Apa yang menyebabkan benda terapung di dalam air?

Hukum Archimedes, dan penjelasan Kenapa Benda bisa Terapung, Melayang, dan tenggelam?
Mungkin sebagian kita pernah bertanya, Mengapa kapal laut yang berukuran besar dan memiliki bobot berton-ton, dapat mengapung diatas air?, dan Kenapa Batu yang hanya berukuran kecil dan ringan akan tenggelam jika dimasukkan kedalam air? Saat suatu benda dimasukkan ke dalam suatu wadah yang berisi cairan, ada 3 kemungkinan yang akan terjadi pada benda tersebut, yaitu:

Mengapung
Melayang
Tenggelam

Mengapung Mengapung atau terapung adalah keadaan dimana suatu benda tetap berada di permukaan, saat dimasukkan kedalam suatu wadah yang berisi Cairan.

Melayang

Melayang adalah keadaan dimana suatu benda berada di antara permukaan dan dasar, saat dimasukkan ke dalam suatu bejana yang berisi Cairan.

Tenggelam

Tenggelam adalah keadaan dimana suatu benda berada didasar, saat benda tersebut dimasukkan kedalam suatu bejana yang berisi cairan.

Kemudian, pertanyaannya adalah, Kenapa ada benda yang Terapung, Melayang atau Tenggelam saat di masukkan ke dalam wadah yang berisi cairan?

Mengapung, Melayang dan Tenggelam, menurut Hukum Archimedes

Mengapung, Melayang, Tenggelam

Penjelasan mengenai hal ini ditemukan dan dikemukakan sekitar tahun 245 SM, oleh seorang Ilmuwan Matematika yang sangat terkenal yang berasal dari Yunani, bernama Archimedes.

Berawal saat ia menceburkan tubuhnya kedalam sebuah bak air, dan ia memperhatikan banyak air yang tumpah disaat yang bersamaan, Kemudian ia menjelaskan hal ini, yang kita kenal dengan Hukum Archimedes, yang bunyinya:

“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat cair, akan mendapat gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut”

Dan pernyataan ini, diperkuat dengan suatu rumus perhitungan, yang kita kenal dengan Rumus Hukum Archimedes.

Rumus Hukum Archimedes:

Fa = p.V.g

Keterangan:

Fa = gaya angkat ke atas
V = volume benda yang tercelup di dalam cairan
p = massa jenis zat cair
g = percepatan gravitasi

Dari penjelasan diatas, dapat kita simpulkan bahwa, Suatu benda dapat terapung (Mengapung), melayang atau tenggelam bukan berdasarkan ukuran (Volume) atau Massa (Bobot) dari benda tersebut, melainkan yang menentukan adalah seberapa berat cairan yang berpindah/tumpah saat suatu benda diletakkan kedalam suatu wadah yang berisi cairan, dan hal ini dapat menjelaskan Kenapa Kapal laut yang berukuran besar dan memiliki bobot berton-ton dapat terapung di atas air. Setiap benda yang diletakkan diatas permukaan cairan, maka volume cairan tersebut akan berpindah, dan seberapa berat perpindahan cairan tersebut menentukan bagaimana kondisi benda tersebut.

Penjelasan Kenapa Benda bisa Mengapung, Melayang atau Tenggelam

Penyebab Benda bisa Terapung (mengapung) diatas Air (Cairan)

Benda akan Mengapung, jika saat benda tersebut dimasukkan kedalam wadah yang berisi cairan, dan berat cairan yang berpindah lebih besar dibanding berat benda tersebut, atau Massa jenis Benda lebih kecil dibanding Massa jenis Cairan.

Massa Jenis Benda < Massa Jenis Cairan

Berat Air yang berpindah > Berat benda

Penyebab Benda bisa Melayang di dalam Air (Cairan)

Benda akan Melayang, jika saat benda tersebut dimasukkan kedalam wadah yang berisi cairan, dan berat cairan yang berpindah sama dengan berat benda tersebut, atau jika Massa jenis Benda sama dengan Massa jenis Cairan.

Massa Jenis Benda = Massa Jenis Cairan

Berat Air yang berpindah = Berat benda

Penyebab Benda bisa Tenggelam di dalam Air (Cairan)

Benda akan Tenggelam, jika saat benda tersebut dimasukkan kedalam wadah yang berisi cairan, dan berat cairan yang berpindah lebih kecil dibanding berat benda tersebut, atau Massa jenis Benda lebih besar dibanding Massa jenis Cairan.

Massa Jenis Benda > Massa Jenis Cairan

Berat Air yang berpindah < Berat benda

Percobaan Sederhana

Anda dapat melakukan sebuah Percobaan sederhana untuk membuktikannya, dengan cara sebagai berikut:

Siapkan satu buah Gelas yang berisi air penuh, letakkan Gelas tersebut di atas mangkuk.
Siapkan beberapa jenis Benda yang berbeda-beda, pastikan masing-masing benda tersebut telah ditimbang dan diketahui beratnya masing-masing.
kemudian masukkan salah satu benda ke dalam Gelas berisi air tersebut, dan tentunya air akan curah saat benda tersebut di masukkan.
Air yang curah tersebut akan tertampung di dalam mangkuk, untuk kemudian kita Timbang Berat Tumpahan air tersebut.

Jika Benda Mengapung, berarti Air yang Tumpah lebih berat dibanding Berat benda tersebut.
Jika Benda Melayang, berarti Air yang Tumpah beratnya sama dengan Berat Benda tersebut.
Jika Benda Tenggelam, berarti Air yang tumpah lebih ringan dibanding berat benda tersebut.

Kenapa Kapal Laut dapat Terapung (Mengapung) diatas air?, karena saat Kapal Laut tersebut berada diatas air, maka akan ada air yang berpindah (tumpah), Berat Air yang berpindah (Tumpah) masih lebih berat dibanding Berat kapal laut tersebut. Semoga bermanfaat!

Berbagi ilmu pengetahuan umum

Lihat Foto

Designua/Shutterstock

Hukum Archimedes berbunyi, Sebuah benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut

KOMPAS.com - Hukum Archimedes menjelaskan mengenai gaya suatu benda di dalam air. Hukum itulah yang menerangkan mengapa ada benda yang mengapung di air dan ada yang tenggelam.

Dilansir dari Live Science, bunyi Hukum Archimedes adalah:

"Sebuah benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut"

Archimedes menemukan hukum tersebut dari masalah yang dihadapi oleh Raja Syracuse, Hieron. Di mana, Hieron meminya Archimeser untuk memeriksa mahkota emasnya.

Hieron bertanya-tanya, apakah mahkota tersebut terbuat dari emas murni atau tidak? Archimedes kemudian menemukan cara untuk menguji mahkota tersebut. Saat ia nyemplung ke bak mandi, ia menyadari sebagain air naik dan tumpah.

Banyaknya air yang tumpah sama dengan banyaknya tubuh yang masuk ke dalam bak mandi. Archimedes kemudian berlari ke jalan dan berteriak "Aku menemukannya!".

Masalah raja Hieron pun dapat diselesaikan dengan cara ini. Untuk memastikan mahkota raja itu dari emas murni, harus dicek kepadatannya. Kepadatan bisa diketahui dengan berat sebuah benda dibagi dengan volume atau besarnya benda tersebut.

Baca juga: Bunyi Hukum Newton II dan Contoh Penerapannya dalam Kehidupan

Kertas yang digulung-gulung, meskipun besarnya sama dengan sebiji kelereng, tetap lebih ringan dari biji kelereng.

Begitu pula halnya dengan emas. Emas memiliki kepadatan yang lebih tinggi dari perak. Sehingga, mahkota raja bisa berbeda beratnya jika dibuat dari emas murni atau campuran, kendati bentuk dan besarnya sama.

Untuk mengukurnya, Archimedes tak perlu mengukur besar mahkota. Ia cukup memasukannya ke dalam air dan melihat berapa volume air yang naik dan membandingkannya dengan emas murni.

Hukum Archimedes menjelaskan hubungan antara gaya berat dan gaya ke atas (gaya apung) pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam fluida. Akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada di dalam fluida, beratnya akan berkurang. Sehingga, benda yang diangkat di dalam fluida akan terasa lebih ringan dibandingkan ketika diangkat di darat.

Menurut archimedes, benda dapat mengalami tiga keadaan ketika dimasukkan ke dalam fluida.

Tenggelam: keadaan ini terjadi saat massa jenis fluida lebih kecil dari massa jenis benda. Contohnya besi atau baja akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air.
Terapung: keadaan ini terjadi saat massa jenis fluida sama dengan massa jenis benda. Contohnya telur yang dimasukkan ke dalam air yang ditambahkan sedikit garam akan melayang karena massa jenis keduanya sama.
Melayang: keadaan ini terjadi saat massa jenis fluida lebih besar dari massa jenis benda. Contohnya styrofoam atau plastik akan terapung jika dimasukkan ke dalam air.

Jadi, benda dapat terapung, tenggelam dan melayang karena faktor perbandingan massa jenis benda dan massa jenis fluidanya.