Archimedes adalah seorang ilmuwan terkemuka dari Syracuse, Yunani. Begini bunyi hukum Archimedes, rumus, dan contoh penerapan.
Bunyi Hukum Archimedes, Rumus, dan Contoh Penerapan. Photo by Pixabay from Pexels: https://www.pexels.com/photo/sail-boat-in-water-33689/
Hukum Archimedes merupakan salah satu hukum dalam ilmu Fisika. Hukum temuan Archimedes ini menjelaskan tentang hubungan gaya berat dan gaya ke atas suatu benda ketika dimasukkan ke dalam air.
Ketika Anda melihat kapal laut dengan ukuran yang sangat besar, Anda pasti akan bertanya kenapa kapal yang terbuat dari besi tidak tenggelam? Hal tersebut karena adanya gaya angkat pada benda di dalam zat cair, atau yang biasa disebut dengan gaya Archimedes.
Sejarah Singkat Hukum Archimedes
Archimedes adalah seorang ilmuwan terkemuka yang berasal dari Syracuse, Yunani. Ilmuwan satu ini kemungkinan sih hidup di zaman 287 – 212 sebelum Masehi.
Sebagai seorang ilmuwan besar di zaman itu, Archimedes dapat menguasai beberapa bidang sekaligus, mulai Matematika, Fisika, Filsafat, Astronomi, dan Teknik. Archimedes mulai dikenal orang setelah dia mendapat perintah dari Raja Hiero II untuk membuktikan kemurnian emas mahkota milik sang raja.
Ketika mendapat tantangan seperti itu, Archimedes sempat kebingungan. Namun ia berpikir keras untuk mendapatkan solusi masalah ini. Disaat kebingungannya memuncak karena belum juga mendapatkan cara untuk membuktikan kemurnian emas, Archimedes memilih menceburkan dirinya ke dalam bak mandi.
Ketika dia masuk ke dalam bak mandi yang penuh dengan air, dia memperhatikan bahwa ternyata ada air yang tumpah ke lantai, dari rasa penasaran dia coba berulang-ulang.
Berbekal hipotesisnya selepas mandi Archimedes lalu memasukkan mahkota ke dalam air. Perubahan volume air akibat masuknya mahkota tersebut lalu dijadikan dasar untuk menentukan massa jenis. Kemudian dia membagi massa mahkota dengan besarnya perubahan volume air.
Massa jenis yang dia dapat dari hasil percobaan itu lalu disamakan dengan massa jenis emas murni. Jadi dia masukkan mahkota dan emas murni ke dalam air dengan volume sama.
Namun, air yang terpindahkan oleh emas dengan mahkota tidaklah seharusnya sama. Ternyata yang didapatkan kenyataan berbeda. Maka, kesimpulan emas yang ada di mahkota raja ternyata bukanlah emas murni, tetapi campuran.
Baca juga: Mengenal Sifat Benda Padat, Cair, Gas dan Contoh
Bunyi Hukum Archimedes
Bunyi Hukum Archimedes adalah suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya
Jadi 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), tentunya benda yang ada di dalam zat cair beratnya akan mengalami pengurangan. Akibatnya benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan jika dibandingkan saat diangkat di darat.
Dalam hukum Archimedes, terdapat tiga kemungkinan yang dapat terjadi jika suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, diantaranya adalah:
Benda 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
Benda Melayang
Keadaan ini terjadi 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
Benda Terapung
Keadaan ini 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: Contoh Perubahan Wujud Benda dalam Kehidupan Sehari-hari
Rumus Hukum Archimedes
Gaya ke atas yang dialami benda ketika berada di air disebut gaya Archimedes. Adapun besar gaya Archimedes dirumuskan sebagai berikut.
Rumus Hukum Archimedes
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)
Contoh Penerapan Hukum Archimedes
Penerapan hukum Archimedes kerap digunakan untuk kehidupan sehari-hari. Salah satunya adalah teknologi transportasi contohnya adalah:
Balon Udara
Balon udara juga menjadi salah satu penerapan hukum Archimedes. Dalam pembuatannya, balon udara diisi dengan gas yang massa jenisnya lebih kecil dibanding massa jenis udara di atmosfer. Akibatnya, balon udara dapat mengapung di udara.
Teknologi Kapal Selam
Teknologi kapal selam terbuat dari besi bermassa ratusan kilogram. Meski begitu, kapal selam tidak akan tenggelam di air laut. Ini karena bagian tengah kapal memiliki rongga udara yang menampung udara.
Sehingga, volume kapal semakin besar. Dengan begitu, massa jenis kapal lebih kecil dibanding massa jenis laut dan kapal akan mengapung.
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.
Kapal Laut
Kapal laut biasanya terbuat dari baja atau besi, tapi dapat mengapung di atas laut. Mengapa demikian? Hal ini karena gaya angkat kapal sebanding dengan berat kapal. Kapal laut memiliki bentuk berongga sehingga volume air yang dipindahkan akan lebih besar dan gaya angkat ke atas pun juga menjadi lebih besar.