19
2.6 Tenaga Apung dan Daya Apung
2.6.1 Prinsip Archimedes
Prinsip dasar dari tenaga apung dan daya apung pertama kali ditemukan oleh Archimedes lebih dari 2200 tahun yang lalu. Prinsip Archimedes berbunyi :
“Benda yang mengapung atau tenggelam akan terangkat oleh gaya yang sama dengan berat air pada volume yang dipindahkan oleh fluida tersebut”. Gaya ini
disebut dengan gaya apung. Benda yang mengapung menggantikan berat benda itu sendiri pada fluida saat mengapung. Di lain sisi, benda yang mengapung
mengganti volume fluida secukupnya menuju keseimbangan benda tersebut. Titik yang melalui gaya apung tersebut disebut pusat apung, berada di pusat gravitasi
dari perpindahan fluida tersebut. Dengan menggunakan prinsip Archimedes, volume benda padat yang tidak
teratur bisa diketahui dengan menentukan berat yang hilang saat benda dicelupkan sepenuhnya ke dalam fluida yang diketahui specific gravitynya. Specific gravity
air dapat ditentukan dengan mengetahui kedalaman apung dari hidrometer. W
s
= W-F
a
2.3 dengan: W
s
= berat benda dalam zat cair Kg.ms
2
W = berat benda sebenarnya Kg.ms
2
F
a
= gaya apung N
2.6.2 Stabilitas Rendaman Dan Benda Apung
Untuk stabilitas benda yang tenggelam, pusat gravitasi dari benda harus terletak di bawah pusat gravitasi dari perpindahan air. Jika ada dua titik yang
berhimpit, benda yang tenggelam akan berada pada posisi kesimbangan netral pada semua posisi.
Universitas Sumatera Utara
20
Untuk stabilitas silinder yang mengapung, pusat gravitasi benda harus berada dibawah pusat apung.
Stabilitas dari benda apung yang lain tergantung apakah momen geser akan berubah saat pusat gravitasi dan pusat apung bergeser dari alignment vertical
karena perpindahan pusat apung. Pusat apung akan bergeser jika benda apung terbalik, karena bentuk fluida yang dipindahkan terganti dan oleh karena itu pusat
gravitasi bergeser. Besarnya gaya apung F
a
dirumuskan sebagai berikut : F
a
= ρ
cair
V
b
g 2.4
dengan: ρ
cair
= massa jenis zat cair kgm
3
V
b
= volume benda yang tercelup m
3
g = percepatan gravitasi ms
2
2.7 Persamaan Bernoulli