Hukum Archimedes

Posted on

Pengertian dan Bunyi hukum Archimedes ☑️ dilengkapi Prinsip, Rumus (persamaan), Contoh Soal dan Penerapan hukum Archimides☑️

Pernahkan Anda bermain bersama teman di dalam kolam renang lalu mengangkatnya dan terasa lebih ringan? Apakah Anda pernah memikirkan bagaimana hal tersebut bisa terjadi?

Ya, peristiwa tersebut bisa terjadi disebabkan adanya hukum Archimides. Untuk membantu teman teman dalam mencari refrensi mengenai hukum yang satu ini, berikut tim wikielektronika paparkan ulasan pengertian, bunyi, rumus, contoh soal dan juga contoh penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari hari.

Apa itu Hukum Archimedes?

hukum archimides adalah
Via : byjus.com

Untuk memudahkan anda dalam memahaminya, perhatikan gambar ilustrasi penerapan hukum Archimedes diatas. Bola Tenis yang diletakkan didalam gelas tabung berisi cairan hanya merasakan gaya total yang bekerja pada bola tersebut sebagai berat.

Berat akibat gravitasi bumi ditentang oleh gaya dorong yang diberikan oleh fluida. Akibatnya, gaya grafitasi berkurang oleh gaya dorong yang diberikan oleh cairan dan Berat bola tenis seakan akan berkurang dan terdorong keatas.

Jadi, pengertian Hukum Archimedes adalah suatu hukum dalam ilmu Fisika yang mengatur keterkaitan gaya pada benda yang diletakkan didalam fluida (gas atau cairan) . Gaya yang diterapkan ini mengurangi berat bersih benda yang terendam dalam fluida

Lalu siapakah tokoh penemunya? Penemu Hukum Archimedes adalah seorang ahli Matematika dari Syracuse Yunani yang bernama Archimedes.

Dalam teorinya, Archimedes menyebutkan bahwa setiap benda yang seluruhnya atau sebagian terendam dalam fluida (gas atau cairan) dalam keadaan diam dikenai gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Berat bagian fluida yang dipindahkan setara dengan besarnya gaya apung. Gaya apung pada benda yang mengambang dalam cairan atau gas juga setara besarnya dengan berat benda mengambang dan berlawanan arah.

Bunyi Hukum Archimedes

Bunyi hukum Archimedes menyatakan bahwa apabila suatu benda dimasukkan ke dalam air, maka benda itu akan memperoleh gaya ke atas yang dinamakan gaya apung sebesar berat dari zat cair yang dipindahkannya. Akibat adanya gaya apung itulah yang membuat berat benda saat di dalam air menjadi berkurang.

Akibat dari berkurangnya berat benda saat berada di dalam air, kemudian menyebabkan benda yang diangkat saat berada di dalam air pun jadi terasa lebih ringan, seolah benda tersebut berkurang. Pada kenyataannya hal tersebut terjadi karena adanya gaya ke atas yang disebabkan oleh air dan diterima benda tersebut.

Jadi secara prinsip hukum Archimedes mendefinisikan apabila terdapat sebuah benda yang diam dalam fluida dikenai gaya yang mendorong ke atas yang disebut gaya apung, yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan benda tersebut.

Jika benda terendam seluruhnya, volume cairan yang dipindahkan sama dengan volume benda. Jika benda tersebut hanya terendam sebagian, volume cairan yang dipindahkan sama dengan volume bagian benda yang terendam.

3 Keadaan Benda saat Dicelupkan kedalam Zat Cair Menurut Bunyi Hukum Archimedes :

Masih berkaitan dengan hukum Archimedes, Anda juga harus tahu bahwa ketika sebuah benda dicelupkan atau dimasukkan ke dalam air, maka akan ada beberapa posisi yang terjadi. Ada 3 posisi benda saat dimasukkan ke dalam air, yaitu:

  • Terapung

Keadaan terapung terjadi apabila massa jenis zat cair lebih besar dibandingkan massa jenis bendanya. Contohnya ketika benda-benda yang terbuat dari plastik dimasukkan ke dalam air, maka benda akan mengapung.

  • Melayang

Keadaan benda berikutnya adalah melayang yang terjadi saat massa jenis benda yang dimasukkan ke dalam air sama dengan massa jenis zat cair atau airnya. Contoh telur yang dimasukkan ke dalam air yang sudah diberi garam sebelumnya.

  • Tenggelam

Keadaan terakhir adalah tenggelam, yaitu keadaan yang terjadi saat massa jenis benda lebih besar dibandingkan massa jenis zat cair. Contoh, batu ketika dimasukkan ke dalam air.

Rumus Hukum Archimedes

rumus hukum archimedes
Rumus hukum archimedes

Pada prinsipnya, hukum Archimides menyatakan bahwa gaya apung pada suatu benda sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Gaya apung, yang selalu melawan gravitasi, bagaimanapun juga disebabkan oleh gravitasi. Tekanan fluida meningkat dengan kedalaman karena berat (gravitasi) fluida di atas.

Tekanan yang meningkat ini menerapkan gaya pada benda terendam yang meningkat dengan kedalaman. Sehingga didapatkan persamaan : “Berat semu = Berat benda (di udara) – Gaya dorong (daya apung)”.

Secara notasi matematika, rumus hukum Archimedes adalah : Fb = ρ x g x V, dimana Fb adalah gaya apung, ρ adalah massa jenis fluida, V adalah volume terendam, dan g adalah percepatan gravitasi.

Dari persamaan Fb = ρ x g x V inilah didapatkan turunan rumus sebagai berikut :

w’ = w-Fa

Dimana:

w = berat benda ketika di udara (N)

w’ = berat semu benda di dalam air (N)

Fa = gaya Archimedes (N)

Lalu dari persamaan di atas, kemudian didapatkan turunan rumus hukum Archimedes yaitu:

wbf =( b – f ) gVbf

Dimana :

wbf : berat benda di dalam air (N)

ρb : massa jenis benda (kg/m3)

ρf : massa jenis air (kg/m3)

Vbf : volume benda tercelup (kg/m3)

g : Percepatan gravitasi (m/s2)

Contoh Soal Hukum Archimedes

Setelah mengetahui konsep dasar dan rumus persamaannya, selanjutnya Anda sudah bisa mulai mencoba menjawab soal-soal hukum Archimedes. Berikut adalah beberapa contoh soal hukum Archimedes.

a. Sebuah bola Tenis dengan jari jari 6 cm dicelupkan kedalam tabung berisi air. Berapakah Gaya yang dihasilkan ?

Pembahasan :

Jari jari bola = 6 cm = 0,06 m

Volume bola :
V = \(\frac{4}{3}\pi r^{3}\)
V= V = \(\frac{4}{3}\pi 0.06^{3}\)
∴V = 9.05 × 10-4 m3

Kepadatan Air : ρ = 1000 kg.m-3

Percepatan Gravitasi : g = 9.8 m.s-2

Sehingga berdasarkan rumus Archimedes didapatkan :
Fb = ρ × g × V
F= (1000 kg.m-3)(9.8 m.s-2)(9.05 × 10-4 m3)
∴Fb = 8.87 N

Jadi Gaya yang dihasilkan bola tenis pada tabung air tersebut sebesar 8.87 N

b. Sebuah benda memiliki massa 2kg saat di udara. Apabila volume benda tersebut sebesar 2000 cm3, maka hitung berat benda tersebut di dalam air dengan massa jenis 1000 kg/m3!

Pembahasan:

m = 2kg

V = 2.000 cm3 = 0,002 m3

ρ = 1.000kg/m3

w’ = w – Fa

w’ = m.g – ρ. g . V

w’ = 2.10 – 1.000 . 10 . 0,002

w’ = 10N

Jadi, berat benda tersebut saat di dalam air adalah sebesar 10N.

c. Sebuah toples plastik terapung kedalam kolam dengan massa jenis air adalah 1000 kg.m-3. Jika toples plastik tersebut terapung 95% terendam air kolam, berapakah gaya apung yang dihasilkan?

Pembahasan :

Kepadatan Air : ρ = 1000 kg.m-3

Subtitusikan kedalam rumus hukum archimedes, sehingga :

Fb = ρ × g × V atau Vb × ρb × g = ρ × g × V
Dimana : g, dan V adalah massa jenis, percepatan gravitasi, dan volume air. Sedangkan Vb, b, dan g adalah volume, massa jenis, dan percepatan gravitasi benda yang dicelupkan.

Sehingga didapatkan persamaan sebagai berikut :
\(\rho _{b}=\frac{V\rho }{V_{b}}\)

Karena Toples plastik terendam air 95%, maka :
0.95 × V= V
∴ρ= 950 kg.m-3

Jadi Gaya Apung pada toples plastik yang terendam air tersebut adalah 950 kg.m-3

Contoh Penerapan Hukum Archimides

Adanya hukum Archimedes banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari untuk berbagai kebutuhan. Berikut adalah beberapa peristiwa atau aktivitas yang merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

  • Balon Udara

balon udara

Balon udara adakah salah satu contoh adanya hukum ini yang melekat didalamnya. Alasan mengapa balon udara panas naik dan mengapung di udara adalah karena gaya apung balon udara lebih kecil daripada udara di sekitarnya.

Ketika gaya apung balon udara lebih besar, balon mulai turun. Ini dilakukan dengan memvariasikan jumlah udara panas di dalam balon.

  • Kapal Selam

kapal selam

Salah satu contoh penerapan hukum Archimides dalam kehidupan sehari hari bisa kita lihat pada mengapungnya kapal selam dengan beban ribuan ton diatas permukaan air laut.

Alasan mengapa kapal selam selalu berada di bawah air adalah karena mereka memiliki komponen yang disebut tangki pemberat yang memungkinkan air masuk membuat kapal selam berada pada posisinya di bawah air karena berat kapal selam lebih besar daripada gaya apung.

  • Jembatan Ponton

jembatan ponton

Satu lagi penerapan hukum Archimedes ini adalah pada jembatan poton, yaitu jembatan yang dibuat dari drum-drum yang sudah kosong. Drum-drum tersebut dikosongkan lebih dulu lalu ditutup dengan rapat kemudian ditata sedemikian rupa hingga membentuk jembatan. Dengan begitu massa jenis drum jadi lebih kecil dari massa jenis air.

  • Alat Ukur Hidrometer

alat ukur hidrometer

Hidrometer adalah alat ukur berat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ukur Hidrometer ini terdiri dari komponen komponen penting yang berkaitan dengan hukum Archimides.

Diantara komponen hidrometer tersebut berbentuk seperti tembakan timah yang membuatnya mengapung secara vertikal di atas cairan. Semakin rendah hidrometer tenggelam, semakin rendah kepadatan cairan.

  • Teknologi di bidang Perkapalan

Teknologi Kapal

Salah satu penerapan hukum Archimedes adalah dalam bidang perkapalan. Jika melihat dari penjelasan tentang keadaan benda saat dimasukkan ke dalam air, pasti muncul pertanyaan, bagaimana bisa kapal laut yang terbuat dari bahan dengan massa jenis yang sangat besar bisa tidak tenggelam di dalam air, padahal massa jenis kapal lebih besar dari air.

Jawabannya adalah karena kapal ini dibuat dengan memberikan rongga udara di bagian tengahnya. Rongga udara inilah yang berfungsi menampung sebanyak mungkin udara agar volume kapal semakin besar dan massa jenisnya jadi lebih kecil dari massa jenis air laut.

Ulasan Materi Hukum dalam ilmu Elektro Lainnya :
Hukum Newton Hukum Pascal
Hukum Kirchhoff Hukum Ohm

Penjelasan tentang hukum Archimides di atas apakah sudah membuat Anda paham tentang hukum ini? Hukum Archimedes adalah salah satu hukum dalam Fisika yang penerapannya sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Maka dengan mengetahui konsep dasarnya, Anda pun bisa memahami bagaimana peristiwa tersebut terjadi.

5/5 - (1 vote)
Related posts:
Gravatar Image
Mahasiswa telat lulus yang lagi hobi mempelajari Ilmu Elektronika!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *