Tekanan
213
Jika kamu melakukan kegiatan tersebut dengan teliti dan benar, ternyata benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan
mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan. Hal itu sesuai dengan Hukum Archimedes yang berbunyi “Suatu benda
yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair
yang dipindahkan oleh zat cair tersebut.”
Hukum Archimedes dapat ditulis dalam bentuk persamaan berikut.
F
A
= w
C
F
A
= m
C
g F
A
=
C C
V g
U F
A
=
C C
gV U
Dengan: F
A
= gaya tekan ke atas N w
C
= berat zat cair yang dipindahkan N V
C
= volume zat cair m
3 C
U = massa jenis zat cair kgm
-3
g = percepatan gravitasi bumi ms
-2
Terapung, Melayang, dan Tenggelam
Zat padat yang dimasukkan ke dalam zat cair dapat meng- alami peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam.
a. Terapung
Benda dikatakan terapung jika sebagian besar volumenya berada di atas permukaan zat cair. Pada saat itu berlaku
A
F w
t . Suatu
benda akan terapung apabila massa jenisnya lebih kecil daripada massa jenis zat cair.
A
F w
t atau
U
zat cair
U
benda
b. Melayang
Benda dikatakan melayang jika berada di antara permukaan dan dasar zat cair. Pada saat itu berlaku F
A
= w. Suatu benda akan melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis
zat cair.
A
F w
atau U
zat cair
= U
benda
c. Tenggelam
Benda dikatakan tenggelam jika berada di dasar zat cair. Pada saat itu berlaku F
A
w suatu benda akan tenggelam apabila massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair.
A
F w
atau U
zat cair
U
benda
S Gambar 15.4 Keadaan
suatu benda di dalam zat cair
terapung melayang
tenggelam
Di unduh dari : Bukupaket.com
214
Mari BIAS 2
Tujuan: –Mengamati keadaan zat padat dalam zat cair. Alat dan Bahan:
– Telur ayam – Garam
– Bejana kaca – Air
Cara Kerja:
1. Masukkan telur ayam ke dalam bejana kaca berisi air. Amati keadaan telur dalam bejana kaca yang berisi air tersebut.
2. Tambahkan garam sedikit demi sedikit, amati yang terjadi pada telur tersebut.
Pertanyaan: 1. Bagaimanakah keadaan telur dalam bejana kaca yang berisi
air sebelum ditambahkan garam. 2. Bagaimanakah keadaan telur dalam ember yang berisi air
yang telah ditambahkan garam? 3. Apakah fungsi pemberian garam dalam air?
4. Nyatakan kesimpulanmu dalam buku kerjamu. Alat-alat yang bekerjanya berdasarkan Hukum Archimedes
adalah kapal selam, kapal laut, galangan kapal, hidrometer, dan jembatan ponton.
Untuk lebih memahami keadaan zat padat dalam zat cair, lakukan tugas berikut.
Archimedes
Archimedes adalah seorang ilmuwan pada masa Yunani Kuno. Archimedes terke-
nal karena konsep terapung, melayang, dan tenggelamnya suatu benda di zat cair.
Suatu saat Archimedes dimintai ban- tuan oleh Raja Hieron untuk mengetahui
keaslian mahkota raja. Konon saat itu Archi- medes tidak boleh merusak mahkota. Jika
berhasil akan mendapat hadiah, jika gagal akan mendapat hukuman.
Archimedes akhirnya mendapat me- tode untuk membuktikan keaslian mahkota
raja ketika dia mandi. Saat menceburkan tubuhnya ke bak mandi, yang berisi penuh
air, Archimedes memerhatikan bahwa ada sejumlah air yang tumpah. “Eureka” itulah
seruannya saat mendapatkan metodenya.
Seandainya kamu menjadi Archime- des, bagaimanakah caramu membuktikan
keaslian mahkota di hadapan raja?
Di unduh dari : Bukupaket.com
Tekanan
215
Tujuan pembelajaranmu adalah dapat:
menjelaskan hubung- an antara ketinggian
tempat dengan tekan- an udaranya;
mengaplikasikan konsep tekanan gas
pada peristiwa alam alam yang relevan
dalam penyelesaian masalah sehari-hari.
Tujuan Pembelajaran
Sebuah patung kuno tenggelam di suatu
perairan yang mempunyai massa jenis 1.050 kgm
-3
. Jika patung itu bermassa
100 kg dan volumenya 0,05 m
3
, berapakah gaya yang diperlukan untuk
mengangkatnya? anggap g = 10 ms
-2
Penyelesaian:
Diketahui: m = 100 kg V = 0,05 m
3
g = 10 ms
-2
U = 1.50 kgm
-3
Ditanyakan: w
air
= ... ? Jawab: Berat patung di udara
w = mg = 100 kg u
10 ms
-2
= 1.000 N Gaya Archimedes yang dialami patung
F = U
g V = 1.050 kgm
-3
u 10 ms
-2
u 0,05 m
3
= 525 N. Gaya berat untuk mengangkat patung.
w
air
= w
u
– F
a
= 1.000 N – 525 N = 475 N. Jadi seakan-akan massa patung sebesar
-2
475 N 10 ms
= 47,5 kg.
1. Mengapa jika salah satu pipa pada be- jana berhubungan ditutup rapat permu-
kaannya tidak rata? 2. Menurut fisika, mampukah seorang
anak 5 tahun mengangkat seekor gajah? 3. Sebuah batu kerikil di udara mempu-
nyai berat 80 N. Batu itu ketika di air beratnya menjadi 70 N. Berapa besar
gaya batu?
C. TEKANAN UDARA
Adanya gravitasi bumi mengakibatkan udara mempunyai berat. Dari awal telah dijelaskan bahwa setiap zat memiliki massa
sehingga dengan pengaruh gravitasi setiap zat memiliki berat. Udara juga memiliki massa dan memiliki berat, sehingga udara juga
memiliki tekanan.
Bumi diselimuti lapisan udara. Lapisan udara disebut juga lapisan atmosfer. Lapisan udara bermacam-macam bergantung pada
ketinggian di atas permukaan air laut. Makin tinggi dari permukaan air laut, tekanan udaranya makin besar. Besar tekanan udara diteliti
Di unduh dari : Bukupaket.com
