Hukum Archimedes

TEKANAN ZAT CAIR
HUKUM ARCHIMEDES

Open Ended

Menurutmu, mengapa menggendong di air lebih ringan dibandingkan menggendong di daratan?

​Yups betul, jawabannya karena terdapat gaya apung.

​Jadi ketika benda dimasukkan ke dalam air, beratnya seolah-olah berkurang. Fenomena ini bukan berarti ada massa benda yang hilang tetapi hal ini disebabkan karena adanya gaya apung.

​Jadi apa yang dimaksud dengan gaya apung?

Open Ended

Berdasarkan hasil percobaanmu sebelumnya, menurutmu apa yang dimaksud dengan gaya apung?

Gaya apung adalah gaya yang mendorong/menekan benda ke atas (ke permukaan air) atau arahnya berlawanan dengan arah berat benda.

​F_A = Gaya apung (mengarah ke permukaan air)
w = Gaya berat benda (mengarah ke dasar air/pusat Bumi)
h = ketinggian benda seluruhnya
h_f = ketinggian benda yang tercelup di dalam zat cair

Open Ended

Berdasarkan hasil percobaanmu kemarin, jadi bagaimana cara mencari besar gaya apung?

​w_bu = w_ba + F_a

Multiple Choice

Sebuah benda memiliki berat 50 N. Ketika ditimbang di dalam air beratnya hanya 38 N. Besar gaya apung yang menekan benda ke atas adalah....

• 10 N

• 13 N

• 12 N

• 15 N

Multiple Choice

Sebuah benda ditimbang di dalam air dan beratnya 45 N, jika besar gaya apung yang dihasilkan zat cair adalah 5 N maka berat benda sebenarnya adalah....

• 50 N

• 40 N

• 45 N

• 30 N

Multiple Choice

Sebuah benda ditimbang beratnya di udara dan hasilnya adalah 65 N. Benda tersebut dimasukkan ke dalam air dan mendapatkan gaya apung sebesar 20 N. Berat benda di air adalah....

• 85 N

• 65 N

• 45 N

• 40 N

Open Ended

Pernahkah kamu melempar bola ke dalam kolam renang atau ke dalam ember? Bagaimana keadaan air yang terkena lemparan bola?

Story Time!

​Bagaimana cara Archimedes memeriksa kualitas mahkota raja itu adalah emas murni atau bukan?

​Raja Hieron memiliki mahkota emas tetapi dia curiga apakah itu mahkota emas asli atau mahkota campuran emas dan perak.

Lalu, Raja Hieron memerintahkan ilmuwan bernama Archimedes untuk memeriksa kualitas mahkotanya. Dalam kasus ini, cara yang dapat dilakukan adalah menghitung massa jenis mahkota (tingkat kerapatan/kepadatan suatu benda) karena emas dan perak memiliki tingkat kepadatan yang berbeda. Emas lebih padat daripada perak.

Untuk menghitung tingkat kepadatan benda, kita harus mengetahui massa benda dan volume benda. Archimedes menemukan kesulitan ketika mengukur volume mahkota karena bentuknya yang tidak beraturan. Sehingga dia harus menemukan cara untuk mengukur volume mahkotanya.

Suatu hari, ketika dia masuk ke bak mandi, dia mendapat ide. Dia memperhatikan bahwa ketika tubuhnya masuk ke dalam air maka tingkat air naik dan tumpah bahkan semakin masuk ke dalam bak semakin banyak air yang tumpah. Dengan melakukan beberapa tes sederhana, ia menyadari bahwa volume air yang keluar/tumpah sama dengan volume benda yang terendam di dalam air.

Archimedes keluar dari bak mandi sambil berteriak dalam bahasa Yunani: "Eureka!" (Aku sudah menemukannya!). Keesokan harinya, dia mengambil emas murni yang massanya sama dengan mahkota. Archimedes memasukkan emas murni dan mahkota ke dalam air. Kemudian, Archimedes mengukur seberapa tinggi tingkat kenaikan airnya. Ternyata terjadi perbedaan, kenaikan air lebih tinggi pada emas murni.
Hal ini artinya volume emas murni dan mahkota berbeda sehingga tingkat kepadatan mereka juga berbeda. Dengan demikian, dapat disimpulkan mahkota itu bukan emas asli dan tukang emas terbukti curang.

Open Ended

Balok mana yang mengalami gaya apung yang paling besar? Jelaskan beserta alasannya!

kiri / tengah / kanan

Multiple Choice

Benda akan mengalami keadaan tenggelam jika gaya apung ........ dibandingkan berat benda

• lebih kecil

• lebih besar

• sama

Multiple Choice

Benda akan mengalami keadaan melayang jika gaya apung ........ dengan berat benda

• lebih kecil

• lebih besar

• sama

Multiple Choice

Benda akan mengalami keadaan terapung jika berat benda ........ dibandingkan gaya apung

• lebih kecil

• lebih besar

• sama

​Penerapan Hukum Archimedes pada Kapal Selam

Bagaimana cara kapal selam dapat terapung, melayang, dan tenggelam?

​Ketika kapal selam akan tenggelam, air laut dimasukkan ke dalam penampung badan kapal sehingga berat kapal selam menjadi lebih besar daripada gaya apung.

​Agar kapal selam tidak terus tenggelam dan dapat melayang, pada kedalaman tertentu, sebagian air dalam badan kapal selam dikeluarkan kembali dari penampung sehingga berat kapal selam sama dengan gaya apung

Ketika kapal selam akan mengapung, air dari penampungan badan kapal dikeluarkan sehingga berat kapal selam menjadi lebih kecil daripada gaya ke atas

​Pada prinsipnya, kapal selam dapat memiliki kemampuan tersebut karena berat kapal dapat diperbesar dengan memasukkan air ke dalam badan kapal dan dapat diperkecil dengan cara mengeluarkan air dari badan kapal.

​Penerapan Hukum Archimedes

Source: Hart and Davis (2009)