Soal jawab Fisika pelayaran

Hitung tekanan pada plat lunas kapal ukuran 12 x 6.5 meter pada kapal dgn sarat air 6.1 m pada air laut jika kerapatan air laut  ρ = 1.025 gram/cm3. Tekanan dari kapal 1 atm dan jika g = 10 m/det2

Dik:

-ukuran plat lunas kapal = 12 x 6.5 meter

-sarat kapal (h) = 6.1 m

- ρ = 1.025 gram/cm3 = 1025 kg/m3

- g = 10 m/det2

Dit: Tekanan pada plat

Penyelesaian:

Luas plat = 12 x 6.5 = 78m2

P = p . g . h

    = 1025 x 10 x 6.1 = 62525 pa

F = P . A

  = 62525 x 78 = 4876950 N

Sebuah tongkang berbentuk kotak, mengapung pada air laut dgn kerepatan relatip ρ = 1.025 gram /cm³. jika volume berada di bawah garis permukaan air adalah 80m³. Hitung berat tongkang

Dik:

-kerapatan relatip air laut = 1.025 gram/cm³

-Volume air yg dipindahkan = 80m³

Dit: Berat tongkang

Penyelesaian:

Kerapatan relatip air laut = kerapatan massa air laut

                                            Kerapatan massa air tawar

1.025 = kerapatan massa air laut

                            1000

Kerapatan massa air laut = 1000 x 1.025 = 1025 kg/m³

Kerapatan massa(ρ) = massa

                                    Volume

                        1025 = massa

                                       80

                      Massa = 1025 x 80 = 82000 kg

Berat air laut yg dipindahkan = m g

                                                = 82000 x 9.8

                                                =803600M

Tekanan keatas = 802600N

Karena tongkang mengapung maka berat tongkang sama dgn tekanan keatas tsb = 802600N

Kapal dgn 900T jika percepatan dari kecepatan 5 m/det ke 9m/det dalam 50 detik. Hitung gaya dorong yg diperlukan

Dik:

-massa kapal (m) = 900 ton = 900 000 kg

-perubahan kecepatan (v) dari  5m/det ke 9m/det = 4m/det

-t = 50 detik

Dit: Gaya dorong (F)

Penyelesain:

F = m . a               a = v / t

F = m . (v / t)

   = 900 000 . (4 / 50)

  = 72000 N

Sepotong Emas yg massanya 150 gram dicelupkan dalam minyak tanah. Emas itu menerima gaya ke atas sebesar 8405 dyne. Jika masa jenis minyak tanah 0.8 gram/cm3 hitung massa jenis Emas tsb

Dik:

M = 150gr

FA = 8405 dyne = 8405 x 10^-5

Ρ minyak = 0.8 gram/cm³

Dit: ρ emas

Penyelesaian:

W = m . g

     = 150 . 9,8

     = 1470 N

Ρ emas       =   W

Ρ minyak        FA

Ρ Emas    =     1470        .

   0.8            8405 x 10-5

                = 0.139 x 10-5

Hitung tekanan pada kedalaman 80m air laut jika ρ=1.025 gram/cm3 dan jika g= 10 m/det2

Dik:

-h = 80 m

-ρ=1.025 gram/cm3 = 1025 kg/m3

- g= 10 m/det2

-PA = 1.013 x 10⁵pa

Dit : tekanan pada kedalaman 80m

Penyelesaian:

p = PA + p . g . h

   = (1.013 x 10⁵ ) + (1025 x 9.8 x 80)

   = 101300 +  803600  = 904900 pa = 9.04900  x 10⁵pa

   = 9.04900 x 10⁵ = 8.933 atm =± 9 atm

        1.013 x 10⁵

Tekanan pada kedalaman 80m = 9 atm

Sebuah pompa hidrolik dgn diameter plunyer 2.5 cm dan diametr dongkrak (ram) 44.8cm Hitung:

a.Keuntungan mekanis

b.Gaya dorong yg dihasilkan dongkrak bila gaya plunyer 160N

Dik:

-diameter dongkrak (D) = 44.8 cm

-diameter plunyer (d) = 2.5 cm

-massa (m) = 160N

Dit:

a.keuntungan mekanis (KM)

b.gaya dorong (P)

penyelesaian:

a.Keuntungan mekanis:

KM = A  = π/4  D ²   = 44.8 ²  =  321.13

          a      π/4  d ²         2.5 ²

b.gaya  dorong :

KM = R / P

R = m g

    = 160 x 9.8 = 1568N

KM = R / P

P = R / KM = 1568 / 321.13

                    = 4.88N

Ketika sebuah kapal selam menyelam sampai batas limitnya 100 m, berapa tekanan yg lebih dari pada tekanan udara harus tersedia untuk mengeluarkan air tanki pemberat? Jika rapat massa air ρ= 1.03 gram/cm3

Dik:

-Kerapatan massa air (ρ) = 1.03 gram/cm3 = 1030 kg/m3

-h = 100 m

-PA = 1.013 x 10⁵pa

-g = 9.8 m/det²

Dit: tekanan pada kedalaman 100m (p)

Penyelesaian:

p = PA + p . g . h

   = (1.013 x 10⁵ ) + (1030 x 9.8 x 100)

   = 101300 +  1009400 = 1110700 pa = 11.10700 x 10⁵pa

   = 11.10700 x 10⁵ = 10.965 atm =± 11 atm

          1.013 x 10⁵

Tekanan pada kedalaman 100m = 11 atm

Berapa tinggi yg akan dicapai oleh air dalam pipa sebuah bangunan jika alat pengukur tekanan menunjukan bahwa tekanan dilantai dasar adalah 3 x 10⁵ pa?

Dik:

-p = 3 x 10⁵ pa

-Kerapatan massa air  tawar (ρ) = 1.000 gram/cm3 = 1000 kg/m3

-PA = 1.013 x 10⁵pa

-g = 9.8 m/det²

Dit: tinggi pipa (h) pada tekanan  3 x 10⁵ pa

Penyelesaian:

p = PA + p . g . h

  3 x 10⁵  = (1.013 x 10⁵ ) + (1000 x 9.8 x h)

   300000 = 101300 +  9800h

9800h  = 300000 – 101300

9800h = 198700

         h = 198700

                  9800

            = 20.3 m

Sebuah pompa hidroulik dgn diameter plunyer 5.6 cm dan diameter dongkrak (ram) 44.8 cm. Hitung:

a.keuntungan mekanis

b.gaya dorong yg dihasilkan dongkrak bila gaya plunyer 160N

Dik:

-diameter dongkrak (D) = 44.8 cm

-diameter plunyer (d) = 5.6 cm

-massa (m) = 160N

Dit:

a.keuntungan mekanis (KM)

b.gaya dorong (P)

penyelesaian:

a.Keuntungan mekanis:

KM = A  = π/4  D ²   = 44.8 ²  =  64

          a      π/4  d ²         5.6 ²

b.gaya  dorong :

KM = R / P

R = m g

    = 160 x 9.8 = 1568N

KM = R / P

P = R / KM = 1568 / 64

                    = 24.4N

air dari bendungan jatuh diatas turbin yg berada 30 m dibawah dgn laju 60 m3/menit. Setelah meninggalkan roda turbin kecepatan air adalah 9 m/det. Hitung efisiensi maksimum dari turbin dan berapa gaya maksimum yg dihasilkan.