Hukum Archimedes – Pengertian, Bunyi, Rumus, Penerapan Dan Contoh Soalnya Lengkap

Posted on

Pengertian Hukum Archimedes – Bunyi, Rumus, Penerapan Dan Contoh Soalnya Lengkap

Hukum Archimedes – Hukum Archimedes ditemukan oleh seseorang yang bernama Archimedes. Yang berasal dari Yunani tahun 187-212 SM, yang juga merupakan penemu serta ahli matematika saat itu. Ia juga terkenal dengan penemu hukum hidrostika atau yang sering disebut dengan hukum Archimedes.
Hukum Archimedes
Pada saat kita berjalan atau berlari di dalam air, tentu kita akan merasa langkah terasa berat. Jika dibandingkan dengan saat kita berjalan di atas permukaan tanah. Gejala ini disebabkan oleh tekanan dari zat cair. Pengamatan ini muncul dari suatu hukum yang dikenal dengan Hukum Archimedes.

Yang bunyinya :

“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”.
dengan adanya gaya apung, maka berat sebuah benda di dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dari dalam zat cair, akan terasa lebih ringan bila diangkat ke darat. Sehingga jelas jika berat yang seakan berkurang jika benda dimasukkan ke dalam air. Hal itu disebabkan oleh adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air lalu diterima oleh benda. Sehingga resultan gaya diantara gaya berat dengan gaya ke atas, adalah berat benda di dalam air. Kemudian berat itu disebut dengan berat semu, yaitu berat benda yang tak sebenarnya karena benda sedang berada di 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

Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka terdapat tiga kemungkinan yang terjadi yaitu  tenggelam, melayang, dan terapung. Berikut penjelasan lengkapnya :

READ  Gelombang Elektromagnetik – Pengertian, Sifat, Spektrum Dan Contoh Soalnya Lengkap

Benda Tenggelam

Suatu benda dinyatakan tenggelam di dalam zat cair jika posisi benda selalu berada di dasar tempat zat cair itu 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 akan melayang di dalam zat cair jika posisinya ada di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair itu 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 yang terapung di dalam zat cair adalah jika posisi benda sebagian muncul pada permukaan zat cair dan sebagian terbenam di 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


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

1. Kran Otomatis Pada Penampungan Air
Jika di dalam rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat dilihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan di ketinggian tertentu. Tujuannya agar diperoleh tekanan yang besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki itu ada pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran tersebut dibuat mengapung di air sehingga akan bergerak naik, seiring dengan ketinggian air tersebut. saat air kosong, pelampung akan membuka kran menjadi tertutup otomatis.

READ  7 Alat-alat Pernafasan Pada Manusia Dan Fungsinya Lengkap

2. Hidrometer
Adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung dengan isi pemberat serta ruang udara sehingga menjadi terapung tegak, dan stabil seketika. Hidrometer bekerja dengan menggunakan prinsip Hukum Archimedes.

3. Kapal Selam
Pada kapal selam terdapat tangki yang bila di darat akan terisi hingga ia dapat mengapung pada permukaan air. Saat kapal dimasukkan ke dalam air tangki akan terisi hingga kapal pun dapat menyelam.

Contoh Soal Hukum Archimedes

Suatu balok memiliki massa 2 Kg di udara. Jika volume balok 2.000 Cm3, tentukanlah berat balok dalam air yang mempunyai massa jenis 1.000 Kg/m3 ?

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 2 kg
V = 2.000 cm3 = 0,002 m3
ρ = 1.000 kg/m3

Ditanyakan:
w’ = . . . ?

Jawab:
w’= w – Fa
w ‘ = m . g – ρ . g . V
w’ = 2 . 10 – 1.000 . 10 . 0,002
w’ = 10 N

Jadi, berat balok tersebut didalam air adalah 10 N.

Sekian pembahasan materi mengenai Hukum Archimedes, yang disertai dengan bunyi, rumus, penerapan dan contoh soalnya lengkap. Semoga artikel ini dapat dipahami dan membantu anda dalam mengerjakan soal yang berkaitan dengan hukum Archimedes. Semoga bermanfaat.

Baca Juga :