berkurang dibanding ketika ditimbang di udara. Sesungguhnya benda yang dicelupkan ke dalam zat cair tidak berkurang beratnya. Gaya berat benda itu
sebenarnya tetap, tetapi pada saat dicelupkan kedalam zat cair, ada gaya ke atas yang dikerjakan zat cair terhadap benda, sehingga berat benda seolah-
olah berkurang.
Gambar 5. Benda ditimbang dengan neraca pegas.
a. Gaya Keatas
Seorang ilmuwan Yunani Kuno, Archimedes 287-212 SM yang pertama kali menyelidiki besar gaya keatas dalam zat cair, sehingga
dikenal dengan hukum Archimedes yang berbunyi: sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair mengalami gaya ke
atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya. Berdasarkan hukum Archimedes, besarnya gaya ke atas F
A
= berat zat cair fluida yang dipindahkan W
bf
dengan W
bf
= m
bf
.g: F
A
= W
bf
Sehinga: F
A
= ρ
f
. V
bf
. g................................................................................1.9
Dengan: ρ
f
= massa jenis fluida yang dipindahkan kgm
3
V
bf
= volume fluida yang dipindahkan m
3
= volume benda yang tercelup dalam fluida g = percepatan gravitasi bumi ms
2
F
A
= gaya ke atas atau gaya Archimedes N
b. Terapung, Melayang, dan Tengelam
Pada saat benda dicelupkan ke dalam zat cair, ada gaya keatas yang dialami benda, maka jika benda seperti balok dimasukkan kedalam zat
cair dapat terapung, melayang dan tenggelam. Syarat benda yang terapung, melayang dan tenggelam :
a Terapung
Perhatikan gambar 6 yang menunjukkan sebuah balok kayu yang terapung pada fluida.
Gambar 6. Benda Terapung.
F
a
w = mg
Pada peristiwa mengapung, hanya sebagian volum benda yang tercelup di dalam fluida sehingga volum fluida yang berpindah lebih kecil dari
volum total benda yang mengapung. F
a
= m
b
g ρ
f
. g. V
t
= ρ
b
. g. V
b
�
�
= �
�
�
�
� V
t
volum benda yang tercelup lebih kecil daripada V
b
volum benda total, maka syarat benda mengapung adalah:
gaya apung F
a
sama dengan berat benda w atau F
a
= w serta massa jenis benda harus lebih kecil daripada massa jenis
fluida atau ρ
b
ρ
f
b Melayang
Perhatikan gambar 7 yang menunjukkan sebuah balok kayu yang melayang pada suatu fluida.
Gambar 7. Benda Melayang.
Pada peristiwa melayang, volum fluida yang dipindahkan volum benda yang tercelup sama dengan volum total benda yang melayang.
F
a
w = mg
∑F
y
= 0 F
a
= m
b
g ρ
f
. g. V
t
= ρ
b
. g. V
b
V
t
volum benda yang tercelup sama dengan V
b
volum benda total, maka syarat benda melayang adalah:
gaya apung F
a
sama dengan berat benda w atau F
a
= w massa jenis benda harus sama dengan massa jenis fluida atau ρ
b
= ρ
f
c Tenggelam
Perhatikan gambar 8 yang menunjukkan sebuah balok kayu yang tenggelam pada fluida.
Gambar 8. Benda Tenggelam.
Pada peristiwa tenggelam, volum benda yang tercelup di dalam fluida sama dengan volum total benda yang mengapung, namun benda
bertumpu pada dasar bejana sehingga ada gaya normal dasar bejana pada benda sebesar N.
w = mg F
a
N
F
a
+ N = m
b
g ρ
f
gV
t
+ N = ρ
b
gV
b
N = ρ
b
gV
b
- ρ
f
gV
t
V
t
volum benda yang tercelup sama dengan V
b
volum benda total, maka syarat benda tenggelam adalah:
gaya apung F
a
lebih kecil daripada berat benda w atau F
a
w massa jenis benda harus besar daripada jenis fluida atau ρ
b
ρ
f
c. Aplikasi Hukum Archimedes
