BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
belakang
Hukum Archimedes
merupakan hukum tentang gaya apung suatu benda pada fluida cair. Archimedes adalah seorang
ilmuwan, filsuf, dan insinyur yang tinggal di Italia ketika Yunani kuno
berkuasa pada abad ke 2 sebelum masehi. Diceritakan bahwa dalam menemukan
prinsipnya ini Archimedes diperintahkan oleh raja untuk melakukan penyelidikan
apakah mahkotanya benar-benar logam mulia asli atau tidak tanpa merusak mahkota
tersebut.
Singkat
cerita Archimedes berpikir keras atas perintah raja tersebut. Diceritakan bahwa
dia menemukan jawabannya ketika akan berendam untuk mandi, dia melihat bahwa
saat tubuhnya masuk ke air, ada sebagian air yang tertumpah keluar. Dari situ
dia mendapat ide dan langsung berteriak “Eureka!” atau aku menemukannya dan
langsung keluar rumah tanpa mengenakan busana. Kelak idenya tersebut dinamakan
hukum Archimedes. Hukumnya adalah berat fluida cair yang
dipindahkan sama dengan gaya apung yang mengenai benda.
B.
Rumusan
Masalah
1.
Bagaimana Bunyi Hukum Archimedes ?
2.
Apa saja Hukum
Archimedes ?
3.
Bagaimana Aplikasi
Hukum Archimedes ?
BAB
II
PEMBAHASAN
A. 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 Va x g
Keterangan:
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)
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.
B. Hukum
Archimedes
Menurut
Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air dari pada di udara
karena dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda
memiliki berat yang sesungguhnya.
Wu=Mg
Ketika
dalam air, benda dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:
Ws=Wu-Fa
Keterangan
:
ws
= berat semu (N)
wu
= berat sesungguhnya (N)
Fa
= gaya angkat ke atas (N)
Gaya angkat ke atas ini
disebut juga gaya apung.
a. Rumus
Gaya Apung
Fa = Mfg
Fa = pfVbfg
Fa = gaya angkat ke atas pada benda
(N)
ρa = massa jenis zat cair (kg/m3)
Va = volume zat cair yang terdesak
(m3)
g = percepatan gravitasi bumi
(m/s2)
Fa = ρa Va g
b.
Keadaan Benda
Ada Tiga keadaan benda di dalam zat
cair, yaitu :
Melayang
pb = pf
w = Fa
Keterangan
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
c.
Tenggelam
pb, rata-rata > pf
w > Fa
Keterangan
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
d.
Terapung
pb, rata-rata < pf
w = Fa
Keterangan
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
C. Aplikasi
Hukum Archimedes
a.
Hidrometer
Hidrometer
adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Proses
pengukuran massa jenis zat cair menggunakan hidrometer dilakukan dengan cara
memasukkan hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh hidrometer
telah dikalibrasi sehingga akan menunjukkan nilai massa jenis zat cair yang
diukur. Berikut ini prinsip kerja hidrometer
Hidrometer
Gaya
ke atas = berat hidrometer
FA
= whidrometer
ρ1V1
g = mg
Oleh karena volume fluida yang dipindahkan oleh hidrometer
sama dengan luas tangkai hidrometer dikalikan dengan tinggi yang tercelup maka
dapat dituliskan
ρ1
(Ah1) = m
dengan:
m = massa hidrometer
(kg),
A = luas tangkai (m2),
hf
= tinggi hidrometer yang tercelup dalam zat cair (m), dan
ρf = massa jenis zat cair (kg/m3).
Hidrometer digunakan untuk memeriksa muatan
akumulator mobil dengan cara membenamkan hidrometer ke dalam larutan asam
akumulator. Massa jenis asam untuk muatan akumulator penuh kira-kira = 1,25
kg/m3 dan mendekati 1 kg/m3 untuk muatan akumulator kosong.
b.
kapal laut
Kapal yang sama
pada saat kosong dan penuh muatan. Volume air yang di pindahkan oleh kapal
ditandai dengan tenggelamnya kapal hingga batas garis yang ditunjukkan oleh
tanda panah. 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. Apabila gaya angkat yang dihasilkan sama
besar dengan berat perahu maka perahu akan terapung. Oleh karena itu, kapal
baja didesain cukup lebar agar dapat memindahkan volume fluida yang sama besar
dengan berat kapal itu sendiri.
c.
kapal selam
Kapal selam
merupakan sebuah wahana yang unik karena bisa mengapung dan menyelam di air
sesuai kebutuhan, pembuatan kapal selam pertama kali di gunakan untuk keperluan
perang dan masih berbentuk sangat sederhana ( turtle). Namun pada masa sekarang
selain untuk perang, kapal selam juga di gunakan sebagai wahana rekreasi dan
juga penelitian bawah air (ocean research).
Kita pasti tahu
bahwa Hukum Archimedes (+250 sebelum Masehi) adalah “Jika suatu benda
dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan
keatas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang terdesak oleh benda
tersebut”. Dan itu berlaku pada setiap kapal konvensional. Sedangkan untuk
menyelam kapal selam memakai Hukum Boyle dan Hukum Boayancy (pengapungan).
d.
galangan kapal
prinsip
kerja
Hampir sama
dengan kapal laut. Pertama-tama galangan kapal diisi dengan air laut, kemudian
ditempatkan tepat dibawah kapal laut, lalu air nya disedot dan galangan kapal
naik ke atas dan muncul ke purmukaan air. Akhirnya air disekeliling kapal
hilang dan kapal siap di perbaiki. Setelah kapal diperbaiki galangan kapal
diisi kembali oleh air laut dan mulai tenggelam. Dan kapal siap kembali ke
laut.
e. balon
udara
Gaya apung yang
diterima oleh suatu benda yang melayang di suatu fluida sama dengan berat
fluida yang dipindahkannya. Fa = ρƒ. Vbƒ. g Dengan
ρƒ adalah massa jenis udara. Balon menggunakan
prinsip yang sama dengan kapal laut.
Hanya saja,
karena kita menginginkan balon naik ke udara dan melayang pada ketinggian
tertentu, maka yang dilakukan adalah mengisi balon sehingga berat udara yang
dipindahkan lebih berat dari berat balon.
Hingga kemudian
mencapai titik ketinggian yang diinginkan. Untuk mencapai hal tersebut, prinsip
kimia mengajarkan kita tentang mengisi balon dengan gas yang massa molekulnya
lebih kecil dari massa rata-rata di udara atau dengan gas panas. Tidak semua
gas memenuhi persyaratan itu, apalagi jika ada pertimbangan harga dan
keselamatan. Beberapa di antaranya adalah gas Hidrogen(H2) dan
Helium (He).
f.
jembatan
ponton
Jembatan ponton
adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan.
Drum-drum itu biasanya terbuatdari besi dan di dalamnya diisi dengan udara
sehingga massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair. Jembatan ponton
merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drumdrum
tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya.
Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan
naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya
jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air
BAB
III
PENUTUP
PENUTUP
A. Kesimpulan
Setelahnya memahami ilmu tentang pentingnya konsep
gaya archimedes kini kita akan lebih mengetahui seberapa besar ilmu yang
ditemukan secara tidak sengaja ini.Penerapan hukum Archimedes dapat Anda jumpai
dalam berbagai peralatan dari yang sederhana sampai yang canggih.
B. Saran
Demikianlah makalah yang kami buat ini, semoga
bermanfaat dan menambah pengetahuan para pembaca. Kami mohon maaf apabila ada
kesalahan ejaan dalam penulisan kata dan kalimat yang kurang jelas, dimengerti,
dan lugas.Karena kami hanyalah manusia biasa yang tak luput dari kesalahan Dan
kami juga sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca demi
kesempurnaan makalah ini. Sekian penutup dari kami semoga dapat diterima di
hati dan kami ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.
DAFTAR
PUSTAKA
http://3hsoftcom.blogspot.com/2010/12/cara-kerja-kapal-selam.html
dan berbagai sumber lain
No comments:
Post a Comment