Praktis Belajar Fisika untuk Kelas XI
148
pedal F
piringan logam
bantalan rem
silinder utama
c. Rem Hidrolik
Rem hidrolik digunakan pada mobil. Ketika Anda menekan pedal rem, gaya yang Anda berikan pada pedal akan diteruskan ke silinder utama yang
berisi minyak rem. Selanjutnya, minyak rem tersebut akan menekan bantalan rem yang dihubungkan pada sebuah piringan logam sehingga timbul gesekan
antara bantalan rem dengan piringan logam. Gaya gesek ini akhirnya akan menghentikan putaran roda.
Sumber: www.katharinen.ingolstadt.de
6. Hukum Archimedes
Anda tentunya sering melihat kapal yang berlayar di laut, benda-benda yang terapung di permukaan air, atau batuan-batuan yang tenggelam di
dasar sungai. Konsep terapung, melayang, atau tenggelamnya suatu benda di dalam fluida, kali pertama diteliti oleh Archimedes.
Menurut Archimedes, benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas. Besar gaya ke atas tersebut
besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Secara matematis, Hukum Archimedes dituliskan sebagai berikut.
F
A
=
ρ
f
V
f
g 7–9
dengan: F
A
= gaya ke atas N,
ρ
f
= massa jenis fluida kgm
3
, V
f
= volume fluida yang dipindahkan m
3
, dan g
= percepatan gravitasi ms
3
.
Berdasarkan Persamaan 7–9 dapat diketahui bahwa besarnya gaya ke
atas yang dialami benda di dalam fluida bergantung pada massa jenis fluida, volume fluida yang dipindahkan, dan percepatan gravitasi Bumi.
Gambar 7.12
Prinsip kerja rem hidrolik
Menguji Teori Archimedes
Alat dan Bahan 1.
Dua buah bejana yang identik 2.
Neraca sama lengan 3.
Neraca pegas 4.
Beban 5.
Air
Prosedur 1.
Gantunglah beban pada neraca pegas. 2.
Catatlah nilai yang ditunjukkan oleh neraca pegas sebagai berat beban tersebut. 3.
Isilah salah satu bejana dengan air, kemudian timbanglah beban di dalam air. Catatlah angka yang ditunjukkan oleh neraca pegas sebagai berat beban di
dalam air. 4.
Bandingkanlah berat beban saat ditimbang di udara dengan berat beban saat ditimbang di dalam air. Apakah yang dapat Anda simpulkan dari kegiatan
tersebut? 5.
Letakkan kedua bejana identik ke setiap lengan neraca sama lengan.
Mahir Meneliti 7.1
Sumber: hysics, 1995
J e l a j a h
F i s i k a
Archimedes lahir di Syracus, Romawi.Ia dikenal dan dikenang
karena sejumlah hasil karyanya di bidang Fisika dan Matematika
yang memberikan banyak manfaat dalam kehidupan
manusia. Hasil karyanya dalam ilmu Fisika antara lain alat
penaik air dan hidrostatika. Ungkapannya yang terkenal saat
ia menemukan gaya ke atas yang dialami oleh benda di dalam
fluida, yaitu “
ur eka” sangat melekat dengan namanya.
Sumber: www.all iographies.com
Archimedes
Fluida
149
Anda telah mengetahui bahwa suatu benda yang berada di dalam fluida dapat terapung, melayang, atau tenggelam. Agar Anda dapat mengingat
kembali konsep Fisika dan persamaan yang digunakan untuk menyatakan ketiga perisiwa tersebut, pelajarilah uraian berikut.
a. Terapung
Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan terapung jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis fluida
ρ
b
ρ
f
. Massa jenis benda yang terapung dalam fluida memenuhi persamaan berikut.
= ρ
ρ
bf b
f b
V V
7–10 atau
= ρ
ρ
bf b
f b
h h
7–11 dengan: V
bf
= volume benda yang tercelup dalam fluida m
3
, V
b
= volume benda m
3
, h
bf
= tinggi benda yang tercelup dalam fluida m, h
b
= tinggi benda m,
ρ
b
= massa jenis benda kgm
3
, dan
ρ
f
= massa jenis fluida kgm
3
. Sebuah balok kayu
ρ
= 0,6 kgm
3
bermassa 60 g dan volume 100 cm
3
dimasukkan ke dalam air. Ternyata, 60 cm
3
kayu tenggelam sehingga volume air yang dipindahkan sebesar 60 cm
3
0,6 N .
b. Melayang
Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis fluida
ρ
b
=
ρ
f
. Dapatkah Anda memberikan contoh benda-benda yang melayang di dalam zat cair?
c. Tenggelam
Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis fluida
ρ
b
ρ
f
. Jika benda yang dapat tenggelam dalam fluida ditimbang di dalam fluida tersebut, berat
benda akan menjadi w
bf
= w – F
A
7–12 atau
w
bf
=
ρ
b
–
ρ
f
V
b
g 7–13
dengan: w
bf
= berat benda dalam fluida N, dan w
= berat benda di udara N.
6. Isilah kedua bejana identik dengan air sampai penuh. Kemudian, secara perlahan masukkan beban ke dalam salah satu bejana, sambil menampung air
yang tumpah dari dalam bejana. 7. Amatilah posisi neraca sama lengan setelah beban berada di dalam salah satu
bejana. 8. Hitunglah volume beban yang digunakan, kemudian bandingkan volume
tersebut dengan volume air yang dipindahkan ketika beban dimasukkan ke dalam air.
9. Apakah yang dapat Anda simpulkan? 10. Diskusikanlah bersama teman kelompok dan guru Fisika Anda.
Gambar 7.13
Balok kayu bervolume 100 cm
3
dimasukkan ke dalam air.
100 cm
3
Sumber: icroso t ncarta, 2004
