Evaluasi Belajar Olimpiade IPA

 1. Sebuah bendungan raksasa dibangun untuk menampung air sungai dengan kedalaman maksimal 50 meter. Arsitek bendungan membuat dinding bendungan dengan ketebalan yang berbeda: bagian atas tipis, sedangkan bagian bawah sangat tebal dan melebar.

• Pertanyaan: Jelaskan mengapa konstruksi bendungan harus dibuat semakin tebal ke arah dasar berdasarkan konsep tekanan hidrostatis! Jika massa jenis air adalah
  

  $1.000{\text{kg/m}}^3$
  dan percepatan gravitasi
  

  $10{\text{m/s}}^2$
  , hitunglah selisih tekanan yang dialami dinding bendungan pada kedalaman 10 meter dan 40 meter?

2. Seorang penyelam profesional melakukan ekspedisi di laut. Ia turun dari permukaan laut hingga kedalaman 30 meter. Selama turun, ia harus melakukan teknik "equalizing" (menyeimbangkan tekanan di telinga) agar gendang telinganya tidak pecah.

• Pertanyaan: Analisislah hubungan antara kedalaman laut dengan risiko kesehatan penyelam tersebut! Hitunglah tekanan total yang dialami penyelam di kedalaman 30 meter jika tekanan atmosfer di permukaan adalah
  

  ${10}^5\text{Pa}$
  dan massa jenis air laut adalah
  

  $1.030{\text{kg/m}}^3$
  . Mengapa penyelam tidak disarankan untuk naik ke permukaan secara mendadak (cepat) setelah berada di kedalaman tersebut dalam waktu lama?

3. Sistem pengereman mobil menggunakan prinsip Hukum Pascal. Luas penampang piston pada pedal rem (piston input) adalah 

$5{\text{cm}}^2$

, sedangkan luas penampang piston pada piringan cakram ban (piston output) adalah

$100{\text{cm}}^2$

.

• Pertanyaan: Jika seorang pengemudi menginjak pedal rem dengan gaya
  

  $200\text{N}$
  , hitunglah gaya pengereman yang dihasilkan pada ban! Mengapa penggunaan udara (gas) di dalam kabel rem (masuknya angin palsu) dapat membahayakan keselamatan dan membuat rem terasa "longgar" atau tidak pakem? Jelaskan berdasarkan sifat kompresibilitas zat cair dibandingkan zat gas.

4. Sebuah kapal selam memiliki tangki ballast yang bisa diisi air atau udara. Kapal tersebut ingin melakukan manuver dari posisi melayang di tengah laut (setimbang) menjadi posisi menyelam lebih dalam ke dasar laut.

• Pertanyaan: Bagaimana perubahan volume air di dalam tangki ballast mempengaruhi massa jenis rata-rata kapal submarine tersebut? Jelaskan proses fisik yang terjadi sehingga kapal bisa tenggelam, melayang, dan terapung kembali dikaitkan dengan Gaya Angung (
  

  $F_a$
  ) dan Berat Benda (
  

  $W$
  ). Jika kapal tersebut pindah dari air laut ke air tawar, apakah kapal tersebut akan terapung lebih tinggi atau lebih rendah? Berikan alasannya!

5. Seorang raja meminta seorang ilmuwan untuk mengecek apakah mahkotanya terbuat dari emas murni atau campuran perak. Berat mahkota di udara adalah 

$10\text{N}$

. Ketika ditimbang di dalam air, berat semu mahkota tersebut menjadi

$9,4\text{N}$

. (Diketahui massa jenis air

$1.000{\text{kg/m}}^3$

dan massa jenis emas murni

$19.300{\text{kg/m}}^3$

).

• Pertanyaan: Hitunglah massa jenis mahkota tersebut! Berdasarkan hasil perhitunganmu, apakah mahkota tersebut terbuat dari emas murni?