men&&unakan paku sampai tabun& mencatat hasil pen&amatan. suntikan kecil masuk ke dalam luban& dari toples tersebut. 3. Men&amati apa (an& terjadi, kemudian mencatat hasil pen&amatan. 4. Men&hubu n&kan uj un& tabun& suntikan suntikan besar (an& berisi air den&an tabun& suntikan kecil den&an men&&unakan selan& C. Kemudian melakukan pemompaan terhadap tabun& suntikan besar B. Men&isi tabun& suntikan besar den&an air -. Memberi luban& pada botol den&an men&&unakan paku secara melin&kar den&an ketin&&ian (an& sama dan den&an diameter (an& berbeda >besar dan kecil?. +. Menutup seluruh luban& den&an plester
186
Urutan percobaan (an& sesuai adalah.. a. *=4=3=-=B=% b. *=B=4=%=C=3 c. *=4=3=B=%=d. *=4=B=3=C=% e. *=4=+=-=3=%
