Mengapung Melayang Tenggelam Hukum Archimedes

243 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Tekanan G a F = U . g . V . . . 19.8 Keterangan: U : massa jenis zat cair yang didesak benda kgm 3 g : percepatan gravitasi 10 ms 2 V : volume zat cair yang didesak benda m 3 Dengan menggunakan konsep gaya Archimedes, kedudukan suatu benda dalam zat alir dibedakan menjadi 3, yaitu mengapung, 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: G a F G w . . . 19.9

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 sebagai berikut. G a F = G w . . . 19.10

c. Tenggelam

Suatu benda dikatakan tenggelam jika besar gaya ke atas gaya Archimedes lebih kecil daripada gaya ke bawahnya gaya beratnya. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut. G a F G w . . . 19.11 Konsep gaya Archimedes berlaku untuk se- mua zat yang dapat mengalir zat alir atau fluida. Dengan demikian, konsep gaya Archimedes juga berlaku di udara. Dengan memerhatikan hukum Archimedes maka tidaklah mengherankan jika balon udara dapat melayang di udara dan kapal selam dapat menyelam dalam air. Selain balon udara dan kapal selam, masih banyak peralatan lain yang menggunakan prinsip gaya Archimedes, antara lain: 1 jembatan ponton, 2 kapal, 3 pesawat terbang, 4 tank amfibi, 5 pesawat amfibi, dan 6 hidrometer. Agar kamu lebih memahami gaya Archimedes, pelajarilah contoh soal berikut dengan saksama Mengapung Melayang Tenggelam Gambar 19.13 Balon udara dapat melayang di udara menggunakan prinsip gaya Archimedes Dok. Pen erbit Di unduh dari : Bukupaket.com 244 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Tekanan Contoh Soal 1. Sebuah balok bermassa 2 kg di udara. Jika volume balok 2.000 cm 3 , tentukan berat balok dalam air yang mempunyai massa jenis 1.000 kgm 3 Penyelesaian: Diketahui: m = 2 kg V = 2.000 cm 3 = 0,002 m 3 U = 1.000 kgm 3 Ditanyakan: G w = . . . ? Jawab: G w = G w – G a F G w = m . g – U . g . V G w = 2 . 10 – 1.000 . 10 . 0,002 G w = 10 N Jadi, berat balok tersebut dalam air adalah 10 N. 2. Sebuah kapal selam berbobot 220.000 kg melayang dalam air laut dengan massa jenis 1.100 kgm 3 . Tentukan volume kapal selam tersebut Penyelesaian: Diketahui: m = 220.000 kg U air laut = 1.100 kgm 3 Ditanyakan: V kapal = . . . ? Jawab: Kapal selam melayang, berarti beratnya sama dengan gaya Archimedes sehingga G w = G a F m . g = U . g . V m kapal = U air laut . V kapal 220.000 = 1.100 . V kapal V kapal = 200 m 3 Jadi, kapal selam tersebut memiliki volume 200 m 3 . Tidak sulit, bukan? Sekarang coba kerjakan pelatihan berikut bersama kelompokmu Kerja Kelompok 1 Kerjakan bersama kelompokmu 1. Suatu balok mempunyai volume 200 cm 3 . Jika di udara berat balok 20 N, tentukan berat benda di air yang mempunyai massa jenis 1 grcm 3 G w G w G a F Di unduh dari : Bukupaket.com 245 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Tekanan 2. Sebuah kubus bersisi 20 cm. Jika kubus terapung di atas permukaan air dan bagian kubus tercelup di dalam air, tentukan massa jenis kubus U air = 1.000 kgm 3 3. Jelaskan prinsip kerja peralatan di bawah ini a. Jembatan ponton. b. Kapal. c. Pesawat terbang. d. Tank amfibi. e. Pesawat amfibi. f. Hidrometer. 2 1 Gambar 19.14 Percobaan Torricelli

C. Tekanan pada Gas Tekanan Udara