-->

Minggu, 30 Mei 2010

Hukum Archimedes

Pernahkah kamu berjalan di dalam air? Jika kamu pernah berjalan atau berlari di dalam air, kamu tentunya akan merasakan bahwa langkahmu lebih berat dibandingkan jika kamu melangkah di tempat biasa. Gejala ini disebabkan adanya tekanan dari zat cair. Ilmuwan pertama yang mengamati gejala ini adalah matematikawan berkebangsaan Yunani bernama Archimedes (187-212 SM). Pengamatan ini memunculkan sebuah hukum yang dikenal Hukum Archimedes, yaitu: “Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”. Akibat adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan dibandingkan diangkat di darat. Berat ini disebabkan berat semu.
a. Konsep Terapung, Melayang, dan Tenggelam
Jika kamu memasukkan batu dan kertas secara bersamaan ke dalam seember air, apa yang terjadi? Ya, kamu akan melihat kertas di permukaan dan batu akan berada di dasar ember. Peristiwa ini dapat dijelaskan oleh konsep massa jenis benda yang telah dipelajari sebelumnya. Massa jenis benda menentukan besar kecilnya gaya berat benda. Sedangkan, massa jenis zat cair menentukan besar kecilnya gaya Archimedes (gaya apung) zat tersebut. Jika gaya berat suatu benda lebih besar dari gaya Archimedes, maka benda akan tenggelam. Tetapi, jika gaya Archimedes yang lebih besar, maka benda akan terapung, dan benda akan melayang jika gaya berat benda sama dengan gaya archimedes. Dengan kata lain, dapat disebutkan bahwa:
1) Benda akan tenggelam jika ρbenda > ρzat cair
2) Benda akan melayang jika ρbenda = ρzat cair
3) Benda akan terapung jika ρbenda < ρzat cair

b. Penerapan Hukum Archimedes
Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.
1. Menentukan massa jenis benda
2. Penerapan dalam bidang teknik
Penerapan Hukum Archimedes dalam bidang teknik adalah sebagai berikut.
a) Kran otomatis pada penampungan air
Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup.
b) Kapal selam
Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam.
c) Hidrometer
Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Archimedes.

3. Bejana Berhubungan
Bejana berhubungan adalah suatu wadah atau bejana yang tidak memiliki sekat atau saling berhubungan. Jika bejana ini diisi zat cair yang sejenis, maka permukaan zat cair ini akan sama tinggi. Namun, jika zat cair yang diisikan berbeda jenis, maka permukaannya tidak akan sama tinggi.

Untuk mengamati konsep ini, ikutilah kegiatan berikut.
Tujuan:
Menyelidiki permukaan zat cair tak sejenis dalam bejana berhubungan.
Alat dan Bahan:
Pipa berbentuk U, minyak, dan air.
Cara Kerja:
1.     Simpan pipa U dalam posisi berdiri tegak. Isi pipa U tersebut dengan air, lalu biarkan sampai permukaan air dalam kedua pipa sama tinggi.
2.     Tuangkan minyak pada salah satu pipa. Amati apa yang terjadi!
3.     Buatlah kesimpulanmu tentang pengamatan ini.

Jika kamu perhatikan, permukaan minyak dan permukaan air tidak mendatar dan kedua pemukaan tersebut tidak sejajar. Permukaan minyak akan lebih tinggi daripada permukaan air karena adanya perbedaan massa jenis zat cair dalam kedua pipa, yaitu massa jenis minyak yang lebih kecil daripada massa jenis air.
Berdasarkan pengertian tekanan hidrostatis, maka tekanan yang dilakukan zat cair yang sejenis pada kedalaman yang sama adalah sama besar. Dengan menerapkan pengertian tekanan hidrostatis dan membuat bidang batas antara zat cair yang berbeda jenis, 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

SILAHKAN BERI KOMENTAR