Hukum Archimedes, Contoh Soal dan Penerapannya!

Kali ini kita akan membahas tentang Hukum Archimedes beserta contoh soal dan pembahasannya, mungkin sudah banyak yang tahu tentang Hukum Archimedes, konsep Hukum Archimedes ini banyak diterapkan di dalam kehidupan kita sehari-hari seperti pembuatan kapal laut, kapal selam, jembatan ponton dll. Intinya semua alat yang bisa terapung itulah penerapan konsep Hukum Archimedes.

Konsep Hukum Archimedes adalah menjelaskan adanya gaya yang mempengaruhi benda pada zat cair. Zat cair mempunyai kemampuan memberikan tekanan kepada benda-benda disekitarnya. Selain itu, zat cair juga mempunyai gaya yang diberikan ke benda-benda di sekitarnya.

Pembahasan mengenai hal ini cukup menarik karena akan melibatkan beberapa peristiwa di sekitar kita. Suatu konsep dasar yang melandasi pembahasan ini yaitu Hukum Archimedes.

Hukum Archimedes ini menjelaskan hubungan besarnya gaya yang diberikan zat cair terhadap benda yang berinteraksi dengannya. Artikel terkait: Percobaan Hukum Archimedes

Bunyi Hukum Archimedes

“ Zat cair akan memberikan gaya angkat terhadap suatu benda sebesar berat zat cair yang dipindahkan benda itu”

Maksud dipindahkan yaitu volume zat cair “terdesak” karena kehadiran bneda tersebut. Besar zat cair yang dipindahkan/terdesak sama dengan volume benda yang dicelupkan/tenggelam kedalam zat cair tersebut.
Berdasarkan Hukum archimedes, gaya angkat (Fa) yang diberikan zat sama dengan berat zat cair (Wcair) yang dipindahkan.   

Hal ini dirumuskan sebagai berikut:

Gaya angkat = Berat zat cair yang dipindahkan

dalam rumusan inilah disebut volum air yang dipindahkan sehingga rumusan gaya angkat atau

Keterangan :

= Gaya angkat, satuannya N
= Massa jenis zat cair, satuannya
)= Volume air yang dipindahkan, satuannya
g = Percepatan gravitasi bumi, satuannya
= Berat benda di udara (N)
= Berat benda zat cair (N) Peristiwa-peristiwa penting yang terkait dengan permasalahan gaya angkat ini dikenal dalam berbagai istilah seperti terapung, melayang, dan tenggelam. Ketiga peristiwa itu sangat dipengaruhi adanya gaya angkat zat cair.

Rincian mengenai ketiga peristiwa tersebut

1.  Mengapung

Istilah ini digunakan untuk keadaan benda yang mempunyai bagian yang tercelup dan sebagian lain masih dipermukaan zat cair. Mengapung dipengaruhi oleh nilai massa jenis benda yang lebih kecil  dibanding massa jenis zat cair (). Selain itu, pada saat terjadi keseimbangan gaya angkat () yang mempunyai nilai sama dengan berat benda ().

2. Melayang

Keadaan ini menggambarkan keadaan benda yang seluruhnya tercelup didalam zat cair. Seperti pada gambar berikut:

Keadaan melayang terjadi karena nilai massa jenis benda yang sama dengan massa jenis zat (). Dikarenakan massa jenis yang sama tersebut, gaya angkat zat cair () sama atau hampir sama jika dibanding dengan berat bendanya . Volume zat cair yang dipindahkan () sama dengan volume total benda ( ).

3. Tenggelam

Peristiwa tenggelam mensyaratkan letak benda yang berada di dasar wadah zat cair. Kondisi ini dimungkinkan karena massa jenis benda yang lebih besar dibanding massa jenis zat cair .

Dengan keadaan ini gaya apung () yang diberikan zat cair lebih kecil dibanding berat benda  (). Adapun volume air yang dipindahkan sama dengan volume total benda ( ).
Penerapan Hukum Archimedes dapat dilihat antara lain pada kapal laut, kapal selam, dan jembatan ponton.

Contoh Soal :

Volume es sebesar 40 tercelup ke dalam air. Air memiliki massa jenis 1 . Berapakah gaya angkat zat cair ? (g = 10 )

Penyelesaian :

Diketahui :
   
   
   

Ditanyakan;
Jawab :

Jadi gaya angkat zat cair sebesar 0,4 N.

Keterangan :  = 0,00004 (pangkat -5 sama halnya jumlah nol jika ditulis dalam pecahan desimal).

Penerapan Konsep Hukum Archimedes

1. Kapal Selam

Kapal selam adalah kapal yang bergerak di bawah permukaan air, umumnya digunakan untuk tujuan dan kepentingan militer. Sebagian besar Angkatan Laut memiliki dan mengoperasikan kapal selam sekalipun jumlah dan populasinya masing-masing negara berbeda.

Selain digunakan untuk kepentingan militer, kapal selam juga digunakan untuk ilmu pengetahuan laut dan air tawar dan untuk bertugas di kedalaman yang tidak sesuai untuk penyelam manusia.

2.  Kapal Laut

Kapal, adalah kendaraan pengangkut penumpang dan barang di laut (sungai dsb) seperti halnya sampan atau perahu yang lebih kecil. Kapal biasanya cukup besar untuk membawa perahu kecil seperti sekoci. Sedangkan dalam istilah inggris, dipisahkan antara ship yang lebih besar dan boat yang lebih kecil.

Secara kebiasaannya kapal dapat membawa perahu tetapi perahu tidak dapat membawa kapal. Ukuran sebenarnya di mana sebuah perahu disebut kapal selalu ditetapkan oleh undang-undang dan peraturan atau kebiasaan setempat.

3. Jembatan Ponton

Jembatan ponton adalah jembatan mengambang yang disandarkan ke semacam ponton untuk menyangga landasan jembatan dan beban dinamis di atasnya. Jembatan ponton biasanya merupakan bangunan temporer, walaupun ada juga yang dipergunakan untuk jangka waktu yang lama.

Jembatan mengambang yang permanen sangat berguna untuk menyeberangi perairan di mana dianggap tidak ekonomis untuk membuat sebuah jembatan yang digantungkan pada dermaga. Jembatan semacam ini dapat memiliki bagian yang ditinggikan atau yang dapat diangkat, untuk jalan lewat kapal.

Dalam keadaan darurat, jembatan ponton dapat dibuat dengan memasang beberapa drum kosong yang tertutup rapat secara berjajar dan meletakkan papan di atasnya untuk orang berjalan. Drum kosong akan mengapung di air karena memiliki rongga yang berisi udara di dalamnya. 

4. Rumah Rakit

Rumah rakit adalah rumah yang dibangun diatas air. Rumah ini berpondasikan dari bambu sebagai alat pengapung rumah tersebut. Dahulu alat pengapung rumah rakit hanya terbuat dari bambu, namun sekarang sudah ditambahkan alat pengapung tambahan seperti drum dan lainnya.

Karena dibangun diatas air, rumah ini termaksud anti banjir. Sehingga rumah ini mengikuti tingkat ketinggian air. Rumah ini hanya terdapat di Palembang disekitaran sungai musi dan sebagai salah satu objek wisata di sungai musi. 

Itulah contoh penerapan Hukum Archimedes di dalam kehidupan sehari-hari, sebenarnya masih banyak contoh yang lain yang tidak kami muat. Contoh ini memberikan gambaran kepada kita bahwa Hukum Archimedes sangat dekat dengan kehidupan kita, dan banyak manfaatnya bagi kehidupan manusia.

Sekian dulu Penjelasan Tentang Hukum Archimedes semoga artikel ini bisa bermanfaat buat pembaca.