Materi, Soal dan Pembahasan Hukum Archimedes

Jika kamu gak ngerti dengan judulnya atau butuh pemahaman mantap untuk fluida statis, maka bagifisika.com lah tempatnya.

Lanjutkan membaca Materi, Soal dan Pembahasan Hukum Archimedes!

Ini ada kisah unik Archimedes, hitung-hitung refreshing ya, sebelum kita masuk ke konsepnya.

Kisah Unik di Balik Lahirnya Hukum Archimedes

Hukum Archimedes lahir dari sebuah kebetulan. Dulu ketika raja meragukan keaslian mahkota yang dibuat oleh tukang buat mahkota.

Raja menunjuk Archimedes untuk menguji keaslian mahkota itu, tanpa merusaknya.

Archimedes pun bingung dengan menyelesaikan perintah raja.

Namun, disaat sedang mandi, ia menemukan jawaban untuk perintah raja. Saat itu juga ia berlari dari kamar mandi dan berteriak "Eureka, eureka, eureka"

materi, soal dan pembahasan hukum archimedes

Archimedes menemukan hukumnya saat sedang berendam dalam air.

Bagaimana cara Archimedes membuktikan mahkota raja asli atau palsu?

Archimedes meminta disediakan guci berisi air. Mahkota dimasukan ke dalam air, kemudian permukaan air menjadi naik pada guci pertama pada jarak tertentu.

Kemudian emas dengan berat yang sama juga dimasukan ke dalam guci. Hasilnya, terdapat perbedaan kenaikan permukaan air ketika dimasukan mahkota dan emas.

Artinya, mahkota itu palsu. Kalau seandainya mahkota itu asli, maka kenaikan permukaan air akan sama. Ini lah dasar hukum Archimedes.

Sebuah benda dimasukan ke dalam suatu zat cair (misal: air, minyak, dsb) yang terisi penuh, maka berlaku hukum Archimedes, seperti pada gambar berikut,

Percobaan Archimedes

Materi dan Konsep Sederhana Hukum Archimedes

Hukum Archimedes adalah sebuah hukum mengenai pengapungan benda dalam zat cair. Dalam kehidupan sehari-hari banyak fenomena alam yang dapat dijelaskan dengan hukum Archimedes.

Seperti apakah isi hukum Archimedes?
Jika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, maka zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya apung atau gaya Archimedes) sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.

Hukum Archimedes

Coba kamu, angkat atau pindahkan sebuah balok kayu melalui darat atau air. Manakah kira-kira yang lebih berat baloknya? Jawabanya lebih berat saat di darat. Mengapa?

Berdasarkan gambar dan penjelasan sederhana ini diharapkan mampu membantu kamu mengerti konsep hukum Archimedes.

Percobaan Hukum Archimedes

Saat saya timbang di udara ternyata lebih berat dibandingkan dengan di dalam air. Mengapa bisa terjadi seperti itu? Kemana sisa berat 3 N lagi yang berkurang saat balok dalam air?

Balok menjadi lebih ringan saat diukur oleh neraca pegas adalah karena adanya gaya apung atau gaya Archimedes. Arah gaya Archimedes ke atas, berlawanan dengan gaya berat.

Dari ilustrasi di atas, dapat kita simpulkan bahwa Gaya Apung (9 N - 6 N) = 3 N

Fa = W u - W f

Keterangan:
Fa = Gaya Apung atau Gaya Archimedes (N)
Wu = Berat benda saat diukur di udara (N)
Wf = Berat benda saat diukur di dalam fluida (N)

Jika benda tercelup sebagian atau keseluruhan dalam zat cair, maka gaya apung akan dipengaruhi oleh massa jenis. Mengapa? Secara matematis dapat dirumuskan seperti berikut:

Fa = Wb
Fa = mb x g
Fa = ( p x Vb ) x g jika benda tercelup semua
Fa = ( p x Vbc ) x g jika benda tidak tercelup semua

Keterangan:
Fa = Gaya Apung atau Gaya Archimedes (N)
Wb = berat benda (N)
mb = massa benda (kg)
p = massa jenis (kg/m*3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s*2)
Vbc = volume benda yang tercelup

contoh:

jika seandainya volume benda yang tercelup hanya separuh, maka separuh volume benda ada yang muncul di permukaan. Ada istilah volume yang tercelup dan ada istilah volume yang muncul.
maka jika seperti cerita di atas nilai Vbc = 1/2 Vb.
jika seandainya volume benda yang tercelup 3/5 benda, maka Vbc = 3/5 Vb
jika seandainya volume benda yang muncuk hanya separuh, maka Vbc = 1/2 Vb
jika volume yang muncul 1/4 bagian, maka Vbc = 3/4 Vb
dst

Persamaan Gaya Apung dengan menggunakan volume benda tercelup

3 Kondisi Benda dalam zat cair (kesimpulan ini di dapat dari persamaan gaya apung di atas)
1. Jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair maka benda tersebut akan terapung.
2. Jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair maka benda tersebut akan melayang.
3. Jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair maka benda tersebut akan tenggelam.

Penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari

Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis suatu cairan tertentu. Nilai massa jenis cairan dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer.

Hidrometer ditempatkan mengapung pada zat cair.

Misalnya dengan mengetahui massa jenis susu, kita dapat mengetahui kadar lemak dalam susu.

Dengan mengetahui massa jenis cairan anggur, dapat ditentukan kadar alkohol dalam cairan anggur.

Hidrometer juga digunakan untuk memeriksa muatan aki mobil.