BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Hukum Archimedesmerupakan 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
ρ1V1g = 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
Tolong kerja samanya dengan berkomentar menggunakan bahasa yang sopan, baik, dan bijak