Tahukah kalian bagaimana bunyi hukum archimedes? Jika kalian belum tahu bunyi hukum archimedes, pada kesempatan kali ini kami akan berbagi tentang apa itu hukum archimedes dan penerapannya dalam kehidupan sehari hari.
Apa Itu Gaya Archimedes?
Gaya Archimedes adalah gaya angkat ke atas pada benda jika dimasukan kedalam fluida (zat cair ataupun gas). Gaya ini ditemukan pertama kali oleh seorang ilmuwan asal Sirakusa Yunani yang bernama Archimedes (287 – 212 SM). Dari penenemuannya, kemudian menjadi hukum yang berlaku di bidang fisika yang kita kenal dengan nama Hukum Archimedes.
Hukum Archimedes
Bunyi Hukum Archimedes adalah
“Suatu benda dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya”
Hukum archimedes ini menjelaskan adanya keterkaitan antara gaya ke atas dan gaya berat di suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Sehingga terdapat gaya angkat ke atas atau yang sering disebut dengan gaya apung. Pada dasarnya benda yang berada didalam zat cair akan mengalami pengurangan berat. Sehingga menyebabkan benda yang diangkat dalam air menjadi lebih ringan dibandingkan pada sat diangkat di darat.
Keadaan Hukum Archimedes
Tedapat tiga macam keadaan hukum archimedes yang dipengaruhi oleh massa jenis air dan massa jenis benda, ketiga keaadaan itu antara lainnya yaitu keadaan tenggelam, keadaan melayang dan keadaan terapung. berikut ini merupakan penjelasannya:
Tenggelam
Keadaan tenggelam terjadi pada saat massa jenis zat cair lebih kecil daripada massa jenis benda. Sebagai contoh adalah baja akan tenggelam didalam air dikarenakan massa jenis baja lebih besar daripada massa jenis air. Pada keadaan tenggelam berat benda di dalam cairan lebih besar daripada berat jenis air dan gaya ke atas.
Gaya Tekan Air (Massa Jenis Air) < Berat Benda (Massa Jenis Benda)
Melayang
Keadaan melayang dapat terjadi jika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Benda akan melayang di antara dasar bejana dan permukaan cairan atau berada ditengah tengah. Sebagai contoh adalah pada saat telur dimasukan ke air dan ditambahkan sedikit garam maka telur akan melayang karena massa jenisnya sama.
Gaya Tekan Air (Massa Jenis Air) = Berat Benda (Massa Jenis Benda)
Hal yang sama juga terjadi pada seekor ikan. Ikan dapat juga menyamakan beratnya dengan gaya tekan air agar dapat melayang didalam air. Caranya yaitu ikan mengisi pundi pundi berenangnya dengan udara.
Terapung
Keadaan terapung dapat terjadi ketika massa jenis zat cair lebih besar dibandingkan massa jenis benda. Contohnya yaitu pada stereofoam yang akan terapung pada saat dimasukan ke air.
Gaya Tekan Air (Massa Jenis Air) > Berat Benda (Massa Jenis Benda)
Rumus Perhitungan Hukum Archimedes
Gaya archimedes dapat dihitung pada saat gaya tekan ke atas (Fa) dipengaruhi oleh 3 hal berikut:
Massa Jenis Fluida (ρ)
Semakin besar massa jenis fluida maka akan semakin besar juga gaya tekan atas yang dihasilkan begitu juga sebalinya semakin kecil massa jenis fluida maka akan semakin kecil juga gaya tekan keatas yang dihasilkan.
Volume Benda (V)
Semakin besar volume suatu benda maka akan semakin besar juga gaya tekan atas yang dihasilkan begitu juga sebalinya semakin kecil volume suatu benda maka akan semakin kecil juga gaya tekan keatas yang dihasilkan.
Gravitasi (g)
Semakin besar gaya gravitasi maka akan semakin besar juga gaya tekan atas yang dihasilkan begitu juga sebalinya semakin kecil gaya gravitasi maka akan semakin kecil juga gaya tekan keatas yang dihasilkan.
Rumus Hukum Archimedes
Fa = ρ . g . V
Keterangan :
- Fa : Gaya Tekan Keatas (N)
- ρ : massa jenis (Kg/L)
- g : gravitasi (N/kg)
- V: Volume (m³)
Pada kasus keadaan terapung, misal ada sebuah kayu. Pada kayu tersebut terdapat dua macam gaya yang bekerja yaitu gaya berat kayu dan gaya angkat air.
Besarnya gaya angkat keatas sama dengan massa jenis air yang didesak oleh kayu yang berada dibawah permukaan air, maka
Fa = ρair x g x vair
keterangan :
- Vair = volume air yang didesak oleh kayu (m³)
- ρair = massa jenis air (Kg/L)
Dan sedangkan untuk mengetahui berat kayu adalah
w = ρkayu x g x vtotal
keterangan :
- w = berat kayu
- vtotal = volume total kayu
- ρkayu = massa jenis kayu
Dikaraenakan sebuah kayu hanya diam di permukaan air maka ada hubungan antara gaya angkat dan berar kayu.
- Gaya angkat = berat kayu
- Fa= w
Maka
- ρair x g x vair = ρkayu x g x vtotal
- ρair x vair = ρkayu x vtotal
Contoh Soal Hukum Archimedes
Ada sebuah balok kayu yang masukan seluruhnya ke dalam minyak. Jika volume dari balok kayu adalah 10 m³ dan minyak tersebut memiliki massa jenis sebesar 800 kg/m³ maka berapa gaya angkat baloknya?
Diketahui :
- (V)Volume Balok = 10 m³
- (g) Gravitasi = 10 N / kg
- (ρ) Massa Jenis minyak = 800 kg/m³
Ditanyakan Gaya Angkat (Fa)?
Jawaban
- Fa = ρ x g x v
- Fa = 800 x 10 x 10
- Fa = 80.000 N
Nah itulah pembahasan mengenai hukum archimedes, semoga pembahasan diatas dapat bermanfaat dengan baikn untuk anda.