Sebuah benda dikatakan melayang didalam zat cair jika

Table of Contents Show

Benda Dalam Hukum Archimedes
Benda Tenggelam
Benda Melayang
Benda Terapung
Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari
Kapal Selam
Balon Udara
Kran otomatis
Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-hari
Video yang berhubungan

Fluida 143 Selain dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, adanya hukum Archimedes menyebabkan benda yang dimasukkan ke dalam akan mengalami tiga kemungkinan, yaitu terapung, melayang, dan tenggelam. terapung dalam zat cair jika tidak seluruh bagian benda tercelup dalam zat cair. Hal ini terjadi karena massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair ρ b ρ c , sehingga berat benda juga lebih kecil daripada gaya Archimedes w b F a . Contoh pe- ristiwa terapung, antara lain, plastik atau kayu yang dimasukkan ke dalam air. Benda dikatakan melayang dalam zat cair apabila kese- luruhan permukaan benda tercelup dalam zat cair dan benda diam tidak jatuh ke bawah tetapi juga tidak mun- cul ke permukaan. Kondisi ini dapat terjadi karena massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair ρ b = ρ c , sehingga berat benda menjadi sama dengan gaya Archimedes w b = F a . Dengan kata lain, berat benda di dalam zat cair sama dengan nol. Contoh peristiwa melayang adalah ikan-ikan di dalam air. Benda dikatakan tenggelam dalam zat cair apabila ben- da jatuh ke bawahdasar wadah saat dimasukkan ke dalam zat cair tersebut. Hal ini terjadi karena massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair ρ b ρ c , sehingga berat benda juga lebih besar daripada gaya Archi- medes w b F a . Contoh peristiwa tenggelam, antara lain, batu dan yang dimasukkan ke dalam air. w F a Gambar 8.5 Mekanisme benda terapung. w b F a w F a w b = F a Gambar 8.6 Mekanisme benda melayang. w F A w b F a Gambar 8.7 Mekanisme benda tenggelam. Di unduh dari : Bukupaket.com Fisika SMA MA Kelas XI 144 UJI PEMAHAMAN Kerjakan soal-soal berikut di dalam buku tugas Anda 1. Ke dalam suatu zat cair dimasukkan sebuah benda yang memiliki massa 120 g dan volume 100 cm 3 . Berapa besar gaya ke atas dari air yang dialami benda tersebut? 2. Jika suatu benda diletakkan di dalam zat cair, kapan benda akan terapung, melayang atau tenggelam? 3. Benda berbentuk kubus dengan panjang rusuk 30 cm dan massa 21.600 g dimasukkan ke dalam air. Berapa besar gaya ke atas yang dialami benda tersebut? 4. Sebongkah es yang memiliki volume 9.000 cm 3 dan massa jenis 0,7 gcm 3 dimasukkan ke dalam air. Berapa bagian volume es yang tercelup dan yang muncul di atas permukaan air? 5. Bagaimanakah prinsip kerja galangan kapal yang digunakan untuk memperbaiki kapal-kapal yang mengalami kerusakan?

Lihat dokumen lengkap (210 Halaman - 13.35MB)

Nama Archimedes mungkin tidak lagi asing di telinga sebagian besar orang, apalagi kamu yang saat ini duduk di bangku kelas 11. Ya, ia adalah seorang ahli matematika dan penemu asal Yunani yang hidup antara tahun 287 SM – 212 SM. Ia terkenal karena menemukan hukum hidrostika atau lebih dikenal dengan Hukum Archimedes.

Awal mula ditemukannya hukum ini sederhana. Bermula dari titah Raja Hieron II, yang meminta Archimedes untuk menyelidiki apakah mahkota emasnya dicampuri perak atau tidak. Archimedes yang memikirkan masalah ini dengan sungguh-sungguh pun akhirnya merasa sangat letih dan memilih untuk menceburkan dirinya ke dalam bak mandi umum yang dipenuhi air. Disini, ia melihat bahwa ada air yang tumpah ke lantai dan seketika itu pula ia menemukan jawabannya. Ia bangkit berdiri, dan berlari sepanjang jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Setiba di rumah ia berteriak pada istrinya, “Eureka! Eureka!” yang artinya “sudah kutemukan! sudah kutemukan!” Lalu hukum Archimedes pun muncul.

“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut dengan gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya.”

Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Dimana akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada didalam zat cair beratnya akan berkurang. Sehingga benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan dibandingankan ketika diangkat di darat.

Berat benda dalam air siberi simbol Ws, berat benda sebenarnya diberi lambang W, sedangkan gaya ke atas atau gaya apung diberi simbol Fa.

Ws = W-Fa

Dan besarnya gaya apung (Fa) dirumuskan dengan:

Fa = ρcair Vb g

Keterangan:

Vb = volume benda yang tercelup (m3) ρcair = massa jenis zat cair (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Benda Dalam Hukum Archimedes

Apabila suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yakni tenggelam, melayang, atau terapung. Berikut penjelasannya.

Benda Tenggelam

Benda dinyatakan tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu berada pada dasar tempat zat cair berada. Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda.

Contoh: Batu yang dimasukkan ke dalam air

Benda Melayang

Benda melayang didalam zat cair apabila posisi benda berada di bawah permukaan zat cair dan dari atas dasar tempat zat cair berada. Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda.

Contoh: telur ketika dimasukkan ke dalam air

Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair. Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda.

Contoh: plastik yang dimasukkan ke dalam air

Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari

Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Archimedes. Dimana semakin besar besar massa jenis zar air, maka akan semakin sedikit pula bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer ini banyak dipakai untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.

Kapal Selam

Penerapan hukum archimedes pada kapal selam bisa dibilang sama dengan galangan kapal. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang cadangan sehingga membuat berat kapal bertambah. Nah, pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan inilah yang menyebabkan kapal selam dapat menyelam pada kedalaman tertentu, sesuai keinginan. Untuk membuatnya mengapung, maka kapal akan mengeluarkan air laut dari ruang cadangan.

Balon Udara

Selain pada hidrometer dan kapal selam, penerapan Hukum Archimedes juga berlaku pada benda jenis gas. Dalam hal ini balon udara, yang agar dapat melayang di udara, diisi dengan gas yang memiliki massa jenis lebih kecil daripada massa jenis udara di atmosfer.

Kran otomatis

Siapapun yang di rumahnya memiliki mesin pompa air pasti pernah memperhatikan bahwa ada tangki penampungan yang harus diletakkan pada ketinggian tertentu disana. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Begitupun sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, maka pelampung akan membuat kran secara otomatis tertutup.

Ilustrasi hukum Archimedes. Foto: Pixabay

Ketika belajar Fisika, kita akan mempelajari hukum Archimedes. Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Seperti namanya, hukum Archimedes ditemukan oleh seorang ilmuwan asal Yunani bernama sama.

Bunyi hukum Archimedes yaitu: “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besanya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”.

Maksudnya, apabila suatu benda dimasukkan ke dalam zat cair, benda tersebut akan mengalami gaya apung. Kata “dipindahkan” dalam bunyi hukum Archimedes tersebut merujuk pada volume zat cair yang meluap dan terdesak, sehingga seolah-olah ada penambahan volume ketika suatu benda dicelupkan dalam zat cair.

Archimedes mengatakan bahwa besar zat cair yang terdesak mempunyai volume yang sama dengan volume benda yang dicelupkan. Maka, gaya apung (Fa) mempunyai nilai yang sama dengan berat zat cair (wf) yang dipindahkan.

Ada tiga keadaan ketika benda dicelupkan dalam zat cair, yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

Benda disebut tenggelam ketika posisi benda selalu berada pada dasar tempat zat cair berada. Kondisi ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda. Contohnya adalah besi dan batu akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air.

Benda dikatakan melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada. Kondisi ini terjadi jika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Contohnya adalah telur yang dimasukkan ke dalam air yang ditambahkan sedikit garam akan melayang karena massa jenis keduanya sama.

Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda. Contohnya plastik dan sterofoam yang dimasukkan dalam air.

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-hari

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Semakin besar besar massa jenis zar cair, maka semakin sedikit pula bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.

Kapal selam mampu mengatur massa jenisnya di dalam air agar bisa menyelam, melayang, dan mengapung di permukaan air. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam suatu ruang di kapal sehingga membuat berat kapal bertambah.

Kapal laut yang terbuat dari besi atau baja dapat mengapung karena memiliki bentuk yang berongga. Akibatnya, volume air yang dipindahkan lebih besar dan gaya angkat ke atas lebih besar juga.