Hukum Archimedes

Hukum Archimedes merupakan topic materi yang akan Kerozzi bahas pada perjumpaan kali ini setelah seminggu yang lalu menulis beberapa sms ucapan selamat hari raya. Seperti yang kita ketahui bahwa hukum Archimedes ini merupakan hukum yang sangat berpengaruh bagi kehidupan kita, khususnya dalam penerapan teknologi oleh para ilmuwan. Oleh karena itu, tidak ada salahnya bagi kita untuk sedikit memahami tentang hukum tersebut.

 

Hukum Archimedes adalah sebuah hukum mengenai prinsip pengapungan diatas benda cair. Hukum ini ditemukan oleh seorang ilmuwan yang bernama Archimedes. Beliau merupakan seorang astronom, fisikawan, matematikawan, dan juga Insinyur yang berkebangsaan Yunani.

 

Archimedes digolongkan sebagai salah satu ahli matematika kuno yang terbaik dan terbesar pada jamannya. Keakuratan Perhitungan Archimedes tentang lengkungan bola di jadikan konstanta matematika yang kini dikenal dengan istilah Pi (π).

 

 

Sejarah Hukum Archimedes

Sejarah ditemukannya hukum Archimedes ini berawal ketika Archimedes dimintai Raja Hieron II untuk menyelidiki mahkota emasnya. Apakah terbuat dari emas murni ataukah telah dicampuri dengan perak. Archimedes memikirkan masalah ini dengan sungguh hingga ia merasa sangat letih. Ditengah keputus asaannya dia menceburkan dirinya dalam bak mandi umum yang penuh dengan air. Ia melihat dan memperhatikan ada air yang tumpah ke lantai dan saat itulah ia menemukan jawabannya. Ia bangkit dan berlari sepanjang jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Sesampainya di rumah ia berteriak pada istrinya, “Eureka! Eureka!” yang artinya sudah kutemukan! sudah kutemukan!. Ia Lalu membuat hukum Archimedes. Dengan itu ia membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri dengan perak. Akhirnya Tukang yang membuatnya dihukum mati.

 

Archimedes adalah seseorang yang mendasari penemuannya dengan eksperimen sehingga Beliau dijuluki sebagai Bapak IPA Eksperimental. Penemuan-penemuannya yang lain juga popular dan telah digunakan hingga kini, misalnya tentang sistem katrol yang ditunjukkan dengan menarik sebuah kapal. Ulir penak, yaitu rancangan model planetarium yang dapat menunjukkan gerak matahari, planet-planet, bulan, dan kemungkinan rasi bintang di langit serta prinsip matematis tuas

 

Bunyi Hukum Archimedes

Pada sebuah peristiwa Archimedes menemukan hukum yang disebut dengan Hukum Archimedes yang berbunyi “apabila sebuah benda, sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut” Misalnya air dengan volume tertentu, apabila benda dimasukkan ke dalam air tersebut, maka permukaan air akan terdesak atau naik. Hal ini karena adanya gaya ke atas yang sering disebut gaya Archimedes.

 

Rumus Hukum Archimedes

Gaya apung adalah selisih antara berat benda di udara dengan berat benda dalam zat cair.

Keterangan :

ü Fa : Gaya apung

ü Mf : Massa zat cair yang dipindahkan oleh benda

ü g : Gravitasi bumi

ü ρf : Massa zat cair

ü Vbf : Volume benda yang tenggelam dalam air

 

Mengapung, tenggelam dan melayang

Berikut syarat benda dikatakan Mengapung, tenggelam , melayang:

ü mengapung : Massa jenis benda harus lebih kecil dari massa zat cair

ü melayang : Massa jenis benda harus sama dengan dari massa zat cair

ü tenggelam : Massa jenis benda harus lebih besar dari massa zat cair

 

Prinsip Archimedes

Ketika kita menimbang batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil dibanding dengan ketika kita menimbang batu tidak di dalam air. Hal ini karena adanya gaya apung yang menekan batu ke atas. Contoh mudah akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga berat menjadi lebih ringan tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas yaitu searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada benda tersebut sehingga benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan.

 

Penerapan Hukum Archimedes

Faktanya banyak ilmuwan yang terinspirasi oleh hukum Archimedes dan mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari. Contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes sangat banyak dan beragam. Bukan hanya yang berhubungan dengan benda cair tapi juga berhubungan dengan udara. Berikut contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes dalam kehidupan:

 

Ø Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan bukti nyata bunyi hukum Archimedes. Suatu benda yang dimasukan kedalam zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas dan besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair maka Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer. 

 

Ø Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam

Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi dari penerapan hukum Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapal laut terbuat dari besi atau kayu di buat berongga dibagian tengahnya. Rongga ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan badan kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi hukum Archimedes yaitu gaya apung suatu benda sebanding dengan banyaknya air yang dipindahkan. Dengan menggunakan prinsip tersebut maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.

 

Lain halnya dengan kapal selam yang memang di gunakan untuk bisa tenggelam di air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian tertentu kapal selam di persiapkan rongga yang dapat menampung sejumlah air laut yang bisa di isi dan di buang sesuai kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi dengan air laut sehingga berat kapal selam bertambah. Sebaliknya saat ingin mengapung, air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal selam menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.

 

Ø Jembatan Poton

Jembatan poton adalah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum kosong yang melayang diatas air yang diatur sedemikian rupa hingga menyerupai sebuah jembatan. Jembatan poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa di jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong dan tertutup rapat sehingga udara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara itu berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa terapung di atas permukaan air.

 

Ø Teknologi Balon Udara

Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Hal ini sesuai dengan pembahasan awal bahwa aplikasi hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas. Untuk dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer. Sehingga balon udara dapat terbang karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa. Sehingga masa jenis udara tersebut menjadi ringan.

 

Demikian sekilas pengetahuan tentang hukum Archimedes yang dapat kerozzi ulas, semoga membawa manfaat tersendiri bagi kita semua.