Laporan Praktikum Archimedes-->Judul Praktikum :Hukum
ArchimedesTujuan Prahtikum : 1. MembandingkangayaArchimedes antara
pengukuran (neracagaya) dengan hasil hasil perhitunganp.g.V .2.
Membuktikan peristiwa tenggelam, terapung, dan melayang.
Alat dan Bahan:1. Alat :a. Gelas Ukur, yang dipakai sebagai
wadahb. Neraca Pegas, yang dipakai untuk mengukur berat benda (W)
di udara maupun di air.c. Neraca Ohaus, yang dipakai untuk
mengukurmassabendad. Sendok, yang dipakai untuk mengaduk larutan
garame. Benang, yang dipakai untuk mengikat telurf. Kertas
millimeter, yang dipakai sebagai skala
2. Bahan :a. Telur, benda yang akan digunakan dalam percobaan
untuk mendapatkan datagayaangkat dan peristiwa tenggelam, melayang
dan, mengapung.b. Air, yang akan digunakan sebagai media untuk
mengukur / menghitunggayaapungc. Garam, sebagai bahan terlarut
dalam percobaan II.
A.PERCOBAAN II.Dasar teori : Hukum Archimedes Hukum Archimedes
:Setiap benda yang berada di dalam suatu fluida, maka benda itu
akan mengalamigayake atas (yang disebutgayaapung) seberat zat cair
yang dipindahkan. Dalam persamaan :FA= Wb Menurut Archimedes, benda
menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena
dalam air, benda mendapatgayake atas. Sementara ketika di udara,
benda memiliki berat yang sesungguhnya.Dalam Persamaan :Wb=
mb.gKetika dalam air, dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan
dengan:Wdf= Wb FAKeterangan :Wdf: berat dalam fluida, dikatakan
juga berat semu (N)Wb: berat benda sesungguhnnya, atau berat di
udara (N)FA:gayaangkat ke atas (N)Gayaangkat ke atas ini yang
disebut jugagayaapung.
a.Defenisi Igayaapung:Gayayang dikerjakan fluida pada benda yang
timbul karena selisihgayahidrostatik yang di kerjakan fluida antara
permukaan bawah dengan permukaan atas.BIla tekanan fluida pada sisi
atas dan sisi bawah benda yang mengapung masing masing p1dan p2,
makagayayang dikerjakan pada telur pada sisi atas dan bawah
adalah:F1= p1. AF2= p2. AGayake atas yang bekerja pada abalok
merupakan resultangayaF1dan F2.FA= F2 F2FA= (p2 p1)AFA= (h2
h1)pfgAFA=pfgV
Keterangan :pf= masa jenis fluida (kg/m3)V = volume air telur
yang tercelup (m3)
b.Defenisi IIgayaapung :Selisih berat benda di udara dengan
berat benda di fluida yang memilikigayaapung tersebut.
II.Cara Kerja :1. Timbang telur di neraca oHauss2. Ikat telur
dengan benang3. timbang telur dengan neraca pegas4. masukkan telur
ke dalam gelas ukur yang berisi air 300 ml dan perhatikan skala5.
perubahan dalam neraca pegas dan kenaikan volume air
III.Hasil Percobaan :
Massatelur (kg)Volume telur (m3)Berat telur di udara (N)Berat
telur dalam air (N)
0,05975 x 10-60,60
IV.Pembahasan:1. Pembahasan secara perhitungana. massabendamb=
0.059 kgb. berat bendaWb= mb.g 0.059 kg. 10 N/kgWb= 0.59 N
c. Gayake atas dari airFA=pfg.VbFA= 1000 kg/m3. 10 N/kg. 75 x
10-6m3FA= 75 x 10-2NFA= 0.75 N
Dengan Hukum INewton:EF= 0Wb- FA Wdf= 0FA= Wb WdfFA= 0.59 N 0
NFA= 0.59 N
2. Pembahasan secara teori Percobaan ini (hukum Archimedes
bertujuan untuk menyelidiki hubungan antaragayake atas dengan berat
zat cair yang di pindahkan. Dalam landasan teori Hukum Archimedes
menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup sebagian atau
seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalamigayake atas yang
besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Sebuah benda
yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu zat cair akan
mendapatgayake atas yang sama besar dengan berat fluida yang
dipindahkan.
Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan terhadap telur
denganmassa65 gram. Dan berdasarkan hasil perhitungan data yang
diperoleh ternyata hubungan antaragayake atas dengan berat zat cair
yang di pindahkan yang di peroleh adalah hampir sama besar
(FAhampir sama dengan Wb), seharusnya ini sama, hal ini terjadi
mungkin karena kesalahan ketika melakukan praktikum, misalnya
pengaruh lingkungan, kesalahan pengamatan yaitu kesalahan dalam
membaca skala yang benar. Pada perhitungan dengan hukumNewtonI kami
mendapat hasil yang hampir mendekati yaitu; (Wb= 0.65 N dan FA= 0.6
N). Ini sesuai dengan hukum Archimedes (FA= Wb).
V.Kesimpulan dan Saran1. KesimpulanBanyaknya zat cair yang
dipindahkan adalah sebanding dengan besarnyagayake atas dari zat
cair (Wb= FA)
2. SaranoDiharapkan sebelum melakukan percobaan, praktika
mengetahui tujuan percobaan yang akan dilakukan.oHendaknya praktika
berhati-hati dalam melakukan praktikum, sehingga di peroleh hasil
yang maksimal.
PERCOBAAN III.Dasar Teori:
Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang
tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan
mengalamigayake atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang
dipindahkannya. Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau
sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkangayaangkat ke atas yang
sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan.
Besarnyagayake atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam
persamaan :FA=pv gKeterangan :FA=gayake atas (N)V = volume benda
yang tercelup (m3)p=massajenis zat cair (kg/m3)g = percepatan
gravitasi (N/kg)Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena
dapat diturunkan dari hukum newton juga. Bilagayaarchimedes sama
dengangayaberat W maka resultangaya=0 dan benda melayang .- Bila
FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang- Jika
rapatmassafluida lebih kecil daripada rapatmassatelur maka agar
telur berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang
dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume telur.Artinya tidak
seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda
mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair yang
dipindahkan harus sama dengan volume telur dan rapatmassacairan
sama dengan rapat rapatmassabenda. Jika rapatmassabenda lebih besar
daripada rapatmassafluida, maka benda akan mengalamigayatotal ke
bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh
tenggelam. Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup
ke dalam zat cair akan mengalami duagaya, yaitugayagravitasi
ataugayaberat (W) dangayake atas (FA) dari zat cair itu. Dalam hal
ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya
keduagayatersebut yaitu seperti berikut. TenggelamSebuah benda yang
dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda
(W)lebih besar darigayake atas (FA).W > FApbVbg
>pfVfgpb>pfVolume bagian benda yang tenggelam bergantung dari
rapatmassazat cair (p) MelayangSebuah benda yang dicelupkan ke
dalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengangayake
atas (FA) atu benda tersebut tersebut dalam keadaansetimbangW =
FApbVbg =pfVfgpb=pfPada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat
cair akan berlaku :EA=Eb TerapungSebuah benda yang dicelupkan ke
dalam zat cair akan terapung jika berat benda (W) lebih kecil
darigayake atas (FA).W > FApbVbg >pfVfgpb>pf
II.Cara Kerja :1. Ikat telur dengan benang2. Celupkan telur ke
dalam gelas ukur berisi air dan perhatikan peristiwa yang
terjadi.3. Tarik kembali telur4. Campurkan garam ke dalam gelas
ukur berisi air sedikit demi sedikit.5. Perhatikan Perisitiwa yang
terjadi.
III.Hasil Percobaan:Banyaknya Garam (sendok)Gejala yang
terjadi
-Tenggelam
2Tenggelam
4Tenggelam
6Terapung
IV.Pembahasan:Pada saat telur dicelupkan dalam air tak bergaram
sampai 2 sendok garam tetap tenggelam karenatelurmasih lebih besar
daripair.
Pada saat telur dicelupkan pada larutan garam dengan kadar 8
sendok, telur sudah terapung karenaptelurlebih besar daripair.Tidak
adanya peristiwa melayang mungin di karenakan tidak telitinya kami
dalam menambahkan garam dalam larutan sehingga tidak didapat
kondisi :ptelursama denganpair.
V.Kesimpulan dan Saran:1.KesimpulanoBenda tenggelam
karenaptelur>pair.oBenda melayang karenaptelur=pair.oBenda
terapung karenaptelur Wmaka benda akan terdorong keatas akan
melayangBilaFAmaka benda akan terdorong kebawah dan tenggelam
Jika rapatmassafluida lebih kecil dari pada rapatmassabalok maka
agar balok berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang
dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume balok.Artinya tidak
seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda
mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair yang
dipindahkan harus sama dengan volume balok dan rapatmassacairan
sama dengan rapat rapatmassabenda. Jika rapatmassabenda lebih besar
daripada rapatmassafluida, maka benda akan mengalamigayatotal ke
bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh
tenggelam. Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup
ke dalam zat cair akan mengalami duagaya, yaitugayagravitasi
ataugayaberat (W) dangayake atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam hal
ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya
keduagayatersebut yaitu seperti berikut.a.TENGGELAMSebuah benda
yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat
benda(w)Lebih besar darigayake atas (Fa).w > Fab X Vb X g > a
X Va X gb > aVolume bagian benda yang tenggelam bergantung dari
rapatmassazat cair ()b.MELAYANGSebuah benda yang dicelupkan ke
dalam zat cair akan melayang jika berat benda(w)sama dengangayake
atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan setimbangw =
Fab X Vb X g = a X Va X gb = aPada 2 benda atau lebih yang melayang
dalam zat cair akan berlaku :(FA)tot = Wtotrc . g (V1+V2+V3+V4+..)
= W1 + W2 + W3 + W4 +..c.TERAPUNGSebuah benda yang dicelupkan ke
dalam zat cair akan terapung jika berat benda (w)lebih kecil
darigayake atas (Fa).w = Fab X Vb X g = a X Va X gb < aSelisih
antara W dan FA disebutgayanaik (Fn).Fn = FA - WBenda terapung
tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :FA = Wrc . Vb2
. g = rb . Vb . gKeterangan :FA =Gayake atas yang dialami oleh
bagian benda yang tercelup di dalam zat cair.Vb1 = Volume benda
yang berada dipermukaan zat cair.Vb2 = Volume benda yang tercelup
di dalam zat cair.Vb = Vb1 + Vb 2FA = rc . Vb2 . gD.ALAT DAN
BAHAN
a.Dasar statifb.Kaki statifc.Batang statif pendekd.Batang statif
panjange.Balok pendukungf.Jepit penahang.Dynamometer 1,5
Nh.Silinder ukuri.Tabung berpancuranj.Tabung plastic
bertutupk.Tabung plastic berpelurul.Neraca 311 gramm.Tali pada
rodan.Gelas beaker berisi airo.Kertas tissu
E.LANGKAH KERJAa.Mengukur berat tabung bertutup yang telah diisi
peluru(menggunakan dynamometer). Misalkan sebesar w. mengatur
jumlah pelurunya sehingga w = +/- 1 N.b.Meletakan tabung
berpancuran tepat di dekat dasar statif. Meletakan pula silinder
ukur tepat dibawah pipa dari tabung berpancuran sampai ada sedikit
air yang tumpah ke silinder ukur (lewat pipa pancur).setelah air
tidak menetes lagi, buanglah air dari silinder ukur.c.Membersihkan
sisa air kemudian mengukur massa silinder ukur (m)d.Meletakan
kemali silinder ukur tepat dibawah pipa tabung berpancuran.
Melepaskan tali penggantung tabung berpeluru dengan pengait
dynamometer. Dengan dipegangi ujung talinya,memasukkan tabung
plastic bertutup ke dalam tabung berpancuran dan lepaskan tali,
membiarkan air mengalir ke dalam silinder ukure.Setelah tidak ada
air yang menetes lagi ke dalam silinder ukur, dengan menggunakan
neraca empat lengan mengukur massa silinder ukur + air,
(m`)f.Menarik tabung plastic bertutup dari dalam air dan mengurangi
jumlah peluru seperlunya sampai tabung plastic bertutup dan
melayang dalam airg.Mengulangi langkah a-fh.Menarik tabung plastic
bertutup dari dalam air dan mengurangi lagi jumlah peluru sampai
mengapung dalam air, kemudian mengulangi langkah 1 e
F.TABEL PENGAMATANNOPOSISI TABUNGTENGGELAMMELAYANGTERAPUNG
1W = berat tabung plastic + peluru0,75 N0,40 N0,3 N
2m = massa silinder ukur40 x 10-3kg40 x 10-3Kg40 x 10-3kg
3m` = massa silinder ukur = air80 x 10-3Kg79 x 10-3Kg64 x
10-3kg
4Ma= m` - m = massa air yang dipindah40 x 10-3kg39 x 10-3Kg24 x
10-3kg
5Wa= Max g = berat air yang dipindah40 x 10-3N39 x 10-2kg29 x
10-2N
G.ANALISIS DATA Dari data diatas terlihat jelas bahwa semakin
besar massa air maka benda itu mengalami tenggelam, sebaliknya jika
semakin ringan massa air maka benda itu terapung, sedangkan benda
yang mengalami melayang massa airnya diantara tenggelam dan
terapung.H.KESIMPULANa.Benda dapat terapung bilamassajenis benda
lebih besar darimassajenis zat cair.(miskonsepsi).b.Benda dapat
terapung bilamassajenis benda lebih kecil darimassajenis zat
cair.(konsepsi ilmiah)c.Benda dapat melayang bilamassajenis benda
sama denganmassajenis zat cair.(konsepsi ilmiah)d.Benda dapat
tenggelam bilamassajenis benda lebih besar darimassajenis zat
cair.(konsepsi ilmiah).e.Terapung, melayang dan tenggelam
dipengaruhi oleh volume benda. (miskonsepsi).f.Terapung, melayang
dan tenggelam dipengaruhi oleh berat danmassabenda
I.CONTOH PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARIa.Kapal
lautb.Kapal selamc.Jembatan poton
d.Hydrometer
hukum archimedes
ArchimedesdariSyracusa(sekitar287 SM-212 SM) Ia belajar di kota
Alexandria, Mesir. Pada waktu itu yang menjadi raja di Sirakusa
adalah Hieron II, sahabat Archimedes. Archimedes sendiri adalah
seorangmatematikawan,astronom,filsuf,fisikawan,
daninsinyurberbangsaYunani. Ia dibunuh oleh seorang prajurit Romawi
pada penjarahan kota Syracusa, meskipun ada perintah dari jendral
Romawi,Marcellusbahwa ia tak boleh dilukai. Sebagian sejarahwan
matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan
terbesar sejarah, mungkin
bersama-samaNewtondanGauss.PenemuannyaPada suatu hari Archimedes
dimintaiRaja Hieron IIuntuk menyelidiki apakah mahkota emasnya
dicampuri perak atau tidak. Archimedes memikirkan masalah ini
dengan sungguh-sungguh. Hingga ia merasa sangat letih dan
menceburkan dirinya dalambak mandiumum penuh dengan air. Lalu, ia
memperhatikan ada air yang tumpah ke lantai dan seketika itu pula
ia menemukan jawabannya. Ia bangkit berdiri, dan berlari sepanjang
jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Setiba di rumah ia berteriak
pada istrinya, "Eureka! Eureka!" yang artinya "sudah kutemukan!
sudah kutemukan!" Lalu ia membuat hukum Archimedes.Dengan itu ia
membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri denganperak. Tukang yang
membuatnya dihukum mati.Penemuan yang lain adalah tentangprinsip
matematistuas,sistemkatrolyang didemonstrasikannya dengan menarik
sebuah kapal sendirian saja.Ulir penak, yaitu rancangan model
planetarium yang dapat menunjukkan gerakmatahari, bulan,
planet-planet, dan kemungkinanrasi bintangdi langit.Di bidang
matematika, penemuannya terhadap nilaipilebih mendekati dari ilmuan
sebelumnya, yaitu 223/71 dan 220/70.Archimedes adalah orang yang
mendasarkan penemuannya dengan eksperimen sehingga ia dijuluki
Bapak IPAEksperimental.Ia dibunuh oleh seorang prajurit Romawi pada
penjarahan kota Syracusa, meskipun ada perintah dari jendral
Romawi,Marcellusbahwa ia tak boleh dilukai. Sebagian sejarahwan
matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan
terbesar sejarah, mungkin bersama-samaNewtondanGauss.
Hukum ArchimedesHukum Archimedes mengatakan bahwa"Jika suatu
benda dicelupkan ke dalam sesuatuzatcair, maka benda itu akan
mendapat tekanan keatas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair
yang terdesak oleh benda tersebut".
Rumus Prinsip Hukum Archimedes
FA=.g.VKeterangan :FA =Tekanan Archimedes = N/M2 =Massa Jenis
Zat Cair = Kg/M3g =Gravitasi = N/KgV =Volume Benda Tercelup =M3
Contoh Soal :
Sebuah Benda dicelupkan ke air yang massa jenisnya 100 Kg/m3.
Volume benda yang tercelup 1.5M3
. Jika berat benda adalah 500N, berapakah gaya ke atas yang
dialami benda?
Jawab:Diketahui :
=1000 Kg/M3g= 9.8 N/KgV =1.5M3Ditanyakan:FA?
Jawab :
FA =.g.V
FA =1000 Kg/m3.9,8 N/kg.1,5M3
FA =14.700N/M2
Jadi,gaya ke atas yang dialami benda adalah 14.700 N/M2
Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat
diturunkan dari hukum newton juga.- Bilagayaarchimedes sama
dengangayaberat W maka resultangaya=0 dan bendamelayang .- Bila
FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang- Bila FA Fab
X Vb X g > a X Va X gb > aVolume bagian benda yang tenggelam
bergantung dari rapatmassazat cair () MelayangSebuah benda yang
dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (w)sama
dengangayake atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan
setimbangw = Fab X Vb X g = a X Va X gb = aPada 2 benda atau lebih
yang melayang dalam zat cair akan berlaku :(FA)tot = Wtotrc . g
(V1+V2+V3+V4+..) = W1 + W2 + W3 + W4 +.. TerapungSebuah benda yang
dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda
(w)lebih kecil darigayake atas (Fa).w = Fab X Vb X g = a X Va X gb
< aMisal : Sepotong gabus ditahan pada dasar bejana berisi zat
cair, setelah dilepas, gabustersebut akan naik ke permukaan zat
cair (terapung) karena :FA > Wrc . Vb . g > rb . Vb .
gSelisih antara W dan FA disebutgayanaik (Fn).Fn = FA - WBenda
terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :FA =
Wrc . Vb2 . g = rb . Vb . gFA =Gayake atas yang dialami oleh bagian
benda yang tercelup di dalam zat cair.Vb1 = Volume benda yang
berada dipermukaan zat cair.Vb2 = Volume benda yang tercelup di
dalam zat cair.Vb = Vb1 + Vb 2FA = rc . Vb2 . gBerat (massa) benda
terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkanDaya apung
(bouyancy) ada 3 macam, yaitu :1. Daya apung positif (positive
bouyancy) : bila suatu benda mengapung.2. Daya apung negatif
(negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam.3. Daya apung
netral (neutral bouyancy) : bila benda dapat melayang.Bouyancy
adalah suatu faktor yang sangat penting di dalam penyelaman.
Selamabergerak dalam air dengan scuba, penyelam harus
mempertahankan posisi neutralbouyancy.Konsep Melayang, Tenggelam
dan Terapung.Kapankah suatu benda dapat terapung, tenggelam dan
melayang ?a. Benda dapat terapung bilamassajenis benda lebih besar
darimassajenis zat cair.(miskonsepsi).b. Benda dapat terapung
bilamassajenis benda lebih kecil darimassajenis zat cair.(konsepsi
ilmiah)c. Benda dapat melayang bilamassajenis benda sama
denganmassajenis zat cair.(konsepsi ilmiah)d. Benda dapat tenggelam
bilamassajenis benda lebih besar darimassajenis zat cair.(konsepsi
ilmiah).e. Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh volume
benda. (miskonsepsi).f. Terapung, melayang dan tenggelam
dipengaruhi oleh berat danmassabenda(miskonsepsi).TambahanMengapa
Telur Tenggelam Dalam Air Biasa?Pada saat telur tenggelam dalam
air, berlakulah HUKUM ARCHIMEDESBenda yang dicelupkan sebagian atau
seluruhnya akan mengalamigayake atas yang besarnya sama dengan
berat zat cair yang dipindahkan.Mengapa Telur Tenggelam Dalam Air
Biasa? Sesuai dengan Hukum Archimedes mengenai prinsip TENGGELAM,
maka telur tenggelam dalam air biasa disebabkan karena :- W telur
> Fa(berat telur >gayake atas oleh air)- S telur > S zat
cair(berat jenis telur > berat jenis zat cair)dimana rumus berat
jenis :S =massajenis x gravitasiSupaya telur tersebut tidak
tenggelam, kita dapat menambahkan garam pada air tersebut. Sehingga
menyebabkan W telur < Fa dan S telur < S air.Mengapa Kapal
baja bisa mengapung di-Air, padahal BJ baja 7.85 tom/m3 dan BJ air
1 ton/m3?Karena berat baja per luasannya masih lebih kecil dari
air.Bagaimana Penerapan Hukum Archimedes ?Pada kapal selam dimana
kapal dapat melayang( tidak tenggelam tdak juga mengapung). Karena
F archimedes = F bendaF archmedes = V benda xmassajenis air x
gravitasi.sebagai percobaan ambil wadah bening di isi air putih
lalu masukan 1 butir telur, yang terjadi telur akan tenggelam, lalu
coba dalam wadah itu masukan garam.. hingga telur mengapung. ini
dikarenakan perbedaanmassajenis air garam dengan
benda.karenamassajenis air laut umumnya sama maka berat kapal selam
sudah didisain sedemikian rupa agar kapal bisa melayang.Mengapa
Kapal Yang Berat Terapung tetapi batu yang kecil tenggelam?Semua
ini berkaitan dengan daya apungan, misalnya apabila kita mencampak
sesuatu ke dalam air ia akan menolak & mengantikan kandungan
air.Misalnya apabila kita masukkan sebiji bola tenis ke dalam
kolah, air sebanyak bola tennis akan melimpah keluar.Jika berat air
yang digantikan lebih berat daripada berat bola tennis, bola
berkenaan akan terapung. Jika bola berkenaan dipenuhi dengan logam
berbanding dengan udara, ia akan menjadi lebih berat daripada
kandungan yang digantikan dengan air dan ia akan terapung.Manusia
yang menemui teori ini adalah ahli matematik Greek, Archimedes yang
terkenal sebagai bapa apungan yang menemui teori itu semasa dalam
kolah mandi.Prinsip Archimedes menyatakan bahawa daya tujah ke atas
yang bertindak pada sesuatu jasad yang tenggelam atau separa
tenggelam adalah sama dengan berat cecair yang disesarkan oleh
jasad tersebut.Aplikasi daya tersebut dalam kehidupan harian adalah
kapal laut, kapal selam dan belon udara. Sebuah kapal selam akan
terapung pada permukaan lautan jika tanki keapungannya diisi dengan
udara. Ini adalah kerana daya tujah ke atas bertindak pada kapal
selam melebihi beratnya. Apabila tangki keapungannya diisi dengan
air, kapal tersebut akan tenggelam dalam laut kerana daya tujah
yang bertindak ke atasnya kurang daripada beratnya.
hukum archimedestugas pratikum gaya tolakan air terhadap
telur
Archimedesadalah seorang ilmuwan terbesar pada zamannya.Ia lahir
di kota Syracuse, Sisilia pada tahun 287 SM dan meninggal pada
tahun 212 SM.Archimedes dikenal sebagai ahli fisika, marematika,
optika dan astronomi. Ia dijuluki sebagaiBapak Eksperimen, karena
mendasarkan penemuannya pada percobaan. Ia menemukan hukum pada
sebuah peristiwa yang disebut dengan Hukum Archimedes yang
berbunyijika benda dimasukkan ke dalam cairan, baik sebagian atau
seluruhnya, akan mendapatkan gaya ke atas sebesar berat cairan yang
dipindahkan benda itu.Misalnya air mempunyai volume tertentu, jika
sebuah benda dimasukkan ke dalam air tersebut, maka permukaan air
akan terdesak atau naik. Dengan kata lain, berat benda seolah-olah
menjadi lebih ringan. Hal ini karena adanya gaya ke atas yang
sering disebut gaya Archimedes.Archimedes terkenal juga
denganteorinya tentang hubungan antara permukaan dan volume dari
sebuah bola terhadap selinder. Dia juga dikenal dengan teori dan
rumus dari prinsiphydrostaticdan peralatan untuk menaikkan air
Archimedes Screwatau sekrupArchimedes, yang sampai sekarang masih
banyak digunakan di negara-negara berkembang. Walaupun
pengungkitatau ungkitan telah ditemukan jauh sebelum Archimedes
lahir, Archimedesyang mengembangkan teori untuk menghitungbeban
yang dibutuhkan untuk pengungkit tersebut.Archimedes juga
digolongkan sebagai salah satu ahli matematika kuno dan merupakan
yang terbaik dan terbesar di jamannya.
Prinsip ArchimedesKetika kita menimbang batu di dalam air, berat
batu yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil
dibandingkan dengan ketika dirimu menimbang batu di udara (tidak di
dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan lebih kecil
karena ada gaya apung yang menekan batu ke atas. Efek yang sama
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 batu menjadi lebih kecil, tetapi karena
adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan
gaya angkat yang kita berikan pada batu tersebut sehingga batu atau
benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan.
Keterangan gambar :Fpegas= gaya pegasw = gaya berat batuF1= gaya
yang diberikan fluida pada bagian atas batuF2= gaya yang diberikan
fluida pada bagian bawah batuFapung= gaya apung.
Fapungmerupakan gaya total yang diberikan fluida pada batu
(Fapung= F2F1). Arah gaya apung (Fapung) ke atas, karena gaya yang
diberikan fluida pada bagian bawah batu (F2) lebih besar daripada
gaya yang diberikan fluida pada bagian atas batu (F1). Hal ini
dikarenakan tekanan fluida pada bagian bawah lebih besar daripada
tekanan fluida pada bagian atas batu.Dalam kehidupan sehari-hari,
kita akan menemukan bahwa benda yang dimasukan ke dalam fluida
seperti air misalnya, memiliki berat yang lebih kecil daripada
ketika benda tidak berada di dalam fluida tersebut. Dirimu mungkin
sulit mengangkat sebuah batu dari atas permukaan tanah tetapi batu
yang sama dengan mudah diangkat dari dasar kolam. Hal ini
disebabkan karena adanya gaya apung sebagaimana telah dijelaskan
sebelumnya. Gaya apung terjadi karena adanya perbedaan tekanan
fluida pada kedalaman yang berbeda. Seperti yang telah gurumuda
jelaskan pada pokok bahasanTekanan pada Fluida, tekanan fluida
bertambah terhadap kedalaman. Semakin dalam fluida (zat cair),
semakin besar tekanan fluida tersebut. Ketika sebuah benda
dimasukkan ke dalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan
antara fluida pada bagian atas benda dan fluida pada bagian bawah
benda. Fluida yang terletak pada bagian bawah benda memiliki
tekanan yang lebih besar daripada fluida yang berada di bagian atas
benda.(perhatikan gambar di bawah).
Pada gambar di atas, tampak sebuah benda melayang di dalam air.
Fluida yang berada dibagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih
besar daripada fluida yang terletak pada bagian atas benda. Hal ini
disebabkan karena fluida yang berada di bawah benda memiliki
kedalaman yang lebih besar daripada fluida yang berada di atas
benda (h2> h1).Besarnya tekanan fluida pada kedalamana h2adalah
:
Besarnya tekanan fluida pada kedalamana h1adalah :
F2= gaya yang diberikan oleh fluida pada bagian bawah bendaF1=
gaya yang diberikan oleh fluida pada bagian atas bendaA = luas
permukaan benda
Selisih antara F2dan F1merupakan gaya total yang diberikan oleh
fluida pada benda, yang kita kenal dengan istilah gaya apung.
Besarnya gaya apung adalah :
Keterangan :
Karena :
Maka persamaan yang menyatakan besarnya gaya apung (Fapung) di
atas bisa kita tulis menjadi :
mFg = wF= berat fluida yang memiliki volume yang sama dengan
volume benda yang tercelup.Berdasarkan persamaan di atas, kita bisa
mengatakan bahwa gaya apung pada benda sama dengan berat fluida
yang dipindahkan. Ingat bahwa yang dimaksudkan denganfluida yang
dipindahkandi sini adalahvolume fluida yang sama dengan volume
benda yang tercelup dalam fluida. Pada gambar di atas, gurumuda
menggunakan ilustrasi di mana semua bagian benda tercelup dalam
fluida (air). Jika dinyatakan dalam gambar maka akan tampak sebagai
berikut :
Apabila benda yang dimasukkan ke dalam fluida, terapung, di mana
bagian benda yang tercelup hanya sebagian makavolume fluida yang
dipindahkan=volume bagian benda yang tercelupdalam fluida tersebut.
Tidak peduli apapun benda dan bagaimana bentuk benda tersebut,
semuanya akan mengalami hal yang sama. Ini adalah buah karya eyang
butut Archimedes (287-212 SM) yang saat ini diwariskan kepada kita
dan lebih dikenal dengan julukanPrinsip Archimedes.
Prinsip Archimedes menyatakan bahwa :Ketika sebuah benda
tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan
memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, di mana besarnya
gaya ke atas (gaya apung) sama dengan berat zat cair yang
dipindahkan.Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena
dapat diturunkan dari hukum newton juga. Jika rapat massa fluida
lebih kecil daripada rapat massa balok maka agar balok berada dalam
keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil
dari pada volume balok.Artinya tidak seluruhnya berada terendam
dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda
melayang maka volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan
volume balok dan rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa
benda. Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa
fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak
sama dengan nol. Artinya benda akanjatuh tenggelam.Berdasarkan
Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan
mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan
gaya ke atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga
peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut yaitu
seperti berikut: TenggelamSebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat
cair akan tenggelam jika berat benda (w) lebih besar dari gaya ke
atas (Fa).w > Fab X Vb X g >a X Va X gb >aVolume bagian
benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair ().Sebuah
benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat
benda (w) sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut
dalam keadaan setimbang.w = Fab X Vb X g =a X Va X gb =aPada dua
benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :(FA)tot
= Wtotrc . g (V1+V2+V3+V4+..) = W1 + W2 + W3 + W4 +..
TerapungSebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan
terapung jika berat benda (w) lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).w
= Fab X Vb X g =a X Va X gb Wrc . Vb . g > rb . Vb . grc
$rbSelisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn).Fn = FA - WBenda
terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :FA =
Wrc . Vb2 . g = rb . Vb . gFA = Gaya ke atas yang dialami oleh
bagian benda yang tercelup di dalam zat cair.Vb1 = Volume benda
yang berada dipermukaan zat cair.Vb2 = Volume benda yang tercelup
di dalam zat cair.Vb = Vb1 + Vb 2FA = rc . Vb2 . gBerat (massa)
benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan.Daya apung
(bouyancy) ada 3 macam, yaitu :1. Daya apung positif (positive
bouyancy) : bila suatu benda mengapung.2. Daya apung negatif
(negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam.3. Daya apung
netral (neutral bouyancy) : bila benda dapat melayang.Hukum
Archimedes (HukumPengapungan)Hukum Archimedes mengatakan bahwa
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. Telah sama-sama kita ketahui bahwa
berat jenis air tawar adalah 1.000 kg/m3, apabila ada sebuah benda
yang terbenam kedalam air tawar; maka berat benda tersebut
seolah-olah akan berkurang sebesar 1.000 kg untuk setiap 1 m3air
yang dipindahkan.Konsep ini akan lebih jelas bila diterangkan
dengan gambar dibawah ini.Menurut Archimedes, benda menjadi lebih
ringan bila diukur dalam air dari pada di udara karena dalam air,
benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda
memiliki berat yang sesungguhnya.wu = mgKetika dalam air, benda
dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan
dengan:ws=wu-FaKeterangan:ws : berat semu (N)wu : berat
sesungguhnya (N)Fa : gaya angkat ke atas (N)Penurunan RumusHukum
Archimedes Berlaku Untuk Semua Fluida.Vbf adalah volum benda yang
tercelup dalam FLUIDAFa = Mfg Fa = pfVbfg Fa = F2 F1 karena F2 >
F= pf gh2 A - pf gh1= pf gA (h2 - h1)= pf gAh sebab h2 - h1 = h= pf
gVbfsebab Ah = Vbf adalah volum silinder yang tercelup dalam
fluidaPerhatikan :pf Vbf = massa Fluida (Mf)pf gVbf = berat Fluida
yang dipindahkan benda (Mfg)RUMUS GAYA APUNGFa = MfgFa =
pfVbfgSecara sistematis, hukum archimedes dapat ditulis sebagai
berikut :FA =a Va gFA = gaya angkat ke atas pada benda (N)a = massa
jenis zat cair (kg/m3)Va = volume zat cair yang terdesak (m3)g =
percepatan gravitasi bumi (m/s2)
ALAT DAN BAHAN
ALAT1.Botol aqua2.sendok3.pengaduk
BAHAN1.Air 250 ml2.Telur3.Garam dapur4.Gula pasir
PROSEDUR KERJA
Percobaan dengan Air biasa1.Masukkan air 250 ml kedalam botol
aqua2.Kemudian masukkan telur3.Aduk perlahan4.Amati perubahan yang
terjadi.Apakah melayang, Terapung, atau Tenggelam.
Percobaan dengan Garam dapur1.Masukkan air 250 ml kedalam botol
aqua2.Kemudian masukkan telur3.Tambahkan garam dapur sedikit demi
sedikit4.Aduk perlahan5.Amati perubahan yang terjadi. Apakah
melayang, Terapung, atau tenggelam.
Percobaan dengan Gula pasir1.Masukkan air 250 ml kedalam botol
aqua2.Kemudian masukkan telur3.Tambahkan gula pasir sedikit demi
sedikit4.Aduk perlahan5.Amati perubahan yang terrjadi. Apakah
melayang, Terapung, atau Tenggelam.
DATA PENGAMATAN
Tabel pengamatan pengaruh penambahan garam dapur dan gula pasir
terhadap gaya toleran keatas air 250
ml.NoPERCOBAANPERLAKUANPENGAMATAN
1 Telur + Air 250 ml-Tenggelam
2Garam + Telur + Air 250 ml1 sendok garamTenggelam
3 sendok garamMelayang
4 sendok garamMelayang Timbul
5 sendok garamMelayang Timbul
6 sendok garamTimbul
3Gula + Telur + Air 250 ml1 sendok gulaTenggelam
2 sendok gulaTenggelam
3 sendok gulaTenggelam
4 sendok gulaMelayang
5 sendok gulaMelayang
6 sendok gulaMelayang timbul
PEMBAHASAN
Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar dari
massa jenis zat cair, atau benda dapat terapung bila massa jenis
benda lebih kecil dari massa jenis zat cair. Kemudian benda dapat
melayang bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.
Sedangkan benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar
dari massa jenis zat cair. Benda yang terapung, melayang dan
tenggelam dipengaruhi oleh volume benda, berat, dan massa
benda.Pada saat telur tenggelam dalam air, berlakulah HUKUM
ARCHIMEDES benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya akan
mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair
yang dipindahkan. Sesuai dengan Hukum Archimedes mengenai prinsip
TENGGELAM, maka telur tenggelam dalam air biasa disebabkan karena :
W telur > Fa (berat telur > gaya ke atas oleh air). S telur
> S zat cair (berat jenis telur > berat jenis zat
cair).dimana rumus berat jenis :S = massa jenis x gravitasiSupaya
telur tersebut tidak tenggelam, kita dapat menambahkan garam pada
air tersebut.Sehingga menyebabkan W telur < Fa dan S telur <
S air.
1. Air sajaKetika telur (telur ayam) dimasukkan ke dalam air
maka telur tenggelam karena massa jenis telur lebih besar dari
massa jenis fluida tersebut.
Air 250 ml
2. Air 250 ml + garamKetika telur (telur ayam) dimasukkan ke
dalam air + garam maka telur terapung karena massa jenis telur
lebih ringan daripada massa jenis fluida tersebut.
Air 250 ml + garam
3. Air 250 ml + gulaKetika telur (telur ayam) dimasukkan ke
dalam air 250 ml + gula maka telur tenggelam karena massa jenis
telur lebih besar dari massa jenis fluida tersebut.
Jadi, percobaan tersebut merupakan contoh penerapan hubungan
hukum Archimedes dan massa jenis zat. Hukum Archimedes mengatakan
bahwa jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair maka
benda itu mendapat tekanan ke atas yang sama besarnya dengan
beratnya zat cair yang terdesak oleh benda tersebut.Benda terapung
jika massa jenis benda lebih kecil dari gaya ke atas(FA) atau massa
jenis fluida.Benda melayang jika massa jenis benda sama dengan gaya
ke atas(FA) atau massa jenis fluida.Benda tenggelam jika massa
jenis benda lebih besar dari gaya ke atas(FA) atau massa jenis
fluida.
KESIMPULAN
Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa telur pada saat
dimasukkan dalam larutan garam telur mengapung.Sedangkan telur yang
dimasukkan ke dalam larutan gula dan air biasa tenggelam. Hal ini
disebabkan hukum Archimedes mengenai prinsip TENGGELAM, maka telur
tenggelam dalam larutan gula, dan air biasa disebabkan karena :W
telur > Fa (berat telur > gaya ke atas oleh air)S telur >
S zat cair (berat jenis telur > berat jenis zat cair)
Sedangkan Telur yang mengapung pada larutan garam karena Dengan
menambahkan garam ke dalam air tersebut, berarti kita menambahkan
sejumlah massa ke dalam air. Karena garam larut di dalam air dan
volume airnya tetap, massa jenis air sekarang menjadi lebih besar
daripada keadaannya semula. Selain itu, penambahan garam juga
berarti mengubah berat air. Penambahan garam tidak mengubah berat
telur. Massa telur tetap. Semakin banyak garam yang dimasukkan ke
dalam gelas, massa jenis air menjadi semakin besar.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.gudangmateri.com/2008/05/hukum-archimedes.html
http://dr-budiow.com/
I. JUDULII. TUJUAN PERCOBAANIII. ALAT DAN BAHAN SERTA
FUNGSINYAIV. TEORI DASARV. LANGKAH KERJAVI. ANALISIS DATAVII. DATA
HASIL PERCOBAANVIII. PERTANYAANIX. KESIMPULAN DAN SARANX. DAFTAR
PUSTAKAXI. DOKUMENTASI