Hukum Archimedes

Archimedes

Apa yang terjadi jika sebatang kayu kalian lemparkan ke air? Apa yang akan terjadi jika sebuah batu kerikil kalian lempar ke dalam air? Ternyata kayu yang memiliki berat lebih besar dibanding kerikil akan terapung di air, sedangkan batu kerikil yang memiliki berat lebih kecil dibanding kayu justru tenggelam dalam air. Mengapa hal ini dapat terjadi?

Pertanyaan itu telah diselidiki oleh Archimedes. Perhatikan gambar di atas! Berdasarkan hasil penelitiannya, Archimedes menyatakan bahwa jika sebuah benda di udara memiliki berat W maka ketika benda tersebut berada di air, ia akan mendapat gaya ke atas sebesar F_a . Dengan demikian, berat benda di air adalah sebagai berikut.

W' = W – F_a

Keterangan:

W': berat semu dalam air (N)

W : berat di udara (N)

F_a : gaya Archimedes (N)

Gaya ke atas yang dialami benda ketika berada di air disebut gaya Archimedes. Adapun besar gaya Archimedes dirumuskan sebagai berikut.

Fa = ρ . g . V

Keterangan:

F_a : gaya Archimedes (N)

ρ : massa jenis zat cair yang didesak benda (kg/m³)

g : percepatan gravitasi (10 m/s²)

V : volume zat cair yang didesak benda (m³)

Dengan menggunakan konsep gaya Archimedes, kedudukan suatu benda dalam zat alir dibedakan menjadi 3, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam.

Benda Terapung, Melayang, dan Tenggelam

a. Mengapung

Suatu benda dikatakan mengapung jika besar gaya ke atas atau gaya Archimedesnya lebih besar dibanding gaya ke bawahnya (gaya beratnya). Secara metematis dapat dinyatakan  Fa > W

b. Melayang

Suatu benda dikatakan melayang atau terbang jika besar gaya ke atas (gaya Archimedes) sama dengan gaya ke bawah (gaya berat) benda tersebut. Secara matematis dapat dituliskan Fa = W

c. Tenggelam

Suatu benda dikatakan tenggelam jika besar gaya ke atas (gaya Archimedes) lebih kecil daripada gaya ke bawahnya (gaya beratnya). Secara matematis dirumuskan Fa < W

Teknologi yang memanfaatkan prinsip hukum Archimedes

a. Kapal Selam

Kapal Selam

Kapal selam adalah kapal laut yang dapat berada dalam tiga keadaan, yaitu mengapung, melayang, dan tenggelam. Ketiga keadaan ini dapat dicapai dengan cara mengatur banyaknya air dan udara dalam badan kapal selam. Pada badan kapal selam terdapat bagian yang dapat diisi udara dan air. Ketika kapal selam ingin terapung maka bagian tersebut harus berisi udara. Ketika akan melayang, udaranya dikeluarkan dan diisi dengan air sehingga mencapai keadaan melayang. Jika ingin tenggelam maka airnya harus lebih diperbanyak lagi.

b. Hidrometer

Hidrometer

Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Biasanya alat ini digunakan oleh usaha setrum accu. Untuk mengetahui bahwa air accu itu sudah tidak bisa digunakan maka harus diukur dengan hidrometer. Cara menggunakan alat ini adalah dengan mencelupkannya pada zat cair yang akan diukur massa jenisnya. Kemudian, dilihat skala permukaan zat cair dan nilai itulah yang merupakan nilai massa jenis dari zat cair tersebut.

c. Jembatan Ponton

Jembatan Ponton

Di pelabuhan kamu dapat melihat jembatan yang terbuat dari drum-drum besar yang mengapung di atas air. Jembatan ini disebut jembatan ponton. Drum-drum itu biasanya terbuat dari besi dan di dalamnya diisi dengan udara sehingga massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair.

d. Balon Udara

Balon Udara

Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Balon udara harus diisi dengan gas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer sehingga balon udara dapat terbang karena mendapat gaya ke atas, misalnya diisi udara yang dipanaskan.

Di susun oleh :

Nama  : Mohammad Intan Husaini Tiwa’i

Kelas   : 9 I

Tahun ajaran: 2011/2012

Referensi :

bse Belajar IPA SMP/MTs klas 8/oleh Saeful Karim, dkk. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2008

Ilmu Pengetahuan Alam: SMP/MTs Kelas VIII/oleh H. Moch. Agus Krisno; editor Intan Mahanani. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

Gambar dari Google Images

 Baca juga ...

GAYA, TEKANAN, GERAK, DAN ENERGI
01	Gaya
02	Hukum Archimedes
03	Hukum Newton
04	Pesawat Sederhana
05	Gerak Benda
06	Gerak Lurus
07	Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
08	Ragam Energi dan Manfaatnya