Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan diatas benda cair yang ditemukan oleh seorang ilmuwan yang bernama Archimedes. Beliau adalah seorang matematikawan, astronom, filsuf, fisikawan,dan insinyur berkebangsaan Yunani.
Archimedes juga
digolongkan sebagai salah satu ahli matematika kuno dan merupakan yang terbaik
dan terbesar di jamannya. Perhitungan dari Archimedes yang akurat tentang
lengkungan bola di jadikan konstanta matematika untuk Pi atau π.
A. Latar Belakang
Pada suatu hari
Archimedes dimintai Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota emasnya
dicampuri perak atau tidak. Archimedes memikirkan masalah ini dengan
sungguh-sungguh. Hingga ia merasa sangat letih dan menceburkan dirinya dalam
bak mandi umum penuh dengan air. Lalu, ia memperhatikan ada air yang tumpah ke
lantai dan seketika itu pula ia menemukan jawabannya. Ia bangkit berdiri, dan
berlari sepanjang jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Setiba di rumah ia
berteriak pada istrinya, “Eureka! Eureka!” yang artinya “sudah
kutemukan! sudah kutemukan!” Lalu ia membuat hukum
Archimedes. Dengan itu ia membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri dengan
perak. Tukang yang membuatnya dihukum mati.
Penemuan yang lain
adalah tentang prinsip matematis tuas, sistem katrol yang didemonstrasikannya
dengan menarik sebuah kapal. Ulir penak, yaitu rancangan model planetarium yang
dapat menunjukkan gerak matahari, bulan, planet-planet, dan kemungkinan rasi
bintang di langit.
Archimedes adalah
orang yang mendasarkan penemuannya dengan eksperimen sehingga Beliau dijulukiBapak
IPA Eksperimental.
B. Bunyi Hukum Archimedes
B. Bunyi Hukum Archimedes
Archimedes menemukan
hukum pada sebuah peristiwa yang disebut dengan Hukum Archimedes yang
berbunyi “apabila sebuah benda, sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam
air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang
besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam
tersebut” Misalnya air mempunyai volume tertentu, jika sebuah benda
dimasukkan ke dalam air tersebut, maka permukaan air akan terdesak atau naik.
Hal ini karena adanya gaya ke atas yang sering disebut gaya Archimedes.
C. Prinsip Archimedes
Ketika kita menimbang
batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih
kecil dibandingkan dengan ketika kita menimbang batu di udara (tidak di dalam
air). Massa batu yang terukur pada timbangan lebih kecil karena ada gaya apung
yang menekan batu ke atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat
benda apapun dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika
diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang
diangkat hilang sehingga berat batu menjadi lebih kecil, tetapi karena adanya
gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan gaya angkat yang kita
berikan pada batu tersebut sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di
dalam air terasa lebih ringan.
D. Rumus Hukum Archimedes
Gaya apung adalah selisih antara berat benda di udara dengan berat benda dalam zat cair.
Mengapung,
tenggelam dan melayang
Syarat benda mengapung
: Massa jenis benda harus lebih kecil dari massa zat cair
Syarat
benda melayang : Massa jenis benda harus sama dengan dari massa zat cair
Syarat benda tenggelam : Massa jenis benda harus lebih besar dari massa zat cair
Syarat benda tenggelam : Massa jenis benda harus lebih besar dari massa zat cair
E. Hukum Turunan
Archimedes
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.
F. Penerapan Hukum
Archimedes
Dalam kehidupan
sehari-hari, setelah mengerti dan memahami bunyi hukum Archimedes, banyak
ilmuwan yang pada akhirnya terinspirasi oleh hukum tersebut dan diaplikasikan
dalam kehidupan sehari-hari. Contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes
dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak dan beragam. Bukan hanya yang berhubungan
langsung dengan benda cair tapi juga berhubungan dengan udara. Berikut ini
contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes dalam dunia nyata.
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan
merupakan contoh hasil aplikasi ata penerapan hukum Archimedes yang paling
sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapan laut terbuat dari besi
atau kayu yang di buat berongga dibagian tengahnya. Rongga pada bagian tengah
kapal laut ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan badan kapal
besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi hukum Archimedes dimana gaya apung suatu
benda sebanding dengan banyaknya air yang dipindahkan. Dengan menggunakan
prinsip tersebut maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
Berbeda dengan kapal
selam yang memang di kehendaki untuk bisa tenggelam di air dan juga mengapung
di udara. Untuk itu pada bagian tertentu dari kapal selam di persiapkan sebuah
rongga yang dapat menampung sejumlah air laut yang bisa di isi dan di buang
sesuai kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi dengan air laut
sehingga berat kapal selam bertambah. Sedangkan saat ingin mengapung, air laut
dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal selam menjadi ringan
dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa
jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah
sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Hidrometer
merupakan contoh penerapan hukum Archimedesdalam kehidupan sehari-hari yang
paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan realisasi bunyi hukum
archimede, dimana suatu benda yang dimasukan kedalam zat cair sebagian atau
keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair
yang dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut
akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian
hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan oleh hidrometer
akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan poton adalah
sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum kosong yang melayang
diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai sebuah jembatan.
Jembatan poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa di jadikan sebagai
jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong dan tertutup
rapat sehinggaudara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk
kedalam. Dengan cara itu berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa
terapung di atas permukaan air.
4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah
penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata aplikasi hukum Archinedes
tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas. Untuk dapat terbang
melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih
kecil dari massa jenis udaraatmosfer, sehingga, balon udara dapat terbang
karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang
dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa.
Sehingga masa jenis udara tersebut menjadi ringan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar