mariyam.adolesens: نوفمبر 2013

Fluida Statis

Category: Fisika XI SMA

Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Fluida Statis, Materi Fisika kelas 2 SMA. Cakupan : tekanan hidrostatis, tekanan total, penggunaan hukum Pascal, bejana berhubungan dan hukum Archimides.

Soal No. 1
Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air.

Jika massa jenis air 1000 kg/m³ , percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan tekanan udara luar 10⁵ N/m, tentukan :
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan
b) tekanan total yang dialami ikan

Pembahasan
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan

b) tekanan total yang dialami ikan

Soal No. 2
Seorang anak hendak menaikkan batu bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar berikut!

Jika luas penampang pipa besar adalah 250 kali luas penampang pipa kecil dan tekanan cairan pengisi pipa diabaikan, tentukan gaya minimal yang harus diberikan anak agar batu bisa terangkat!

Pembahasan
Hukum Pascal
Data :
F₁ = F
F₂ = W_batu = (1000)(10) = 10000 N
A₁ : A₂ = 1 : 250

Soal No. 3
Pipa U diisi dengan air raksa dan cairan minyak seperti terlihat pada gambar!

Jika ketinggian minyak h₂ adalah 27,2 cm, massa jenis minyak 0,8 gr/cm³ dan massa jenis Hg adalah 13,6 gr/cm³ tentukan ketinggian air raksa (h₁)!

Pembahasan
Tekanan titik-titik pada cairan yang berada pada garis vertikal seperti ditunjukkan gambar diatas adalah sama.

Soal No. 4
Sebuah benda tercelup sebagian dalam cairan yang memiliki massa jenis 0,75 gr/cm³ seperti ditunjukkan oleh gambar berikut!

Jika volume benda yang tercelup adalah 0,8 dari volume totalnya, tentukan massa jenis benda tersebut!

Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada benda diatas adalah gaya berat yang berarah ke bawah dan gaya apung / gaya Archimides dengan arah ke atas. Kedua gaya dalam kondisi seimbang.

Soal No. 5
Seorang anak memasukkan benda M bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas berpancuran berisi air, air yang tumpah ditampung dengan sebuah gelas ukur seperti terlihat pada gambar berikut:

Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s² tentukan berat semu benda di dalam air!

Pembahasan
Data :
m_{_b} = 500 g = 0,5 kg
m_{_f} = 200 g = 0,2 kg

Berat benda di fluida (berat semu) adalah berat benda di udara dikurangi gaya apung (Archimides) yang diterima benda. Besarnya gaya apung sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan yaitu berat dari 200 ml air = berat dari 200 gram air (ingat massa jenis air = 1 gr/cm³ = 1000 kg/m³).

Soal No. 6
Perbandingan diameter pipa kecil dan pipa besar dari sebuah alat berdasarkan hukum Pascal adalah 1 : 25. Jika alat hendak dipergunakan untuk mengangkat beban seberat 12000 Newton, tentukan besar gaya yang harus diberikan pada pipa kecil!

Pembahasan
D₁ = 1
D₂ = 25
F₂ = 12000 N

Soal No. 7
Sebuah pipa U diisi dengan 3 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar berikut

Jika ρ₁, ρ₂ dan ρ₃ berturut-turut adalah massa jenis zat cair 1, 2 dan 3 dan h₁, h₂, h₃ adalah tinggi masing-masing zat cair seperti nampak pada gambar di atas, tentukan persamaan untuk menentukan massa jenis zat cair 1.
Pembahasan
P_A = P_B
P₁ = P₂ + P₃
ρ₁ g h₁ = ρ₂ g h₂ + ρ₃ g h₃

dengan demikian

ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂ + ρ₃ h₃

Sehingga
ρ₁ = (ρ₂ h₂ + ρ₃ h₃) : h₁

Soal No. 8

Sebuah pipa U diisi dengan 4 buah zat cair berbeda hingga seperti gambar. Tentukan persamaan untuk menentukan besarnya massa jenis zat cair 1
Pembahasan
P_A = P_B
P₁ + P₄ = P₂ + P₃
ρ₁ g h₁ + ρ₄ g h₄ = ρ₂ g h₂ + ρ₃ g h₃
g bisa dicoret sehingga didapatkan

ρ₁ h₁ + ρ₄ h₄ = ρ₂ h₂ + ρ₃ h₃
ρ₁ h₁ = ρ₂ h₂ + ρ₃ h₃ - ρ₄ h₄
Sehingga
ρ₁ = ( ρ₂ h₂ + ρ₃ h₃ - ρ₄ h₄) : h₁
Soal No. 9
Sebuah benda berbentuk balok berada pada bejana yang berisikan air dan minyak. 50% dari volum balok berada di dalam air, 30% berada dalam minyak seperti terlihat pada gambar berikut.

Tentukan massa jenis balok tersebut
Diketahui massa jenis air adalah 1 g/cm³ dan massa jenis minyak 0,8 g/cm³

Pembahasan
a) Gaya-gaya yang bekerja pada balok adalah sebagai berikut:

Berat benda
w = mg
Karena massa benda belum diketahui, masukkan m = ρ v_B sehingga w = ρ v g dengan v_B adalah volum balok.

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh air
Fair = ρ_a v_a g
dengan v_a adalah volume air yang dipindahkan atau didesak oleh balok (50%v = 0,5 v_B).

Gaya ke atas yang bekerja pada balok oleh minyak
F_m = ρ_m v_m g
dengan v_m adalah volume minyak yang dipindahkan atau didesak oleh balok (30% v_B = 0,3 v_B).

Gaya yang arahnya ke atas sama dengan gaya yang arahnya ke bawah:

Soal No. 10
Perhatikan gambar berikut, air berada dalam sebuah pipa kapiler dengan sudut kontak sebesar θ.

Jika jari-jari pipa kapiler adalah 0,8 mm, tegangan permukaan air 0,072 N/m dan cos θ = 0,55 tentukan tentukan ketinggian air dalam pipa kapiler! (g = 10 m/s², ρ_air = 1000 kg/m³)

Pembahasan
Data soal:
r = 0,8 mm = 0,8 × 10⁻³ m
cos θ = 0,55
γ = 0,072 N/m
g = 10 m/s²
ρ_air = 1000 kg/m³
h = ....

Rumus kenaikan zat cair pada suatu pipa kapiler

Masuk datanya

Soal No. 12
Sebuah pipa vertikal terpasang di dalamnya sebuah pegas dan sebuah penampang lingkaran dari karet berjari-jari 10 cm seperti terlihat pada gambar berikut.

Suatu zat cair dengan massa jenis 800 kg/m³ kemudian dimasukkan ke dalam pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika konstanta pegas adalah 200 N/m dan percepatan gravitasi 10 m/s² tentukan nilai h!

Pembahasan
Tentukan dulu perubahan panjang pegas akibat diisinya pipa dengan cairan:
Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair

Dengan demikian h = 50 cm − 44 cm = 6 cm

a.Sejarah dan alur ceritaTari Reog Ponorogo.

a) Asal-usul Reog

Asal-usul Reog dan Warok adalah cerita tentang pemberontakan Ki Ageng Kutu, seorang abdi kerajaan pada masa Bhre Kertabhumi, Raja Majapahit terakhir yang berkuasa pada abad ke-15.

Ki Ageng Kutu murka akan pengaruh kuat dari pihak rekan Cina rajanya dalam pemerintahan dan prilaku raja yang korup, ia pun melihat bahwa kekuasaan Kerajaan Majapahit akan berakhir. Ia lalu meninggalkan sang raja dan mendirikan perguruan dimana ia mengajar anak-anak muda seni bela diri, ilmu kekebalan diri, dan ilmu kesempurnaan dengan harapan
bahwa anak-anak muda ini akan menjadi bibit dari kebangkitan lagi kerajaan Majapahit kelak.

Sadar bahwa pasukannya terlalu kecil untuk melawan pasukan kerajaan maka pesan politis Ki Ageng Kutu disampaikan melalui pertunjukan seni Reog, yang merupakan “sindiran” kepada Raja Bra Kertabumi dan kerajaannya. Pagelaran Reog menjadi cara Ki Ageng Kutu membangun perlawanan masyarakat lokal menggunakan kepopuleran Reog.

Tari reog Ponorogo diambil dari cerita masyarakat tengtang terjadinya reogPonorogo.Yaitu tentanbg cerita dimana prabu KlonoSewandonoingin melamar Dewi SonggoLangit dari kerajaanKediri. Ditengah perjalanan, pasukan prabu KlonoSwandono dihadang oleh Singo Barong yg tidak ingin prabu Klono Sewandon yg mendapatkan Dewi Songgo Langit. Akhirnya pasukan prabu KlonoSewandono bertarung dengan singobarong, dan prabu Klono Sewandono mampu mengalahkan Singo Barong dan mengubahnya menjadi binatangberkepala dua,yaitu Singo Barong dan di atasnya dihinggapi burung merak.Hal tersebut mambuat pasukan Konewandono senang karena telah melengkapi persyaratan yg diberikanoleh Dewi SonggoLangit yaitu suatu pertunjukan yang baru dan aneh karna ada binatang berakepala dua di dalamnya. Sejak saat itu kesenian ini disebut reog dan menjadi kesenian rakyat dan khas dari kabupaten Ponorogo,yang sampai saat ini masih dijaga dan dilestarikan oleh masyarakat.

b) Alur Pertunjukan

Tari Reog modern sering dipentaskan dalam acara pernikahan, khitanan dan hari-hari besar Nasional. Seni Reog Ponorogo terdiri dari beberapa rangkaian 2 sampai 3 tarian pembukaan. Tarian pertama biasanya dibawakan oleh 6-8 pria gagah berani dengan pakaian serba hitam, dengan muka dipoles warna merah. Para penari ini menggambarkan sosok singa yang pemberani.

Berikutnya adalah tarian yang dibawakan oleh 6-8 gadis yang menaiki kuda. Pada reog tradisionil, penari ini biasanya diperankan oleh penari laki-laki yang berpakaian wanita. Tarian ini dinamakan tari jaran kepang, yang harus dibedakan dengan seni tari lain yaitu tari kuda lumping. Tarian pembukaan lainnya jika ada biasanya berupa tarian oleh anak kecil yang membawakan adegan lucu.

Setelah tarian pembukaan selesai, baru ditampilkan adegan inti yang isinya bergantung kondisi dimana seni reog ditampilkan. Jika berhubungan dengan pernikahan maka yang ditampilkan adalah adegan percintaan. Untuk hajatan khitanan atau sunatan, biasanya cerita pendekar. Adegan dalam seni reog tidak ada skenario karena selalu terjadi interaksi antara pemain dan dalang (biasanya pemimpin rombongan) dan kadang-kadang dengan penonton. Terkadang seorang pemain yang sedang pentas dapat digantikan oleh pemain lain bila pemain tersebut kelelahan. Yang lebih dipentingkan dalam pementasan seni reog adalah memberikan kepuasan kepada penontonnya.

Adegan terakhir adalah singa barong, dimana pelaku memakai topeng berbentuk kepala singa dengan mahkota yang terbuat dari bulu burung merak. Berat topeng ini bisa mencapai 50-60 kg. Topeng yang berat ini dibawa oleh penarinya dengan gigi. Kemampuan untuk membawakan topeng ini selain diperoleh dengan latihan yang berat, juga dipercaya diproleh dengan latihan spiritual seperti puasa dan tapa.

b. Musik Pengiring Reog Ponorogo

a. Musik pengiring ini di bagi menjadi dua kelompok yaitu kelompok penyanyi yang terdiri dari dua penyanyi yang menyanyi lagu daerah seperti Jathilan Ponorogo apabila diadakan di kabupaten Ponorogo dan apabila di Surabaya para paguyuban reog di Surabaya sering menggantinya dengan Semanggi Surabaya atau Jembatan Merah yang merupakan lagu khas Surabaya dengan bahasa jawa. Lalu kelompok instrument gamelan memiliki anggota sekitar 9 orang yang terdiri dari:

· 2 orang penabuh gendang

· 1 orang penabuh ketipung atu gendang terusan.

· 2 orang peniup slompret

· 2 orang penabuh kenong

· 1 orang penabuh gong

· 2 orang pemain angklung

c. Tata rias dan tata busana 5 Penari dalam tari Reog Ponorogo

1. Prabu Kelono Sewandono

Prabu Kelono Sewandono ini adalah tokoh utama dalam tari Reog Ponorogo. Beliau digambarkan sebagai seorang Raja yang gagah berani dan bijaksana, digambarkan sebagai manusia dengan sayap dan topeng merah. Beliau memiliki senjata pamungkas yang disebut Pecut Samandiman.

Cinde Merah ( celana )
Jarit
Boro-boro samir
stagen
Epek timang
Sampur
Uncal
Kace
Kalung lur
Cakep
Klat bahu
Probo
Keris Blangkrak / Ladrang
Binggel

2. Patih Bujangganong

Patih bujangganong adalah patih dari Prabu Kelono Sewandono, merupakan tokoh protagonis dalam tarian ini. Dia digambarkan sebagai patih yang bertubuh kecil dan pendek, namun cerdik dan lincah. Patih Bujangganong disebut juga penthulan. Penarinya tidak memakai baju, hanya rompi berwarna merah dan topeng berwarna merah juga.

Celana dingkikkan
Embong gombyog
Stagen
Epek timang
Sampur merah dan kuning
Rompi merah garis hitam
Binggel

3. Jathil Jathil atau Jathilan adalah sepasukan prajurit wanita berkuda.

Dalam tari Reog Ponorogo, penari Jathil adalah wanita. Mereka digambarkan sebagai prajurit wanita yang cantik dan berani. Kostum yang dikenakan penari Jathil adalah kemeja satin putih sebagai atasan dan jarit batik sebagai bawahan. Mereka mengenakan udheng sebagai penutup kepala dan mengendarai kuda kepang (kuda-kudaan yang terbuat dari anyaman bambu).

Celana dingkikkan
Jarit parang barong
Boro-boro samir
Stagen
Epek timang
Sampur merah dan kuning
Hem putih lengan panjang
Kace
Gulon ter
Srempang
Binggel

4. Warok

Warok adalah pasukan Kelono Sewandono yang digambarkan sebagai orang yang sakti mandraguna dan kebal terhadap senjata tajam. Penari warok adalah pria dan umumnya berbadan besar. Warok dibagi menjadi dua, yaitu warok tua dan warok muda. Perbedaan mereka terletak pada kostum yang dikenakan, dimana warok tua mengenakan kemeja putih, sedangkan warok muda tidak mengenakan apa-apa selain penadhon dan tidak membawa tongkat. Senjata pamungkas para warok adalah tali kolor warna putih yang tebal. mengenakan baju hitam-hitam (celana gombrong hitam dan baju hitam yang tidak dikancingkan) yang disebut *Penadhon.

Celana kombor hitam
Jarit latar ireng
Stagen
Epek timang
Kolor
Udeng / iket => modang, jinjen ( warok tua ) dan tapak doro, debleng mondholan ( warok muda)
Waktung
Keris
Hem putih lengan panjang
Jam kantong ( jam gandul )
Tongkat
Sandal

5. Pembarong

Pembarong adalah penari yang memiliki peranan paling penting dalam tari Reog Ponorogo. Pembarong adalah penari yang nantinya akan membawa Dadak Merak (topeng kepala singa dengan hiasan burung merah dan bulunya di atas kepala singa) yang tingginya satu setengah meter. Pembarong mengenakan celana panjang hitam dan baju kimplong (baju yang hanya punya satu cantelan bahu) dan harus menggigit kayu di bagian dalam kepala singa untuk mengangkat Dadak Merak. Seorang pembarong haruslah orang yang sangat kuat, karena dia harus bisa menundukkan Dadak Merak hingga menyentuh lantai dan mengangkatnya lagi ke posisi tegak. Dadak Merak disimbolkan sebagai Singobarong, dan secara umum Dadak Merak inilah yang membuat tari Reog Ponorogo menjadi sangat unik, karena bentuk topengnya yang sangat besar dan khas serta adanya filosofi di dalamnya. Karena itu, pembarong benar-benar harus memiliki keterampilan dan kemampuan yang tinggi agar bisa menghidupkan Singobarong yang dimainkannya.

d. Artistik Reog Ponorogo