TRIBUNNEWS.COM - Hukum Archimedes adalah hukum fisika daya apung yang ditemukan oleh Archimedes.

Archimedes merupakan ahli matematika dan penemu Yunani kuno, dikutip dari Britannica.

Menurut hasil penelitiannya, Archimedes menyatakan setiap benda yang seluruhnya atau sebagian terendam dalam cairan (gas atau cairan), dalam keadaan diam dikenai gaya ke atas atau gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Misalnya, sebuah kapal yang diluncurkan tenggelam ke laut sampai berat air yang dipindahkannya sama dengan beratnya sendiri.

Saat kapal dimuat, kapal itu tenggelam lebih dalam, memindahkan lebih banyak air.

Dengan demikian besarnya gaya apung terus menerus sesuai dengan berat kapal dan muatannya.

Berikutil ini bunyi Hukum Archimedes, dikutip dari Gramedia.

Baca juga: Mengenal 5 Nabi Ulul Azmi Beserta Mukjizat yang Diterima

Bunyi Hukum Archimedes

Hukum archimedes berbunyi "Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya".

Hukum ini menjelaskan adanya keterkaitan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air.

Akibat, adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), kemudian benda yang ada di dalam zat cair beratnya akan mengalami pengurangan.

Sehingga benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan jika dibandingkan saat diangkat di darat.

Hukum archimedes mengisyaratkan 3 keadaan sebagai berikut:

1. Tenggelam

Keadaan ini terjadi ketika massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda.

Contohnya, besi atau baja akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air karena massa jenis besi lebih besar dari massa jenis air.

Pada keadaan tenggelam, berat benda di dalam cairan lebih besar dibandingkan gaya ke atas oleh cairan.

Gaya tekan air < berat benda

Gaya tekan air lebih kecil daripada berat benda.

Baca juga: 5 Fenomena Astronomis Bulan Juni 2022: Ada Bulan Sabit Termuda

2. Melayang

Benda dapat melayang di air ketika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda.

Benda yang melayang berada di antara dasar bejana dan permukaan cairan.

Contohnya telur yang dimasukkan ke dalam air yang lalu ditambahkan sedikit garam akan melayang karena massa jenis keduanya sama.

Gaya tekan air = berat benda

Hal yang sama terjadi pada ikan, karena ikan dapat menyamakan beratnya dengan berat air yang dipindahkan supaya bisa melayang.

3. Terapung

Keadaan terapung terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda.

Contohnya sterofoam atau plastik akan terapung jika dimasukkan ke dalam air.

Gaya tekan air > berat benda.

Baca juga: Latihan Soal IPA Kelas 4 SD Semester 2 Buku Tematik Tema 6 dan 7 dengan Kunci Jawaban

Rumus Hukum Archimedes

Dalam Hukum Archimedes, gaya tekan ke atas (Fa) dipengaruhi oleh 3 hal, sebagai berikut:

1. Massa jenis fluida ( ρ)

Semakin besar massa jenis fluidanya maka semakin besar gaya atas yang dihasilkan.

Sebaliknya, semakin besar kecil jenis fluidanya maka semakin kecil gaya atas yang dihasilkan.

2. Volume benda (v)

Semakin besar volume benda maka semakin besar gaya atas yang dihasilkan.

Sebaliknya, semakin kecil volume benda yang diangkat, maka semakin kecil gaya atas yang dihasilkan.

3. Gravitasi benda (g)

Semakin besar gravitasi benda maka semakin besar gaya atas yang dihasilkan.

Sebaliknya, semakin kecil gravitasi benda yang diangkat, maka semakin kecil gaya atas yang dihasilkan.

Rumus dari hukum Archimedes

F = ρ . g . V

Fa = gaya tekan keatas satuan Newton (N)
ρ = massa jenis satuan Kg/L
g = gravitasi satuan N /Kg
V= volume satuan m³

Untuk kondisi terapung, penerapan hukum archimedes adalah sebagai berikut:

Ada sebuah kayu, maka kayu tersebut akan dikenai 2 gaya yang bekerja yaitu gaya angkat air dan gaya berat kayu.

Besar gaya angkat sama dengan berat air yang di desak oleh bagian kayu yang berada di bawah permukaan air.

Fa = ρair . g . Vair

Dimana:

Vair = volume air yang terdesak oleh kayu (m³)
ρair = massa jenis air satuan Kg/L

Berat kayu adalah

w = ρkayu . g . Vtotal

w = berat kayu

V total = volum kayu seluruhnya

ρkayu = massa jenis kayu

Karena kayu diam di permukaan air, maka terjadi hubungan

Gaya angkat = berat kayu

Fa = w

ρair.g. Vair= ρkayu . g . Vtotal

Baca juga: Mengenal Pasang Surut Air Laut: Jenis dan Faktor Penyebabnya

Contoh Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini 3 contoh benda yang menggunakan hukum Archimedes.

1. Kapal selam

Kapal selam dapat mengapung dan melayang dengan keadaan baik-baik saja.

Kapal selam akan mengatur massa jenisnya di dalam air sehingga posisinya bisa menyelam, melayang atau mengapung di permukaan air.

Caranya adalah dengan mengeluarkan atau memasukkan air untuk mengurangi atau menambahkan massanya.

2. Kapal Laut

Kapal laut yang terbuat dari baja atau besi tetap bisa mengapung di atas laut.

Hal ini terjadi karena kapal laut memiliki bentuk berongga sehingga volume air yang dipindahkan lebih besar dan gaya angkat ke atas lebih besar juga.

Sehingga, Kapal Titanic bisa tenggelam kemungkinan karena fungsi rongga untuk memindahkan air sudah rusak sehingga berat kapal menjadi lebih besar dari air.

3. Balon udara

Penerapan Hukum Archimedes pada benda jenis gas contohnya balon udara.

Diketahui, gas memiliki sifat yang nyaris sama dengan air.

Konsep hukum Archimedes dalam balon udara, agar dapat melayang maka balon udara diisi dengan gas yang memiliki massa jenis lebih kecil daripada massa jenis udara di atmosfer.

(Tribunnews.com/Yunita Rahmayanti)

Artikel lain terkait Materi Sekolah