HUKUM ARCHIMEDES

Fakta

1.     Benda yang diangkat di dalam air akan terasa lebih ringan dibandingkan dengan di daratan/udara

2.     Kapal yang terbuat dari besi bisa  terapung di  laut

Konsep

1.     Gaya ke atas (gaya apung)

2.     Benda Tenggelam

3.     Benda Melayang

4.     Benda Terapung

5.     Aplikasi hukum Archimedes

Prinsip

1.     Benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan oleh benda yang tercelup tersebut.

2.     Benda dapat terapung jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida

3.     Benda dapat melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis fluida

4. Benda dapat tenggelam jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis fluida

Materi Pembelajaran

Hukum Archimedes

Jika benda dicelupkan kedalam zat cair, zat cair memberikan gaya angkat pada benda itu. Gaya ini menyebabkan berat benda seakan-akan berkurang. Fakta ini pertama kali dikemukakan oleh Archimedes sehingga dikenal sebagi hukum Archimedes, yang menyatakan bahwa:

Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut

Gaya apung = berat benda di udara – berat benda dalam zat cair     FA = p.V.g

Keadaan benda:

1.      Terapung 
Benda dikatakan terapung jika sebagian dari benda tercelup atau berada di bawah permukaan air, sedangkan bagian yang lain berada di atas permukaan air. Benda tercelup sebagian, volume zat cair yang terdesak (V_c) < volume benda (V_b). pada keadaan setimbang ∑F = 0

F_A – w = 0

F_A = w 

m_c.g = m_B.g

ρ_c. V_{c .}g = ρ_B . V_B. g

karena V_{c .}< V_B

maka ρ_c > ρ_b

jadi, benda terapung dalam zat cair jika massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda

2.      Tenggelam 
Pada benda tenggelam, besar gaya Archimedes F_A lebih kecil daripada berat benda mg. Dalam hal ini volume benda yang tercelup sama dengan volume benda. Akan tetapi, benda bertumpu pada dasar wadah sehingga ada gaya normal N dan berlaku:  

 

F_A + N - w= 0,  N=gaya normal

F_A = w – N  sehingga F_A < w

­­­­

 Benda tercelup seluruhnya maka V_B = V_c  dari

F_A < w,         

ρ_c . V_c. g < ρ_{B .} V_B. g

ρ_c < ρ_B.

jadi, benda tenggelam dalam zat cair jika massa jenis benda (ρ_B) lebih besar daripada massa jenis zat cair (ρf) 

3.      Melayang

Benda tercelup seluruhnya dalam zat cair, volume zat cair terdesak (V_c) = volume benda (V_b).

pada keadaan setimbang ∑F = 0

F_A-w =0

ρ_c. g. V_c = ρ_B . g.V_B

karena V_{c =} V_B

maka ρ_c = ρ_B

jadi, benda melayang dalam zat cair jika ρ_c = ρ_B

Penerapan Hukum Archimedes :

Penerapan hukum Archimedes ini bisa Anda temui dalam berbagai macam peralatan. Beberapa contoh penerapannya, seperti:

a.       Kapal laut

b.      Kapal selam

c.       Galangan kapal

d.      Hydrometer

e.       Balon udara