2. Gaya Apung
Sebuah benda yang diletakkan di dalam air terasa lebih ringan dibandingkan dengan beratnya ketika di udara. Karena tekanan
semakin bertambah dengan bertambahnya kedalaman, gaya yang bekerja pada benda dibagian bawah yang berada di dalam air lebih
besar daripada gaya yang bekerja pada benda dibagian atas. Akibatnya, ada selisih gaya yang bekerja pada benda, yang
selanjutnya disebut dengan gaya apung Fooster, 2005:104
Gambar. 1 Gaya apung muncul karena konsekuensi tekanan air
Gambar 1 menunjukan sebuah silinder yang dibenamkan ke dalam fluida yang memiliki massa jenis ρ. Bagian atas silinder berada pada
kedalaman h
1
, sedangkan bagian bawahnya pada kedalaman h
2
. Karena luas penampang bagian atas dan bawah silinder sama besar,
yaitu A, gaya F
1
ke bawah karena menekan permukaan atas benda, dan gaya F
2
ke atas karena fluida menekan dasar permukaan benda. maka F
1
=P
1
A, dimana
P
1
=P
atm
+ρgh
1
; sedangkan
F
2
=P
2
A, dimana
P
2
=P
atm
+ρgh
2
. Dengan demikian selisih gaya yang bekerja pada
silinder adalah yang bertindak sebagai gaya apungnya, yang besarnya adalah:
F
apung
= F
2
- F
1
= P
2
A – P
1
A = P
atm
+ ρgh
2
A – P
atm
+ ρgh
1
A = ρgh
2
h
2
– h
1
Dari gambar dapat diketahui bahwa Ah
2
– h
1
sama dengan volume silinder, sehingga
F
apung
= ρgV Ketika membenamkan sebuah benda yang memiliki volume V ke
dalam fluida, maka ada fluida yang dipindahkan tempatnya, sebanyak volume benda yang dibenamkan. Dengan demikian volume fluida
yang dipindahkan adalah V. sehingga massa fluida yang dipindahkan adalah m= ρV Fooster, 2005:105. Dapat dituliskan:
F
apung
= mg
3. Hukum Archimedes
Prinsip Archimedes menyatakan: ketika sebuah benda seluruhnya atau sebagian dimasukan ke dalam zat cair, cairan akan memberikan
gaya apung F
a
pada benda yang besarnya sama dengan berat cairan yang dipindahkan benda w Young Freeman, 2002:429:
F
a
= w. dimana F
a
= ρ
f
.g.V
bf
;
Kategori