Hukum Archimedes dan Penerapannya DI
Hukum Archimedes dan Penerapannya
by Kiki Raven , at 9:36 AM , have 8 komentar
Bunyi Hukum Archimedes. Hukum Archimedes adalah sebuah hukum
tentang prinsip pengapungan diatas benda cair yang ditemukan oleh
Archimedes, seorang ilmuwan Yunani yang juga merupakan penemu
pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal dengan istilah Sekrup
Archimede. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan gaya
ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air. Berikut ini adalah bunyi
hukum Archimedes yang sangat terkenal itu.
Bunyi Hukum Archimedes
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau
seluruhya kedalam zat cair akan mengalami gaya
ke atas yang besarnya sama dengan berat zat
cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”
Rumus Hukum Archimedes
FA = ρa x Keterangan:
Va x g FA = Gaya keatas yang dialami benda
(N)
ρa= Massa Jenis zat cair (kg/m3)
Va= Volume air yang terdesak (m3)
g = Percepatan Gravitasi (m/det2)
Berdasarkan bunyi dan rumus hukum Archimede diatas, suatu benda yang
akan terapung, tenggelam atau melayang didalam zat cair tergantung pada
gaya berat dan gaya keatas. Maka dari itu, berdasarkan hukum diatas,
terciptalah 3 hukum turunan dari Hukum Archimedes Yang Berbunyi:
1. Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air
lebih kecil dari massa jenis zat cairnya
2. Benda akan melayang jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam
air sama dengan massa jenis zat cairnya
3. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam
air lebih besar dari pada massa jenis zat cairnya.
Penerapan Hukum Archimedes :
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi ata penerapan hukum
Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Kapan laut terbuat dari besi atau kayu yang di buat berongga dibagian
tengahnya. Rongga pada bagian tengah kapal laut ini bertujuan agar volume
air laut yang dipindahkan badan kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi
hukum Archimedes dimana gaya apung suatu benda sebanding dengan
banyaknya air yang dipindahkan. Dengan menggunakan prinsip tersebut
maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
Berbeda dengan kapal selam yang memang di kehendaki untuk bisa
tenggelam di air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian
tertentu dari kapal selam di persiapkan sebuah rongga yang dapat
menampung sejumlah air laut yang bisa di isi dan di buang sesuai
kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi dengan air laut
sehingga berat kapal selam bertambah. Sedangkan saat ingin mengapung,
air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal selam
menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis
zat cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer
merupakan realisasi bunyi hukum archimede, dimana suatu benda yang
dimasukan kedalam zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami
gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang
dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat
tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit
bagian hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan
oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan poton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drumdrum kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga
menyerupai sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan
apung. Untuk bisa di jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus
berada dalam kondisi kosong dan tertutup rapat sehingga udara di dalam
drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara itu
berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa terapung di atas
permukaan air
.
4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata
aplikasi hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga
benda gas. Untuk dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi
dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer,
sehingga, balon udara dapat terbang karena mendapat gaya keatas,
misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang dipanaskan memiliki
tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa. Sehingga masa jenis
udara tersebut menjadi ringgan.
HUKUM ARCHEMEDES
Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup
sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.
Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fuida akan
mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fuida fuida yang
dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam
persamaan :
Fa = ρ v g
Keterangan :
Fa = gaya ke atas (N)
V = volume benda yang tercelup (m3)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari
hukum newton juga.
- Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan
benda
melayang .
- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang
- Bila FA Fa
ρb X Vb X g > ρa X Va X g
ρb > ρa
Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ)
• Melayang
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda
(w)
sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan
setimbang
w = Fa
ρb X Vb X g = ρa X Va X g
ρb = ρa
Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :
(FA)tot = Wtot
rc . g (V1+V2+V3+V4+…..) = W1 + W2 + W3 + W4 +…..
• Terapung
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda
(w)
lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).
w = Fa
ρb X Vb X g = ρa X Va X g
ρb < ρa
Misal : Sepotong gabus ditahan pada dasar bejana berisi zat cair, setelah dilepas,
gabus
tersebut akan naik ke permukaan zat cair (terapung) karena :
FA > W
rc . Vb . g > rb . Vb . g
rc $rb
Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn).
Fn = FA - W
Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :
FA’ = W
rc . Vb2 . g = rb . Vb . g
FA’ = Gaya ke atas yang dialami oleh bagian benda yang tercelup di dalam zat cair.
Vb1 = Volume benda yang berada dipermukaan zat cair.
Vb2 =
Volume benda yang tercelup di dalam zat cair.
Vb = Vb1 + Vb 2
FA’ = rc . Vb2 . g
Berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan
Daya apung (bouyancy) ada 3 macam, yaitu :
1. Daya apung positif (positive bouyancy) : bila suatu benda mengapung.
2. Daya apung negatif (negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam.
3. Daya apung netral (neutral bouyancy) : bila benda dapat melayang.
Bouyancy adalah suatu faktor yang sangat penting di dalam penyelaman. Selama
bergerak dalam air dengan scuba, penyelam harus mempertahankan posisi neutral
bouyancy.
Konsep Melayang, Tenggelam dan Terapung.
Kapankah suatu benda dapat terapung, tenggelam dan melayang ?
a. Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat
cair.
(miskonsepsi).
b. Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair.
(konsepsi ilmiah)
c. Benda dapat melayang bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.
(konsepsi ilmiah)
d. Benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat
cair.
(konsepsi ilmiah).
e. Terapung,
(miskonsepsi).
melayang
dan
tenggelam
dipengaruhi
oleh
volume
benda.
f. Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh berat dan massa benda
(miskonsepsi).
Tambahan
Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air Biasa?
Pada saat telur tenggelam dalam air, berlakulah HUKUM ARCHIMEDES…”Benda
yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya akan mengalami gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.”
Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air Biasa? Sesuai dengan Hukum Archimedes
mengenai prinsip TENGGELAM, maka telur tenggelam dalam air biasa disebabkan
karena :
- W telur > Fa
(berat telur > gaya ke atas oleh air)
- S telur > S zat cair
(berat jenis telur > berat jenis zat cair)
dimana rumus berat jenis :
S = massa jenis x gravitasi
Supaya telur tersebut tidak tenggelam, kita dapat menambahkan garam pada air
tersebut. Sehingga menyebabkan W telur < Fa dan S telur < S air.
Mengapa Kapal baja bisa mengapung di-Air, padahal BJ baja 7.85 tom/m3 dan BJ air
1 ton/m3?
Karena berat baja per luasannya masih lebih kecil dari air.
Sumber : http://sg.ard.yahoo.com/
Bagaimana Penerapan Hukum Archimedes ?
Pada kapal selam dimana kapal dapat melayang( tidak tenggelam tdak juga
mengapung). Karena F archimedes = F benda
F archmedes = V benda x massa jenis air x gravitasi.
sebagai percobaan ambil wadah bening di isi air putih lalu masukan 1 butir telur,
yang terjadi telur akan tenggelam, lalu coba dalam wadah itu masukan garam..
hingga telur mengapung. ini dikarenakan perbedaan massa jenis air garam dengan
benda.
karena massa jenis air laut umumnya sama maka berat kapal selam sudah didisain
sedemikian rupa agar kapal bisa melayang.
Sumber : http://sg.ard.yahoo.com/
Mengapa Kapal Yang Berat Terapung tetapi batu yang kecil tenggelam?
Semua ini berkaitan dengan daya apungan, misalnya apabila kita mencampak
sesuatu ke dalam air ia akan menolak & mengantikan kandungan air.
Misalnya apabila kita masukkan sebiji bola tenis ke dalam kolah, air sebanyak bola
tennis akan melimpah keluar.
Jika berat air yang digantikan lebih berat daripada berat bola tennis, bola berkenaan
akan terapung. Jika bola berkenaan dipenuhi dengan logam berbanding dengan
udara, ia akan menjadi lebih berat daripada kandungan yang digantikan dengan air
dan ia akan terapung.
Manusia yang menemui teori ini adalah ahli matematik Greek, Archimedes yang
terkenal sebagai bapa apungan yang menemui teori itu semasa dalam kolah mandi.
Prinsip Archimedes menyatakan bahawa daya tujah ke atas yang bertindak pada
sesuatu jasad yang tenggelam atau separa tenggelam adalah sama dengan berat
cecair yang disesarkan oleh jasad tersebut.
Aplikasi daya tersebut dalam kehidupan harian adalah kapal laut, kapal selam dan
belon udara. Sebuah kapal selam akan terapung pada permukaan lautan jika tanki
keapungannya diisi dengan udara. Ini adalah kerana daya tujah ke atas bertindak
pada kapal selam melebihi beratnya. Apabila tangki keapungannya diisi dengan air,
kapal tersebut akan tenggelam dalam laut kerana daya tujah yang bertindak ke
atasnya kurang daripada beratnya.
Contoh aplikasi dan penerapan hukum Archimedes
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi ata penerapan hukum
Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapal laut
terbuat dari besi atau kayu yang di buat berongga dibagian tengahnya. Rongga
pada bagian tengah kapal laut ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan
badan kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi hukum Archimedes dimana gaya
apung suatu benda sebanding dengan banyaknya air yang dipindahkan. Dengan
menggunakan prinsip tersebut maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
Berbeda dengan kapal selam yang memang di kehendaki untuk bisa tenggelam di
air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian tertentu dari kapal selam
di persiapkan sebuah rongga yang dapat menampung sejumlah air laut yang bisa di
isi dan di buang sesuai kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi
dengan air laut sehingga berat kapal selam bertambah. Sedangkan saat ingin
mengapung, air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal
selam menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat
cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan
realisasi bunyi hukum archimede, dimana suatu benda yang dimasukan kedalam
zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang besarnya
sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam
zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair,
Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang
dipindahkan oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat
hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan poton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum
kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai
sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa di
jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong
dan tertutup rapat sehingga udara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak
dapat masuk kedalam. Dengan cara itu berat jenis drum dapat diminimalkan
sehingga bisa terapung di atas permukaan air
.
4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata aplikasi
hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas.
Untuk dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang
bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer, sehingga, balon udara
dapat terbang karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang
dipanaskan. Udara yang dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar
daripada udara biasa. Sehingga masa jenis udara tersebut menjadi ringgan.
by Kiki Raven , at 9:36 AM , have 8 komentar
Bunyi Hukum Archimedes. Hukum Archimedes adalah sebuah hukum
tentang prinsip pengapungan diatas benda cair yang ditemukan oleh
Archimedes, seorang ilmuwan Yunani yang juga merupakan penemu
pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal dengan istilah Sekrup
Archimede. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan gaya
ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air. Berikut ini adalah bunyi
hukum Archimedes yang sangat terkenal itu.
Bunyi Hukum Archimedes
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau
seluruhya kedalam zat cair akan mengalami gaya
ke atas yang besarnya sama dengan berat zat
cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”
Rumus Hukum Archimedes
FA = ρa x Keterangan:
Va x g FA = Gaya keatas yang dialami benda
(N)
ρa= Massa Jenis zat cair (kg/m3)
Va= Volume air yang terdesak (m3)
g = Percepatan Gravitasi (m/det2)
Berdasarkan bunyi dan rumus hukum Archimede diatas, suatu benda yang
akan terapung, tenggelam atau melayang didalam zat cair tergantung pada
gaya berat dan gaya keatas. Maka dari itu, berdasarkan hukum diatas,
terciptalah 3 hukum turunan dari Hukum Archimedes Yang Berbunyi:
1. Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air
lebih kecil dari massa jenis zat cairnya
2. Benda akan melayang jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam
air sama dengan massa jenis zat cairnya
3. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam
air lebih besar dari pada massa jenis zat cairnya.
Penerapan Hukum Archimedes :
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi ata penerapan hukum
Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Kapan laut terbuat dari besi atau kayu yang di buat berongga dibagian
tengahnya. Rongga pada bagian tengah kapal laut ini bertujuan agar volume
air laut yang dipindahkan badan kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi
hukum Archimedes dimana gaya apung suatu benda sebanding dengan
banyaknya air yang dipindahkan. Dengan menggunakan prinsip tersebut
maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
Berbeda dengan kapal selam yang memang di kehendaki untuk bisa
tenggelam di air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian
tertentu dari kapal selam di persiapkan sebuah rongga yang dapat
menampung sejumlah air laut yang bisa di isi dan di buang sesuai
kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi dengan air laut
sehingga berat kapal selam bertambah. Sedangkan saat ingin mengapung,
air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal selam
menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis
zat cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer
merupakan realisasi bunyi hukum archimede, dimana suatu benda yang
dimasukan kedalam zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami
gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang
dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat
tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit
bagian hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan
oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan poton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drumdrum kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga
menyerupai sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan
apung. Untuk bisa di jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus
berada dalam kondisi kosong dan tertutup rapat sehingga udara di dalam
drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara itu
berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa terapung di atas
permukaan air
.
4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata
aplikasi hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga
benda gas. Untuk dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi
dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer,
sehingga, balon udara dapat terbang karena mendapat gaya keatas,
misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang dipanaskan memiliki
tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa. Sehingga masa jenis
udara tersebut menjadi ringgan.
HUKUM ARCHEMEDES
Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup
sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.
Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fuida akan
mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fuida fuida yang
dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam
persamaan :
Fa = ρ v g
Keterangan :
Fa = gaya ke atas (N)
V = volume benda yang tercelup (m3)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari
hukum newton juga.
- Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan
benda
melayang .
- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang
- Bila FA Fa
ρb X Vb X g > ρa X Va X g
ρb > ρa
Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ)
• Melayang
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda
(w)
sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan
setimbang
w = Fa
ρb X Vb X g = ρa X Va X g
ρb = ρa
Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :
(FA)tot = Wtot
rc . g (V1+V2+V3+V4+…..) = W1 + W2 + W3 + W4 +…..
• Terapung
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda
(w)
lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).
w = Fa
ρb X Vb X g = ρa X Va X g
ρb < ρa
Misal : Sepotong gabus ditahan pada dasar bejana berisi zat cair, setelah dilepas,
gabus
tersebut akan naik ke permukaan zat cair (terapung) karena :
FA > W
rc . Vb . g > rb . Vb . g
rc $rb
Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn).
Fn = FA - W
Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :
FA’ = W
rc . Vb2 . g = rb . Vb . g
FA’ = Gaya ke atas yang dialami oleh bagian benda yang tercelup di dalam zat cair.
Vb1 = Volume benda yang berada dipermukaan zat cair.
Vb2 =
Volume benda yang tercelup di dalam zat cair.
Vb = Vb1 + Vb 2
FA’ = rc . Vb2 . g
Berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan
Daya apung (bouyancy) ada 3 macam, yaitu :
1. Daya apung positif (positive bouyancy) : bila suatu benda mengapung.
2. Daya apung negatif (negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam.
3. Daya apung netral (neutral bouyancy) : bila benda dapat melayang.
Bouyancy adalah suatu faktor yang sangat penting di dalam penyelaman. Selama
bergerak dalam air dengan scuba, penyelam harus mempertahankan posisi neutral
bouyancy.
Konsep Melayang, Tenggelam dan Terapung.
Kapankah suatu benda dapat terapung, tenggelam dan melayang ?
a. Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat
cair.
(miskonsepsi).
b. Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair.
(konsepsi ilmiah)
c. Benda dapat melayang bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.
(konsepsi ilmiah)
d. Benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat
cair.
(konsepsi ilmiah).
e. Terapung,
(miskonsepsi).
melayang
dan
tenggelam
dipengaruhi
oleh
volume
benda.
f. Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh berat dan massa benda
(miskonsepsi).
Tambahan
Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air Biasa?
Pada saat telur tenggelam dalam air, berlakulah HUKUM ARCHIMEDES…”Benda
yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya akan mengalami gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.”
Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air Biasa? Sesuai dengan Hukum Archimedes
mengenai prinsip TENGGELAM, maka telur tenggelam dalam air biasa disebabkan
karena :
- W telur > Fa
(berat telur > gaya ke atas oleh air)
- S telur > S zat cair
(berat jenis telur > berat jenis zat cair)
dimana rumus berat jenis :
S = massa jenis x gravitasi
Supaya telur tersebut tidak tenggelam, kita dapat menambahkan garam pada air
tersebut. Sehingga menyebabkan W telur < Fa dan S telur < S air.
Mengapa Kapal baja bisa mengapung di-Air, padahal BJ baja 7.85 tom/m3 dan BJ air
1 ton/m3?
Karena berat baja per luasannya masih lebih kecil dari air.
Sumber : http://sg.ard.yahoo.com/
Bagaimana Penerapan Hukum Archimedes ?
Pada kapal selam dimana kapal dapat melayang( tidak tenggelam tdak juga
mengapung). Karena F archimedes = F benda
F archmedes = V benda x massa jenis air x gravitasi.
sebagai percobaan ambil wadah bening di isi air putih lalu masukan 1 butir telur,
yang terjadi telur akan tenggelam, lalu coba dalam wadah itu masukan garam..
hingga telur mengapung. ini dikarenakan perbedaan massa jenis air garam dengan
benda.
karena massa jenis air laut umumnya sama maka berat kapal selam sudah didisain
sedemikian rupa agar kapal bisa melayang.
Sumber : http://sg.ard.yahoo.com/
Mengapa Kapal Yang Berat Terapung tetapi batu yang kecil tenggelam?
Semua ini berkaitan dengan daya apungan, misalnya apabila kita mencampak
sesuatu ke dalam air ia akan menolak & mengantikan kandungan air.
Misalnya apabila kita masukkan sebiji bola tenis ke dalam kolah, air sebanyak bola
tennis akan melimpah keluar.
Jika berat air yang digantikan lebih berat daripada berat bola tennis, bola berkenaan
akan terapung. Jika bola berkenaan dipenuhi dengan logam berbanding dengan
udara, ia akan menjadi lebih berat daripada kandungan yang digantikan dengan air
dan ia akan terapung.
Manusia yang menemui teori ini adalah ahli matematik Greek, Archimedes yang
terkenal sebagai bapa apungan yang menemui teori itu semasa dalam kolah mandi.
Prinsip Archimedes menyatakan bahawa daya tujah ke atas yang bertindak pada
sesuatu jasad yang tenggelam atau separa tenggelam adalah sama dengan berat
cecair yang disesarkan oleh jasad tersebut.
Aplikasi daya tersebut dalam kehidupan harian adalah kapal laut, kapal selam dan
belon udara. Sebuah kapal selam akan terapung pada permukaan lautan jika tanki
keapungannya diisi dengan udara. Ini adalah kerana daya tujah ke atas bertindak
pada kapal selam melebihi beratnya. Apabila tangki keapungannya diisi dengan air,
kapal tersebut akan tenggelam dalam laut kerana daya tujah yang bertindak ke
atasnya kurang daripada beratnya.
Contoh aplikasi dan penerapan hukum Archimedes
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi ata penerapan hukum
Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapal laut
terbuat dari besi atau kayu yang di buat berongga dibagian tengahnya. Rongga
pada bagian tengah kapal laut ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan
badan kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi hukum Archimedes dimana gaya
apung suatu benda sebanding dengan banyaknya air yang dipindahkan. Dengan
menggunakan prinsip tersebut maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
Berbeda dengan kapal selam yang memang di kehendaki untuk bisa tenggelam di
air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian tertentu dari kapal selam
di persiapkan sebuah rongga yang dapat menampung sejumlah air laut yang bisa di
isi dan di buang sesuai kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi
dengan air laut sehingga berat kapal selam bertambah. Sedangkan saat ingin
mengapung, air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal
selam menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat
cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan
realisasi bunyi hukum archimede, dimana suatu benda yang dimasukan kedalam
zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang besarnya
sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam
zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair,
Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang
dipindahkan oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat
hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan poton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum
kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai
sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa di
jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong
dan tertutup rapat sehingga udara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak
dapat masuk kedalam. Dengan cara itu berat jenis drum dapat diminimalkan
sehingga bisa terapung di atas permukaan air
.
4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata aplikasi
hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas.
Untuk dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang
bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer, sehingga, balon udara
dapat terbang karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang
dipanaskan. Udara yang dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar
daripada udara biasa. Sehingga masa jenis udara tersebut menjadi ringgan.