33
F. Konsep Gaya Apung
1. Pengertian Gaya Apung
Menurut Karim, dkk 2008: 22, suatu benda yang dimasukkan ke dalam air, beratnya seolah-olah berkurang. Hal ini terlihat pada
penunjukkan neraca pegas yang lebih kecil.
Gambar 2.1 Benda Ditimbang dengan Neraca Pegas
Peristiwa ini bukan berarti ada massa yang hilang, namun disebabkan oleh suatu gaya yang mendorong benda yang arahnya berlawanan dengan
arah berat benda yang dikenal dengan gaya apung F
a
. Gaya apung sama dengan berat benda di udara dikurangi berat benda di dalam air.
F
a
= W
u
–
W
a
dengan, F
a
= gaya apung atau gaya ke atas; satuan: N W
u
= gaya berat benda di udara; satuan: N W
a
= gaya berat benda di dalam air; satuan: N
Besarnya gaya apung ini bergantung pada banyaknya air yang didesak oleh benda tersebut. Semakin besar air yang didesak maka semakin besar
pula gaya apungnya, hal ini dikenal dengan hukum Archimedes yang berbunyi:
34
“Apabila suatu benda dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat
cair, benda akan mendapat gaya apung yang besarnya sama dengan
berat zat cair yang didesak dipindahkan oleh benda tersebut.” Secara matematis ditulis sebagai berikut :
F
A
= W
f
Karena, W
f
= m
f
. g dan
m
f
= ρ
f
. V maka
W
f
= ρ
f
. V. g Jadi:
F
A
= ρ
f
V g
dengan: F
A
= gaya apung N ρ
f
= massa jenis zat cair yang dipindahkan atau yang tumpah kgm
3
V = volum zat cair yang dipindahkan m
3
= volume benda yang tercelup dalam zat cair m
3
g = konstanta gravitasi atau percepatan gravitasi ms
2
W
f
= berat zat cair yang dipindahkan oleh benda N m
f
= massa zat cair yang dipindahkan oleh benda kg
2. Mengapung, Melayang, Tenggelam
Suatu benda yang di celupkan ke dalam zat cair akan mengalami tiga keadaan, yakni terapung, melayang, dan tenggelam.
35
a. Mengapung
Jika sebuah balok kayu dijatuhkan kedalam air, pada balok tersebut akan bekerja gaya apung F
a
yang lebih besar daripada berat balok w. Pada saat itu balok akan muncul ke permukaan air.
Peristiwa ini disebut mengapung.
Gambar 2.2 Benda Terapung
Syarat benda mengapung di zat cair: Massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair
Berat benda lebih kecil daripada gaya apung yang bekerja pada benda
b. Melayang
Suatu benda dikatakan melayang jika benda berada dalam zat cair, tetapi tidak berada di dasar zat cair. Jadi benda tersebut berada
di tengah-tengah antara permukaan zat cair dan dasar bejana benda berada pada posisi antara dasar wadah air dan permukaan air.
Gambar 2.3 Benda Melayang
36
Syarat benda melayang di zat cair: Massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair
Berat benda sama dengan gaya apung yang bekerja pada benda c.
Tenggelam Suatu benda dikatakan tenggelam jika benda berada di dasar
zat cair.
Gambar 2.4 Benda Tenggelam Syarat benda tenggelam di zat cair:
Massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair Berat benda lebih kecil daripada gaya apung yang bekerja pada
benda Beberapa produk teknologi yang menerapkan konsep gaya apung ini
diantaranya jembatan ponton, kapal laut, kapal selam, dan galangan kapal.
G. Penelitian Yang Relevan
Kategori