Konsep Terapung, Melayang, dan Tenggelam

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMPMTs Kelas VIII 186 dengan: V air = volume air yang dipindahkan m = massa benda di udara m s = massa semu benda di air ρ benda = massa jenis benda ρ air = massa jenis air ρ benda = ——— = –— m V benda m V air ingat hukum Archimedes, V benda = V air ρ benda = ———— × ρ air m m – m s karena V air = ——–— m – m s ρ air 2 Penerapan dalam bidang teknik Penerapan Hukum Archimedes dalam bidang teknik adalah sebagai berikut. a Kran otomatis pada penampungan air Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai Pikirkanlah Coba kamu tanyakan kepada teman, guru, atau orang tuamu tentang kran otomatis pada penampungan air Jelaskanlah cara kerja kran otomatis tersebut Manfaat apa yang kamu dapatkan dengan adanya kran otomatis? Kemukakan pendapatmu akan melihat kertas di permukaan dan batu akan berada di dasar ember. Peristiwa ini dapat dijelaskan oleh konsep massa jenis benda yang telah dipelajari sebelumnya. Massa jenis benda menentukan besar kecilnya gaya berat benda. Sedangkan, massa jenis zat cair menentukan besar kecilnya gaya Archimedes gaya apung zat tersebut. Jika gaya berat suatu benda lebih besar dari gaya Archimedes, maka benda akan tenggelam. Tetapi, jika gaya Archimedes yang lebih besar, maka benda akan terapung, dan benda akan melayang jika gaya berat benda sama dengan gaya archimedes. Dengan kata lain, dapat disebutkan bahwa: 1 Benda akan tenggelam jika ρ benda ρ zat cair 2 Benda akan melayang jika ρ benda = ρ zat cair 3 Benda akan terapung jika ρ benda ρ zat cair

b. Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari. 1 Menentukan massa jenis benda Bab 14 - Tekanan 187 Contoh: Sebuah benda di udara memiliki berat sebesar 30 N. Benda tersebut dimasukkan ke dalam air dengan gaya Archimedes yang terjadi sebesar 10 N. Tentukanlah: a. volume benda b. berat benda di air Penyelesaian: Diketahui : W benda = 30 N ; F a = 10 N Ditanya : a. volume benda b. berat benda di air Jawab: a. F a = ρ air V b g V b = ——— = ——————————— = 0,001 m 3 Jadi, volume benda tersebut adalah 0,001 m 3 . b. Berat benda di air merupakan berat semu benda, jadi: W semu = W benda – F a = 30 N – 10 N = 20 N Jadi, berat benda di air adalah 20 N. F a ρ air ⋅ g 10 N 1.000 kgm 3 ⋅ 10 ms 2 Gambar 14.4 Kapal selam bekerja sesuai dengan Hukum Archimedes S u m be r: go ogl e.c o.i d Gambar 14.5 Hidrometer S u m be r: go ogl e.c o.i d kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup. b Kapal selam Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam. c Hidrometer Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk meng- ukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Archimedes.