12. Sebuah pipa U diisi dengan air (massa jenis = 1.000 kg/m³), kemudian dimasukkan zat cair lain hingga mengisi 10 cm bagian kiri pipa. Jika diketahui beda ketinggian permukaan zat cair adalah 1 cm, maka besarnya massa jenis zat cair tersebut adalah .... a. 0,9 kg/m³ b. 9 kg/m³ c. 90 kg/m³ d. 900 kg/m³

12. Sebuah pipa U diisi dengan air (massa jenis = 1.000 kg/m³), kemudian dimasukkan zat cair lain hingga mengisi 10 cm bagian kiri pipa. Jika diketahui beda ketinggian permukaan zat cair adalah 1 cm, maka besarnya massa jenis zat cair tersebut adalah .... a. 0,9 kg/m³ b. 9 kg/m³ c. 90 kg/m³ d. 900 kg/m³

Jawaban:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan prinsip keseimbangan tekanan dalam fluida. Karena pipa U terisi dengan dua cairan yang tidak bercampur dan berada dalam keseimbangan, tekanan di kedua ujung pipa harus sama.

Karena ketinggian permukaan zat cair yang dimasukkan adalah 10 cm dan beda ketinggian permukaan adalah 1 cm, maka tinggi kolom air di sebelah kiri adalah 10 cm - 1 cm = 9 cm.

Tekanan yang dihasilkan oleh kolom zat cair adalah ρgh, di mana ρ adalah massa jenis zat cair, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah tinggi kolom zat cair.

Tekanan yang dihasilkan oleh kolom air di sebelah kanan adalah ρ(1 m³)g(10 cm) = ρ(1 m³)(10^(-1) m)(9.8 m/s²) = 9.8ρ Pascal.

Karena kedua tekanan harus sama, maka ρ(1 m³)(10^(-1) m)(9.8 m/s²) = 9.8ρ.

Dengan demikian, kita dapatkan ρ = 9 kg/m³.

Jadi, jawabannya adalah b. 9 kg/m³.