Berikut contoh alat-alat yang menerapkan hukum archimedes adalah….

Hai Sobat, pernahkah kalian melihat kapal di laut? Kenapa kapal yang terbuat dari besi tidak tenggelam ya? Hal ini karena adanya gaya angkat pada benda di dalam zat cair, atau yang biasa disebut dengan gaya Archimedes. Apakah itu? Bagaimana bunyi Hukum Archimedes dan apa saja penerapannya dalam kehidupan sehari-hari?Yuk, kita simak pembahasannya!

Pengertian Hukum Archimedes

Hukum Archimedesditemukan oleh ilmuan Yunani yang bernama Archimedes.Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air.Akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada didalam zat cair beratnya akan berkurang. Sehingga benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan dibandingankan ketika diangkat di darat.

Dilansir dari Live Science, Hukum Archimedes berbunyi: "Sebuah benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut" Penemuan Archimedes ini bermula dari masalah Hieron, Raja Syracuse. Hieron meminta Archimedes untuk memeriksa mahkota emasnya. Ia ingin tahu apakah mahkota itu terbuat dari emas murni atau dicurangi dengan cara dicampur oleh pembuatnya. Archimedes menemukan cara mengeceknya ketika sedang mandi. Saat ia nyemplung ke bak mandi, ia menyadari sebagian air naik dan tumpah. Ia menemukan bahwa banyak air yang tumpah sama dengan banyak tubuhnya yang masuk ke dalam bak mandi. Archimedes pun langsung berlari ke jalan sambil berteriak "Eureka!" yang dalam bahasa Yunani berarti, "Aku menemukannya!" Masalah raja Hieron pun dapat diselesaikan dengan cara ini. Untuk memastikan mahkota raja itu dari emas murni, harus dicek kepadatannya. Kepadatan bisa diketahui dengan berat sebuah benda dibagi dengan volume atau besarnya benda tersebut. Kertas yang digulung-gulung, meskipun besarnya sama dengan sebiji kelereng, tetap lebih ringan dari biji kelereng. Begitu pula halnya dengan emas. Emas memiliki kepadatan yang lebih tinggi dari perak. Sehingga, mahkota raja bisa berbeda beratnya jika dibuat dari emas murni atau campuran, kendati bentuk dan besarnya sama. Untuk mengukurnya, Archimedes tak perlu mengukur besar mahkota. Ia cukup memasukannya ke dalam air dan melihat berapa volume air yang naik dan membandingkannya dengan emas murni. Dari penemuan itu, Archimedes pun berhasil membantu raja mengetahui bahwa mahkotanya ternyata terbuat dari emas campuran dan bukan emas murni.

Jenis Benda di dalam Air

Dengan hukum Archimedes, kita bisa mengelompokkan benda menjadi 3 jenis. Benda-benda tersebut di antaranya adalah benda tenggelam, terapung, dan melayang. Benda bisa tenggelam jika gaya angkat air lebih kecil dari gaya berat benda tersebut. Sedangkan benda melayang terjadi jika gaya angkat air dan gaya berat benda sama. Untuk benda yang bisa mengapung terjadi saat gaya angkat air lebih besar dibandingkan dengan gaya berat benda.

Benda Tenggelam

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.

Dalam keadaan seimbang maka W = N + Fa sehingga:

Benda Melayang

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul di permukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan

1. Kran otomatis pada penampungan air

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup.

2. Kapal Selam

Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam.

3.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.

Contoh Soal:

1. Diketahui sebuah benda bervolume 0,5 m3 tercelup seluruhnya dalam zat cair yang massa jenisnya 1500 kg/m3. Jika g = 10 m/s2 maka benda akan mengalami gaya ke atas sebesar. . .

2. Sebuah wadah penuh terisi air. Sepotong besi 2 cm³ ditenggelamkan ke dalam wadah sehingga sebagian air tumpah. Berapa massa air yang tumpah ?

Alat-alat yang menggunakan konsep Hukum Archiemedes, yaitu kapal selam, jembatan ponton, kapal laut, galangan kapal, balon udara, dan hidrometer.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.

Hukum Archimedes diterapkan pada kapal selam. Kapal selam mampu mengatur massa jenisnya di dalam air agar bisa menyelam, melayang dan mengapung di permukaan air dengan cara mengeluarkan atau memasukkan air untuk mengurangi atau menambahkan massanya. Contoh lain penerapan Hukum Archimedes adalah balon udara dan kapal laut. 

Jadi, salah satu alat yang menggunakan prinsip Hukum Archimedes adalah kapal selam.

Banyak alat-alat yang sering kita jumpai bahkan kita gunakan yang menerapkan prinsip Hukum Archimedes. Hukum Archimedes diterapkan dalam berbagai peralatan dari yang sederhana sampai yang canggih, contoh alat yang menerapkan prinsip hukum archimedes antara lain hidrometer, kapal laut, kapal selam, galangan kapal, balon udara, dan jembatan ponton.

1. Hidrometer

Hidrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jenis zat cair. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam.

Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Supaya tabung kaca terapung tegak dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hidrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair.

Tangkai tabung kaca hidrometer didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangki yang tercelup di dalam zat cair. Artinya perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.

2. Balon Udara

Balon udara juga merupakan alat yang memanfaatkan prinsip hukum archimedes. Balon udara dapat terangkat jika massa jenis dari keseluruhan balon udara tersebut lebih kecil daripada massa jenis udara. 

Volume gas dalam balon udara harus diperbesar atau dengan menggunakan gas yang massa jenisnya lebih kecil daripada massa jenis udara luar agar balon tersebut dapat terangkat. Ketinggian balon udara ketika terbang dapat diatur dengan menambahkan gas ke dalam balon udara. Untuk menghitung massa beban yang dapat diangkat oleh balon udara dapat menggunakan rumus:

Dengan:

m = massa benda (kg)

VB = volume benda (m3)

ru= massa jenis udara (kg/m3)

rg= massa jenis gas (kg/m3)

3. Kapal Laut

Jika sepotong besi dimasukan ke air , besi akan tenggelam tetapi  mengapa kapal laut yang massanya sangat besar tidak tenggelam? Peristiwa tersebut dapat dijelaskan dengan konsep fisika

Supaya kapal laut tidak tenggelam maka badan kapal harus dibuat berongga. Tujuan pembuatan rongga pada badan kapal agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingga gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut.

4. Jembatan Ponton

Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drumd-rum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.

5. Kapal Selam

Ketika kapal selam akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang cadangan sehingga berat kapal bertambah. Pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan, menyebabkan kapal selam dapat menyelam pada kedalaman yang dikehendaki.

 Jika akan mengapung, maka air laut dikeluarkan dari ruang cadangan. Berdasarkan konsep tekanan hidrostastis, kapal selam mempunyai batasan tertentu dalam menyelam. Jika kapal menyelam terlalu dalam, maka kapal bisa hancur karena tekanan hidrostatisnya terlalu besar.

6. Galangan Kapal

Galangan kapal difungsikan untuk memperbaiki kerusakan bagian bawah kapal. Pada dasarnya prinsip kerja galangan kapal sama dengan kapal selam. Ketika ada kapal akan diperbaiki, galangan kapal ditenggelamkan dan kapal dimasukkan. Kemudian setelah kapal yang akan diperbaiki sudah didalam, galangan diapungkan. Galangan ditenggelamkan dan diapungkan dengan cara memasukkan dan mengeluarkan air laut pada ruang cadangan.

Jangan lupa like and share ya jika bermanfaat!