Materi Hukum Archimedes yang akan kita bahas kali ini meliputi pengertian, bunyi, rumus, contoh soal dan penerapannya. Untuk lebih lengkapnya mari kita simak penjelasan berikut ini:
Daftar Isi
Pengertian Hukum Archimedes
Hukum Archimedes adalah sebuah hukum yang berisi tentang prinsip pengapungan diatas benda cair.
Hukum archimedes ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani yang juga merupakan penemu pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal dengan istilah sekrup archimede. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air.
Dasar pemikiran Archimedes: ”Jika dalam sebuah tempat ada air dan air dalam keadaan tenang, maka di seluruh bagian air tekanannya sama. Kalau ada daerah yang tekanannya berbeda, maka air dari tempat yang tekanannya tinggi mengalir ke arah yang tekanannya rendah. Jika benda dimasukkan ke dalam air dan setelah airnya tenang kembali benda terapung, keadaan itu menunjukkan bahwa tekanannya menjadi sama di mana-mana, termasuk di tempat benda tersebut berada. Ini berarti tekanan yang diduduki benda itu seharusnya sama dengan tekanan di bagian air yang lain atau air yang seharusnya ada di situlah yang sama dengan air yang terdesak oleh benda”.
Dalam penyusunan percobaannya Archimedes menggunakan pengetahuan tentang timbangan. Akhirnya dapat ditentukan bahwa teorinya sesuai dengan hasil percobaan, yaitu: ”Benda yang terapung atau terendam dalam air kehilangan berat sesuai dengan berat air yang terdesak”.
Artikel Terkait
- Medan Magnet: Definisi, Arah, Prinsip Penggunaan & Rumusby Mirza Sufi Kusuma (Sma Studioliterasi) on 7 Desember 2023 at 2:26 pm
Welcome back, guys. It’s time to learn science! Yap, pembahasan kali ini tak kalah menarik karena kita akan membahas apa itu medan magnet beserta penjelasan lengkapnya. Sebelumnya apakah kalian masih ingat tentang definisinya? Jika belum, simak penjelasan berikut ini. Medan magnet merupakan daerah di sekitar magnet dan ia dipengaruhi oleh gaya magnet yang kuat. Selain The post Medan Magnet: Definisi, Arah, Prinsip Penggunaan & Rumus appeared first on Sma Studioliterasi.
- Kerajaan Hindu Budha di Indonesia yang Menorehkan Sejarahby Mirza Sufi Kusuma (Sma Studioliterasi) on 7 Desember 2023 at 1:41 pm
Kerajaan hindu budha di Indonesia pernah mengalami kejayaan sebelum Indonesia merdeka. Di sisi lain, keberadaan kerajaan Hindu-Budha telah memberikan dampak yang besar pada kehidupan masyarakat saat itu, mulai dari kebudayaan, ekonomi, dan sebagainya. Bersamaan dengannya, agama Hindu-Budha di nusantara (saat ini Indonesia) telah mengalami perkembangan yang begitu pesat. Sementara itu, masuknya dan menyebarnya agama Hindu The post Kerajaan Hindu Budha di Indonesia yang Menorehkan Sejarah appeared first on Sma Studioliterasi.
- Jenis-Jenis Bakat dan Cara Mengenalinya Secara Efektif.by Mirza Sufi Kusuma (Sma Studioliterasi) on 6 Desember 2023 at 9:55 am
Setiap orang dilahirkan jenius. Namun jika kalian menilai seekor ikan dari caranya memanjat .pohon, ia akan menganggap bahwa dirinya bodoh. Very well said! Itulah kutipan ilmuwan tersohor di dunia bernama Albert Einstein yang menjelaskan pentingnya mengetahui jenis-jenis bakat di setiap individu. Kutipan ini cukup menjawab pertanyaan kita selama ini tentang apa itu kemampuan, potensi diri The post Jenis-Jenis Bakat dan Cara Mengenalinya Secara Efektif. appeared first on Sma Studioliterasi.
- Strategi Menghadapi Ujian Tertulis, Bikin Performa Ujian Oke!by Mirza Sufi Kusuma (Sma Studioliterasi) on 5 Desember 2023 at 9:37 am
Apa yang kalian lakukan menjelang ujian? Sebut saja ujian akan diadakan dua minggu depan, tentu kalian akan mempersiapkan mulai hari ini, bukan? Kalian perlu mempersiapkan diri dan rencana atau strategi menghadapi ujian tertulis dengan baik. Nah, tapi ada beberapa orang yang merasa kurang mengerti bagaimana strategi menghadapi ujian tertulis. Yuk, cari tau selengkapnya di bawah The post Strategi Menghadapi Ujian Tertulis, Bikin Performa Ujian Oke! appeared first on Sma Studioliterasi.
Bunyi Hukum Archimedes
Archimedes (287-212 SM) yang pertama kali menyelidiki besar gaya keatas dalam zat cair, sehingga dikenal dengan hukum Archimedes yang berbunyi:
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”
Rumus Hukum Archimedes
Berikut rumus hukum archimedes yang harus kita ketahui :
FA = ρa × Va × g |
FA = W |
Keterangan: FA = Gaya keatas yang dialami benda (N) ρa= Massa Jenis zat cair (kg/m3) Va= Volume air yang terdesak (m3) g = Percepatan Gravitasi (m/det2) |
Dari rumus diatas, terciptalah 3 hukum turunan dari hukum Archimedes yang berbunyi :
1. Sebuah benda akan terapung apabila massa jenis benda yang dimasukan ke dalam air lebih kecil dari pada massa jenis zat cairnya
2. Sebuah benda akan melayang apabila massa jenis benda yang dimasukan ke dalam air sama dengan massa jenis zat cairnya
3. Sebuah benda akan tenggelam apabila massa jenis benda yang dimasukan ke dalam air lebih besar dari pada massa jenis zat cairnya.
Keadaan Benda dalam Zat Cair
Bila kita mencelupkan suatu benda ke dalam zat cair, maka akan ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi pada benda itu yaitu tenggelam, melayang atau terapung. Ketiga peristiwa itu terutama melayang dan terapung jelas menunjukkan bahwa zat cair memberikan gaya ke atas terhadap benda yang tercelup ke dalamnya.
3 keadaan benda di dalam zat cair :
- Benda terapung
Benda dikatakan terapung ketika berat jenis benda lebih kecil dari pada berat jenis zat cair, dan berat benda sama dengan gaya keatas zat cair.
Pada peristiwa ini hanya sebagian volume benda yang tercelup di dalam zat cair sehingga volume zat cair yang berpindah lebih kecil dari volume total benda yang mengapung.
Karena Vt (volume benda yang tercelup) lebih kecil daripada Vb (volume benda total), maka syarat benda mengapung adalah:
Gaya apung (Fa) sama dengan berat benda (w) atau Fa = w, serta massa jenis benda (ρb) harus lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρf) atau ρb < ρf
Secara umum
- pb, rata-rata = pf
- w = Fa
Keterangan:
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
- Benda melayang
Benda dikatakan melayang jika berat jenis benda sama dengan berat jenis zat cair, dan berat benda sama dengan gaya keatas zat cair.
Pada peristiwa melayang, volume zat cair yang dipindahkan (tercelup) sama dengan volume total benda yang melayang.
Karena Vt (volume benda yang tercelup) sama dengan Vb (volume benda total), maka syarat benda melayang adalah:
Gaya apung (Fa) sama dengan berat benda (w) atau Fa = w, dan massa jenis benda (ρb) harus sama dengan massa jenis zat cair (ρf) atau ρb = ρf
Secara umum
- ρb, rata-rata > ρf
- w > Fa
Keterangan
ρb = massa jenis benda
ρf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
- Benda Tenggelam
Benda dikatakan tenggelam jika berat jenis benda lebih besar daripada berat jenis zat cair, dan berat benda lebih besar daripada gaya ke atas zat cair.
Pada peristiwa tenggelam, volume benda yang tercelup di dalam zat cair sama dengan volume total benda yang mengapung, akan tetapi benda bertumpu pada dasar bejana sehingga ada gaya normal dasar bejana pada benda sebesar N.
Karena Vt (volume benda yang tercelup) sama dengan Vb (volume benda total), maka syarat benda dikatakan tenggelam adalah :
gaya apung (Fa) lebih kecil daripada berat benda (w) atau Fa < w, dan massa jenis benda (ρb) harus lebih besar dari pada jenis zat cair (ρf) atau ρb > ρf
Secara umum
- ρb, rata-rata < ρf
- w = Fa
Keterangan
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
Penurunan Rumus Archimedes
Vbf adalah volum benda yang tercelup dalam fluida
Fa = Mfg
Fa = ρf × Vbf × g
Fa = F2 – F1 karena F2 > F1
= ρf × g × h2 ×A – pf × g × h1 × A
= ρf × g × A (h2 – h1)
= ρf × g × A × h
= ρf × g × Vbf
karena Ah = Vbf adalah volume silinder yang tercelup dalam zat cair/fluida
Catatan :
ρf × Vbf = massa fluida/zat cair (Mf)
ρf × g × Vbf = berat fluida yang dipindahkan benda (Mfg)
Rumus gaya apung :
Fa = Mf × g
Fa = ρf × Vbf ×g
Hukum archimedes dapat ditulis sebagai berikut :
FA = ρa × Va × g
Keterangan :
FA = gaya ke atas pada benda (N)
ρa = massa jenis zat cair (kg/m3)
Va = volume zat cair yang terdesak (m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
Contoh Soal Hukum Archimedes
Setelah mempelajari materi dan rumus diatas, kami akan memberikan contoh soal beserta pembahasannya. Perhatikan contoh berikut :
Contoh 1 :
Volume sebuah kubus yaitu sebesar 1.000 cm³, kubus itu tercelup di dalam air 3/4 bagian. Massa jenis air tersebut sebesar 1g/cm³ . Hitunglah berapa besar gaya Archimedes yang terjadi!
Pembahasan :
Diketahui :
V = 1000cm³ = 1/1000m³ karena 3/4 maka v = 3/4*1/1000
ρa = 1g/cm³ = 1000kg/m³
g = 10N/kg
Ditanya : F archimedes
Jawab:
F = ρa × g × v
= 1000*10*3/4*1/1000
= 7,5 N
Contoh 2 :
Sebongkah batu memiliki volume 2,5 dm³ dan dimasukkan ke dalam air yang berat jenisnya 10.000 N/m² . Jika berat batu 100 N, hitunglah berapa besar gaya ke atas dari batu tersebut!
Pembahasan :
Diketahui :
v=2,5dm³ =25/10000m³
W batu = 100N
ρa =10000N/m³
gravitasi=10N/kg
Ditanya : F
Jawab:
F = ρa ×g ×v
= 10000 × 10 × 25/10000
= 250 N
Penerapan Hukum Archimedes
Adapun contoh penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari. Berikut diantaranya :
- Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan merupakan salah satu contoh penerapan hukum Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapal laut dibuat dari besi atau kayu yang berongga di bagian tengahnya. Rongga ini memiliki tujuan agar volume air laut yang dipindahkan badan kapal besar. Hal ini berdasarkan penerapan bunyi hukum Archimedes dimana gaya apung suatu benda sebanding dengan banyaknya air yang dipindahkan. Dengan begitu, kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
- Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan realisasi bunyi hukum archimedes, dimana suatu benda yang dimasukan kedalam zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, maka sebagian alat tersebut akan tenggelam. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Jumlah air yang dipindahkan oleh hidrometer akan tertera pada skala alat tersebut.
- Jembatan Poton
Jembatan poton merupakan sebuah jembatan yang dibuat dari drum kosong yang melayang diatas air dan diatur hingga menyerupai sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa dijadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong dan tertutup rapat sehingga udara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara tersebut, maka berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa terapung di atas permukaan air
.
- Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata aplikasi hukum Archimedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas. Agar bisa terbang melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari pada massa jenis udara atmosfer, karena mendapat gaya keatas balon ini bisa terbang. Udara yang dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa. Sehingga massa jenis udara tersebut menjadi ringan.
Nah itulah materi beserta contoh hukum archimedes. Mudah dipahami bukan? Kita hanya perlu sering berlatih mengerjakan latihan-latihan soal, agar lebih lancar mengerjakan soal ketika ujian. Semoga sukses dan tetap semangat!
Baca materi Fisika lainnya:
– Hukum Kirchoff
– Hakikat Ilmu Fisika
Tidak ada komentar