Serba Serbi Pengetahuan: Hukum Archimedes

Senin, 29 Januari 2018

Hukum Archimedes - Tekanan Zat Cair

HUKUM ARCHIMEDES PADA TEKANAN ZAT CAIR

Bunyi Hukum Archimedes

Hukum Archimedes adalah hukum yang menyatakan bahwa setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung). Besarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut (berat = massa benda x percepatan gravitasi) dan memiliki arah gaya yang bertolak belakang (arah gaya berat kebawah, arah gaya apung ke atas).

Jika benda memiliki berat kurang dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan mengapung (berat benda < gaya apung atau $\rho_{benda} < \rho_{air}$ ). Jika benda memiliki berat lebih dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan tenggelam (berat benda > gaya apung atau $\rho_{benda} > \rho_{air}$ ). Dan benda akan melayang, jika beratnya sama dengan berat air yang dipindahkan (berat benda = gaya apung), yang berarti massa jenis benda sama dengan massa jenis air ( $\rho_{benda} = \rho_{air}$ ).

Rumus Hukum Archimedes

Sesuai dengan bunyi hukum Archimedes di atas, maka besarnya gaya apung (B) dapat dihitung dengan rumus hukum archimedes:

$B = \rho_{air} \times g \times V_{air yang dipindahkan}$

Dimana $\rho_{air}$ adalah massa jenis air, adalah gravitasi bumi (10 m/s2), $V_{air yang dipindahkan}$ adalah volume air yang dipindahkan oleh benda yang tercelup.

Besarnya gaya apung (B), dapat pula langsung dicari dengan formula berikut:

$B = m_{air yang dipindahkan} \times g$

$B = w_{air yang dipindahkan}$

Dimana, $m_{air yang dipindahkan}$ adalah berat air yang dipindahkan benda yang tercelup. Berarti, semakin banyak volume yang tercelup atau semakin banyak air yang dipindahkan, maka benda akan mendapat gaya apung yang semakin besar.

Untuk benda yang tercelup seluruhnya, hukum Archimedes dapat diformulasikan sebagai berikut:

$w_{benda tercelup} = w_{benda} - w_{air yang dipindahkan}$

$B = w_{benda} - w_{benda tercelup}$

Dimana w merupakan berat (berat = massa x percepatan gravitasi). Perhatikan gambar dibawah, pada saat ditimbang, benda memiliki massa sebesar 5 kg. Kemudian, benda tersebut dicelupkan ke air seluruhnya sehingga memindahkan air sebanyak 2 kg. Maka, berat benda yang tercelup akan berubah menjadi: 50 Newton – 20 Newton = 30 Newton. Jadi, pada saat benda tercelup di air, massa benda akan menjadi lebih ringan akibat gaya apung yang diterima benda. Itulah mengapa pada saat kita berenang, badan kita terasa lebih ringan didalam air dibanding di luar air.