Rumus, Penerapan dan Bunyi dari Hukum Archimedes
Bunyi dari Hukum Archimedes - Apakah kalian pernah melihat kapal yang berlayar di laut, benda-benda yang terapung di permukaan air, atau batu-batuan yang tenggelam di dasar sungai? Konsep terapung, melayang, atau tenggelamnya suatu benda di dalam fluida, kali pertama diteliti oleh Archimedes
Archimedes adalah seseorang yang menemukan hukum Archimedes.
Ia berpendapat jika 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.
Bunyi dari Hukum Archimedes: "Jika benda dicelupkan
pada suatu zat cair, maka benda itu akan mendapatkan gaya tekan ke atas
(disebut gaya Archimedes) yang besarnya sama dengan gaya berat yang
dipindahkan."
Rumus Hukum Archimedes
Dalam menghitung gaya tekan ke atas (Fa) dipengaruhi oleh
tiga hal yaitu:
A. Massa Jenis Fluida (ρ)
Semakin besar massa jenis fluidanya maka semakin besar gaya
atas yang dihasilkan sebaliknya semakin besar kecil jenis fluidanya maka
semakin kecil gaya atas yang dihasilkan.
B. Volume Benda (v)
Semakin besar volume benda maka semakin besar gaya atas yang
dihasilkan, sebaliknya semakin kecil volume benda yang diangkat maka semakin
kecil gaya atas yang dihasilkan.
C. Gravitasi Benda (g)
Semakin besar gravitasi benda maka semakin besar gaya atas
yang dihasilkan, sebaliknya semakin kecil gravitasi benda yang diangkat maka
semakin kecil gaya atas yang dihasilkan
Rumusnya:
F = ρ . g . V
Dimana Fa = gaya tekan keatas satuan Newton (N)
ρ = massa jenis satuan Kg/L
g = gravitasi satuan N /Kg
V= volume satuan m³
Penerapan Hukum Archimedes
Hukum Archimedes banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah penjelasannya yang dikutip dari buku Praktis Belajar Fisika karya Aip Saripudin:
A. Hidrometer
Hydrometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur
massa jenis zat cair. Proses pengukuran massa jenis zat cair menggunakan
hydrometer dilakukan dengan cara memasukkan hydrometer ke dalam zat cair
tersebut.
Angka yang ditunjukkan oleh hydrometer telah berkalibrasi
sehingga akan menunjukkan nilai massa jenis zat cair yang diukur.
Gaya ke atas = berat hydrometer.
B. Kapal Laut dan Kapal Selam
Apakah kalian tahu alasan mengapa kapal yang terbuat dari
baja dapat terapung di laut? Hal tersebut berhubungan dengan gaya apung yang
dihasilkan oleh kapal baja tersebut.
Balok besi yang dicelupkan ke dalam air akan tenggelam
sedangkan balok besi yang sama jika dibentuk menyerupai perahu akan terapung.
Hal ini disebabkan oleh jumlah fluida yang dipindahkan besi yang berbentuk
perahu lebih besar daripada jumlah fluida yang dipindahkan balok besi.
Besarnya gaya angkat yang dihasilkan perahu besi sebanding
dengan volume perahu yang tercelup dan volume fluida yang dipindahkannya.
Bunyi dari Hukum Archimedes - Apabila gaya angkat yang
dihasilkan sama besar dengan berat perahu maka perahu akan terapung. Oleh
karena itu, kapal baja di desain cukup lebar agar dapat memindahkan volume
fluida yang sama besar dengan berat kapal itu sendiri.
Sedangkan untuk kapal selam memiliki tangka pemberat di
lambung yang berfungsi kapal selam agar dapat terapung, melayang, atau
tenggelam.
Untuk menyelam, kapal selam mengisi tangki pemberatnya
dengan air sehingga berat kapal selam akan lebih besar daripada volume air yang
dipindahkannya. Akibatnya kapal selam akan tenggelam.
Sebaliknya jika tangki pemberat terisi penuh dengan udara,
berat kapal selam akan kecil daripada volume kecil yang dipindahkannya sehingga
kapal selam akan terapung.
Agar dapat bergerak di bawah permukaan air laut dan
melayang, jumlah air laut yang dimasukkan ke dalam tangki pemberat disesuaikan
dengan jumlah air laut yang dipindahkannya pada kedalaman yang diinginkan.
C. Balon Udara
Balon udara bekerja dengan prinsip hukum Archimedes. Menurut
hukum Archimedes, sebuah benda yang dikelilingi udara akan mengalami gaya
angkat yang besarnya sama dengan volume udara yang dipindahkan oleh benda
tersebut.