Hukum Archimedes

Pengertian Hukum Archimedes

Hukum archimedes ditemukan oleh Archimedes. Archimedes berasal dari Yunani pada tahun 187-212 SM yan merupakan seorang penemu dan ahli matematika, terkenal dengan penemu huku hidrostika atau yang sering disebut dengan Huku Archimedes.

Ketika kita sedang berjalan atau berlari didalam air, tentu akan merasakan jika langkah kita sangat berat apabila dibandingkan dengan kita melangkah di permukaan tanah. Gejalan ini penyebabnya karena terdapat tekanan dari zat cair. Pengamatan itu memunculkan suatu hukum yang dikenal dengan Hukum Archimedes, yakni:

“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut dengan gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”.

Terdapatnya gaya apung, berat sebuah benda dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan daripada diangkat di darat. Jadi, sangat jelas jika berat benda seakan berkurang apabila benda dimasukkan ke dalam air. Hal ini karena adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air dan diterima benda. Dengan demikian maka resultan gaya antara gaya berat dengan gaya ke atas adalah berat benda dalam air. Lalu berat disebut dengan berat semu yaitu berat benda tidak sebenarnya karena benda berada dalam zat cair. Benda dalam air diberi simbol WS. Hubungan antara berat benda di udara (W), gaya keatas (Fa) dan berat semu (Ws) adalah:

Ws = W-Fa

Keterangan:

Ws = berat benda dalam zat cair (Kg .m/s2)

W = Berat benda sebenarnya (Kg.m/s2)

Fa = Gaya apung (N)

Dan besarnya gaya apung (Fa) dirumuskan seperti dibawah ini:

Fa = ρcair Vb g

Keterangan:
Vb = volume benda yang tercelup (m3)
ρcair = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)

Benda Dalam Hukum Archimedes

Apabila suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yakni tenggelam, melayang, dan terapung. Berikut ini adalah penjelasannya.

Benda Tenggelam

Benda dinyatakan tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu berada pada dasar tempat zat cair berada.
Pada benda tenggelam ada tiga gaya antara lain:

W = Gaya berat suatu benda

Fa = Gaya archimedes

N = Gaya normal bidang

Dalam keadaan seimbang maka W = N + Fa  sehingga:

W > Fa

m.g > ρZC . Vb . g > ρZb. Vb . g

ρb > ρzc

ρb = Masa jenis benda

 ρzc =  Massa jenis zat cair

Benda Melayang

Benda melayang didalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan dari atas dasar tempat zat cair berada.

Pada benda melayang ada dua gaya yakni: Fa dan W. Didalam kondisi  seimbang maka:

W = Fa

ρb . Vb . g = ρZC . Vb . g

ρb = ρzc

Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

                                                                     

Pada benda terapung ada dua gaya yakni antara lain: Fa dan W dalam keadaan seimbang maka:

W =Fa

ρb . Vb . g = ρZC . V2 . g

ρb . Vb = ρZC . V2

karena Vb > V2 maka : ρb < ρZC

Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari:

Dengan keterangan:

Vair = volume air yang dipindahkan

ms = Massa semu benda (di air)

m = Massa benda di udara

ρbenda = Massa jenis benda

ρair =  Masssa jenis air

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Bidang Teknik

Penerapan hukum Archimedes dalam bidang teknik antara lain sebagai berikut:

1.Kran Otomatis Pada Penampungan Air

Apabila dirumah kita memakai mesin pompa air, maka bisa kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Hal ini bertujuan yakni supaya diperoleh tekanan yang besar untuk mengalirkan air. Didalam tangki tersebut ada pelampung yang fungsinya sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga akan bergerak naik seiring dengan ketinggia air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka krang untuk mengalirkan air. Sebaliknya, apabila tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat krang menjadi tertutup sehingga secara otomatis kran akan tertutup.

2.Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini bentuknya tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga menjadi terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja dengan memakai prinsip Hukum Archimedes

3.Kapal Selam

Pada kapal selam ada tangki yang jika di darat dia terisi udara sehingga ia bisa mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapan bisa menyelam.

sumber : http://www.spengetahuan.com/2017/11/pengertian-hukum-archimedes-bunyi-rumus-penerapan-contoh-soal.html