Skip to content Skip to sidebar Skip to footer
loading...

Hukum Archimedes: Pengertian, Bunyi , Penerapan, dan contoh Soal

Hukum Archimedes – Merupakan salah satu jenis hukum yang ada dalam dunia fisika. Dalam kesempatan ini kita akan membahas tentang Hukum Archimedes mulai dari bunyi hukum archimedes, penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari, rumus atau formula archimedes, contoh soal hukum archimedes dan jawabannya. Sebelum masuk ke pembahasan diatas, alangkah lebih baiknya untuk mengetahui sejarah dan penemu hukum archimedes.


A. Sejarah Hukum Archimedes

Orang yang menemukan hukum ini sama dengan nama hukum itu sendiri yakni Archimedes. Archimedes ialah seorang matematikawan, ilmuwan, insinyur, dan astronomer yang berasal dari Yunani. Ia lahir dan menjadi ilmuwan tersohor sekitar tahun 187 – 212 SM (Sebelum Masehi).

Archimedes dari Syracusa
(Yunani: Ἀρχιμήδης)
Hukum Archimedes: Pengertian, Bunyi , Penerapan, dan contoh Soal
Lahir 287 SM Syracusa, Pulau Sisilia, Italia, Magna Graecia
Meninggal 212 SM Syracusa
Tempat Tinggal Syracusa
Dikenal Atas Prinsip Archimedes
Minat utama Matematika, fisika, Teknik, Astronomi, Penemu

Awal mula cerita ditemukannya hukum archimedes adalah ketika ia di perintahkan oleh Raja Hieron II untuk menyelidiki dan membuktikan apakah mahkota yang digunakan sang raja terbuat dari emas murni atau dicampur dengan perak.


Archimedes menyelidiki masalah ini dengan sungguh-sungguh dan serius. Kasus ini membuat dia merasa sangat lelah dan menceburkan diri ke dalam bak mandi yang penuh dengan air. Saat itu ia memperhatikan kalau ada air yang tumpah keluar dari bak mandi ke lantai, dan saat itu juga dia menemukan jawaban atas masalah ini.

Archimedes pun keluar dari bak mandi dan berlari sepanjang jalan menuju rumahnya, ia berteriak kepada istrinya sambil mengatakan “Eureka! Eureka!” yang artinya “sudah kutemukan! Sudah kutemukan”  dari sinilah dia membuat Hukum Archimedes.

Dengan hukum ini pula Archimedes dapat membuktikan kepada Raja bahwa mahkota yang digunakan Raja Hieron II dicampur dengan perak, orang yang membuat mahkota ini akhirnya dihukum mati. (Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Archimedes)

B. Bunyi Hukum Archimedes

Ketika kita berjalan atau berlari di dalam air, kita pasti akan merasakan kalau langkah kita lebih berat dibanding dengan kita melangkah di darat. Hal ini disebabkan karena adanya tekanan dari zat cair. Dari pengamatan ini muncullah sebuah hukum yang dikenal dengan Hukum Archimedes.

Hukum Archimedes berbunyi:
Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya.
Dengan adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair jadi berkurang. Benda yang di angkat dalam air akan terasa lebih ringan dibanding dengan benda yang diangkat di darat. Berat benda seakan berkurang jika berada di dalam air, hal ini karena adanya gaya keatas yang ditimbulkan oleh air dan di terima benda.

Dengan begitu maka resultan gaya antara gaya berat dengan gaya keatas merupakan berat benda dalam air. Kemudian berat disebut dengan berat semu karena berat benda tidak sebenarnya sebab benda berada dalam zat cair.

Bunyi Hukum Archimedes

Perhatikan gambar diatas ini, akan terlihat bahwa sebagian zat cair akan naik keatas ketika ada benda yang dimasukkan kedalamnya. Jika ∆V dinyatakan sebagai volume zat cair yang dipindah oleh benda, maka besar  ∆V sama dengan volume benda yang dicelupkan.

C. Rumus Hukum Archimedes

Simbol benda dalam air atau berat semu adalah (Ws), hubungan antara berat benda di udara (W), dan gaya ke atas (Fa). Maka formula ini dapat ditulis:

Keterangan:
  • Ws = Berat benda dalam zat cair (Kg.m/s2)
  • W  = Berat benda sebenarnya (Kg.m/s2)
  • Fa = Gaya apung Archimedes (N)
Maka formula untuk besar gaya apung (Fa) dapat dituliskan:

Keterangan:
  • Fa = Gaya apung archimedes
  • ⍴cair = massa jenis zat cair (Kg/m3)
  • Vb = Volume benda yang tercelup (m3)
  • g = Percepatan gravitasi (m/s2)

D. Benda Dalam Hukum Archimedes

Ada 3 kemungkinan yang akan terjadi jika benda dicelupkan ke dalam zat cair yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

1. Benda Tenggelam


Benda Tenggelam Dalam Hukum Archimedes

Benda akan disebut tenggelam dalam zat cair jika posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada. Ketika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair maka benda akan tenggelam dan berada di dasar bejana. Maka berlaku rumus:

Keterangan:
  • Fa = gaya apung (N)
  • Wu = berat benda di udara / berat sebenarnya (N)
  • Wc = berat benda dalam zat cair
  • g = gravitasi (m/s2) Wu > Wc
Karena berat benda adalah hasil kali massa dengan gravitasi, maka berlaku formula:

Keterangan:
  • ⍴c = massa jenis zat cair (Kg/m3)
  • mu = massa benda di udara (Kg)
  • mc = massa semu benda dalam zat cair (kg)
  • Vb = volume benda (m3)

2. Benda Melayang


Benda Melayang Dalam Hukum Archimedes

Benda akan disebut melayang apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada (pertengahan). Dalam bahasa fisika nya benda melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.

Apabila massa jenis benda dan zat cair sama, maka berlaku formula berikut:

Keterangan:
  • Fa = gaya apung
  • ⍴c = massa jenis zat cair (Kg/m3)
  • ⍴b = massa jenis benda (Kg/m3)
  • Vb = volume benda (m3)
  • g = gravitasi (m/s2)

3. Benda Terapung


Benda Terapung Dalam Hukum Archimedes

Benda akan dikatakan merapung apabila massa jenis benda lebih kecil dibanding massa jenis zat cair (⍴b < ⍴c). Ketika benda terapung maka hanya setengah volume benda yang tercelup kedalam zat cair, sedangkan setengah lagi dalam keadaan mengapung.

Karena volume total benda sejumlah dari volume benda tercelup ditambah dengan volume benda yang mengapung, maka berlaku:


Keterangan:
  • V’ = volume benda yang terapung (m3)
  • V’’ = volume benda yang tercelup (m3)
  • Vb = volume benda keseluruhan (m3)
  • Fa = gaya apung
  • ⍴c = massa jenis zat cair (Kg/m3)
  • g = gravitasi (m/s2)

Jika benda dalam keadaan setimbang, maka berlaku formula:





Keterangan:
  • ⍴b = massa jenis benda (Kg/m3).

E. Contoh Soal Hukum Archimedes dan Pembahasannya


Contoh Soal 1. 

Sebuah benda bervolume 400 cm3 dimasukkan ke dalam air dengan posisi melayang, hitunglah gaya apung yang dialami benda tersebut!

Pembahasan:
Dik : Vb = 4 x 10-4 m3 ; ρc = 103 kg/m3.
FA = ρc.Vb.g
⇒ FA = 103.(4 x 10-4) (10)
⇒ FA = 4 N.

Contoh Soal 2. 

Berat benda ketika berada di udara 500 N, berat benda ketika berada di dalam air 400 N dan memiliki massa jenis air 1.000 kg/m3. Hitunglah massa jenis bendanya!
Pembahasan:

Diketahui:
Wu = 500 N
Wc = 400 N
Ρa = 1000 Kg/m3

Ditanya: 
ρb = ...?

Jawaban:
Fa = Wu – Wc
Fa = 500 N – 400 N
Fa = 100 N
Ρb / ρa = Wu / Fa
Ρb / 1000 = 500  / 100
100 ρb = 500.000
Ρb = 500.000 / 100
Ρb = 5.000 kg/m3

Jadi, mass jenis benda adalah 5.000 kg/m3

Kamu bisa belajar contoh soal hukum archimedes dan pembahasan lainnya di link ini.

F. Penerapan Hukum Archimedes

Dibawah ini beberapa contoh penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang Majelisguru.com dapatkan:

1. Hukum Archimedes Untuk Menentukan Massa Jenis Benda

Rumus archimedes ini bisa digunakan untuk menentukan massa jenis benda seperti yang dilakukan archimedes saat membuktikan keaslian mahkota raja.

 ingat hukum archimedes tentang  

  karena  

Keterangan:
  • Vair = volume air yang dipindahkan
  • m = massa benda di udara
  • ms = massa semu benda di dalam air
  • ⍴benda = massa jenis benda
  • ⍴air = massa jenis air

2. Kapal Selam


Kapal Selam

Anda pasti tahu jika kapal selam dapat menyelam dan merapung, hal ini karena ada sebuah tangki dimana jika kapal selam berada di darat tangki tersebut akan terisi udara sehingga bisa mengapung. Dan ketika kapal selam masuk kedalam air maka tangki akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam ke lautan.

3. Hidrometer


Hidrometer

Hidrometer merupakan alat yang bekerja sesuai dengan prinsip Hukum Archimedes. Hidrometer berfungsi sebagai pengukur massa jenis zat cair. Bentuknya seperti tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika.

4. Jembatan Ponton


Jembatan Ponton Archimedes

Jembatan ponton ialah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum kosong yang mengapung diatas air kemudian disusun sehingga bisa menyerupai sebuah jembatan. Jembatan ini bisa disebut dengan jembatan apung, atau ada juga yang membuatnya sebagai tambak ikan.

Supaya dapat mengapung dan menahan beban, drum yang dijadikan sebagai jembatan harus dalam keadaan kosong dan tertutup rapat supaya udara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam drum.

5. Balon Udara


Balon Udara Archimedes

Penerapan hukum archimedes tak hanya berlaku untuk benda cair saja tetapi benda jenis gas juga bisa. Contohnya balon udara, agar dapat terbang melayang ke udara balon harus di isi dengan gas yang mempunyai massa jenis lebih kecil daripada udara atmosfer.

Balon udara dapat terbang melayang karena mendapatkan gaya ke atas, misalnya balon udara di isi dengan udara yang dipanaskan, karena uda yang dipanaskan mempunyai tingkat kerenggangan lebih besar dari pada udara biasa.

6. Kapal Laut


Kapal Laut

Sama halnya dengan jembatan ponton, kapal laut juga menerapkan hukum archimedes agar dapat mengapung diatas air.

7. Kran Otomatis


Kran Otomatis Archimedes

Jika di rumah kamu menggunakan mesin pompa air, maka bisa di lihat bahwa ada tangki penampungnya yang diletakkan pada ketinggian tertentu. Hal ini bertujuan agar diperoleh tekanan yang besar untuk mengalirkan air.

Di dalam tangki terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis yang dapat bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, maka pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air dan sebaliknya, jika tangki sudah penuh maka kran otomatis tertutup.

Itu dia sejarah hukum archimedes, bunyi hukum archimedes, penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari, rumus atau formula archimedes, contoh soal hukum archimedes dan jawabannya. Semoga artikel ini bermanfaat dan membantu kamu menyelesaikan soal-soal fisika yang berkaitan dengan hukum archimedes.

Referensi:
http://fisikazone.com/hukum-archimedes/
https://www.yuksinau.id/hukum-archimedes/

Post a Comment for "Hukum Archimedes: Pengertian, Bunyi , Penerapan, dan contoh Soal"

loading...
Cloud Hosting Indonesia
loading...