Hukum Archimides : Pengertian, Bunyi, Dan Rumus Beserta Contoh Soalnya Lengkap

Hukum Archimedes - Bunyi, Rumus, Penerapan, & Contoh Soal Via: Proposaldansurat.web.id

Hukum Archimedes merupakan salah satu hukum fisika yang masih berhubungan dengan tekanan hidrostatis. Hukum Archimedes membahas tentang gaya apung atau gaya ke atas dan gaya berat suatu benda terhadap fluida ztau zat cair tempat benda itu berada.

Bagaimana asal mula penemuan hukum Archimedes ?
Arcimedes adalah seorang insinyur dan ilmuwan berkebangsaan Italia yang hidup pada 2 abad sebelum masehi. Pada saat itu raja memerintahkan Arcimedes untuk melakukan penyelidikan apakah mahkota yang digunakan raja terbuat dari logam asli atau logam palsu dengan syarat tidak merusak mahkota tersebut. Archimedes mendapat inspirasi ketika sedang berendam. Ketika Archimedes masuk ke dalam bak air untuk berendam ada sebagian air yang keluar dari bak tempat ia berendam. Dari situlah Archimedes mendapat ide lalu berteriak “eureka” yang artinya aku menemukan. Untuk mengekspresikan kegembiraannya Arhimedes langsung berlari keluar rumah tanpa memakai sehelai kainpun yang menutupi tubuhnya.

Archimedes membuat kesimpulan bahwa “apabila seluruh atau sebagian permukaan benda dimasukkan atau dicelupkan ke dalam suatu zat cair maka benda tersebut akan mengalami suatu gaya ke atas yang sama besar dengan berat zat cair yang dipindahkannya” pernyataan tersebut kemudian dikenal dengan bunyi hukum Archimedes.

Hukum Archimedes dirumuskan :

Akibat bunyi hukum Archimedes tersebut maka ketika suatu benda dimasukkan ke dalam suatu zat cair, benda tersebut mungkin akan terapung atau berada di atas permukaan zat cair. Benda juga dimungkinkan akan melayang yaitu berada ditengah-tengah zat cair atau benda akan tenggelam yaitu berada di dasar zat cair. Kapan dan mengapa benda dapat terapung, melayang dan tenggelam ? berikut urainanya :

• Benda akan terapung jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair tempat benda tersebut berada.Contoh : gabus akan terapung di atas permukaan ar karena massa jenis gabus lebih kecil dari massa jenis air. 
• Benda akan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair tempat ia berada.Contoh : telur ayam akan melayang jika dimasukkan ke dalam air garam karena massa jenis telur ayam sama dengan massa jenis air garam. 
• Benda akan tenggelam jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair tempat benda tersebut berada.Contoh : paku akan tenggelam ketika dimasukkan ke dalam air karena massa jenis paku lebih besar daripada massa jenis air.

Pengertian Hukum Archimides

Konsep Hukum Archimedes ialah menjelaskan adanya gaya yang mempengaruhi benda pada zat cair. Zat cair memiliki suatu kemampuan memberikan sebuah tekanan kepada benda-benda disekitarnya. Selain itu, zat cair juga memiliki 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.

Untuk lebih jelasnya berikut tentang 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 benda 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.

---

Bunyi Hukum Archimides

Hukum Archimedes berbunyi:
“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan memperoleh gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”

loading...

Akibat adanya gaya apung, berat beda di dalam zat cair akan berkurang, sehingga benda yang diangkat di dalam zat cair akan lebih ringan dari pada benda yang diangkat di darat. Seakan benda berkurang bila benda dimasukan ke zat cair atau air. Karena adanya sebuah gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air dan diterima oleh benda.

Maka resultan gaya antara gaya ke atas dan gaya berat adalah berat benda di dalam zat cair. Kemudian berat disebut dengan berat semu yakni berat benda tidak sebenarnya karena keadaan benda di dalam zat cair.

---

Rumus Hukum Archimides

Dengan demikian, berat benda di air yaitu sebagai berikut.
w’ = w – Fa

Keterangan:
w’ : berat semu dalam air (N)
w : berat di udara (N)
Fa : gaya Archimedes (N)

Gaya ke atas yang dialami benda ketika berada di air disebut gaya Archimedes. Adapun besar gaya Archimedes dirumuskan sebagai berikut.
Fa = ρ . g . V

Keterangan:
ρ : massa jenis zat cair yang didesak benda (kg/m3)
g : percepatan gravitasi (10 m/s2)
V : volume zat cair yang didesak benda (m3)

supaya kamu lebih memahami gaya Archimedes, pelajarilah contoh soal berikut dengan saksama!

---

Contoh Soal Hukum Archimedes

1. Sebuah balok bermassa 2 kg di udara. Bila volume balok 2.000 cm3, tentukan berat balok dalam air yang memiliki massa jenis 1.000 kg/m3 ??

Penyelesaian:

Diketahui:
m = 2 kg
V = 2.000 cm3 = 0,002 m3
ρ = 1.000 kg/m3

Ditanyakan:
w’ = . . . ?

Jawab:
w’ = w – Fa
w ‘ = m . g – ρ . g . V
w’ = 2 . 10 – 1.000 . 10 . 0,002
w’ = 10 N
Jadi, berat balok tersebut dalam air adalah 10 N.

Benda Dalam Hukum Archimedes

Bila benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

1. Benda Tenggelam

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.

Benda Tenggelam

Pada benda tenggelam terdapat tiga gaya yaitu :

W = gaya berat benda
F_a = gaya archimedes
N = gaya normal bidang

Dalam keadaan seimbang maka W = N + F_a  sehingga :

W > F_a
m . g > ρ_ZC . V_b . g
ρ_b . V_b . g > ρ_ZC . V_b . g

ρ_b > ρ_zc

ρ_b = massa jenis benda
ρ_ZC = massa jenis zat cair

2. Benda Melayang

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.

Benda Melayang

Pada benda melayang terdapat dua gaya yaitu: F_a dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

W = F_a
ρ_b . V_b . g = ρ_ZC . V_b . g

ρ_b = ρ_zc

 

3. Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

Benda Terapung

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

W = F_a
ρ_b . V_b . g = ρ_ZC . V₂ . g
ρ_b . V_b = ρ_ZC . V₂

karena V_b > V₂ maka : ρ_b < ρ_ZC

 

Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

Penerapan Hukum Archimedes Untuk Menentukan Massa Jenis Benda

dengan:

V_air = volume air yang dipindahkan
m = massa benda di udara
m_s = massa semu benda (di air)
ρ_benda = massa jenis benda
ρ_air = massa jenis air

 

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Bidang Teknik

Penerapan Hukum Archimedes dalam bidang teknik adalah sebagai berikut.

•   Kran otomatis pada penampungan air

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup.

• Kapal selam

Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam.

• Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Hukum Archimedes.

• Jembatan Ponton

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.

• Balon Udara

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.

• Kapal Laut

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

• Kran Otomatis

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.

Penelusuran yang terkait dengan Hukum Archimedes

• contoh hukum archimedes
• rumus hukum archimedes
• 10 contoh hukum archimedes
• contoh soal hukum archimedes
• hukum archimedes kelas 8
• contoh soal teori hukum archimedes
• pengertian hukum archimedes
• contoh soal hukum archimedes brainly

Share this post