website statistics Hukum Archimedes Pada Benda Mengapung, Melayang dan Tenggelam

Hukum Archimedes Pada Benda Mengapung, Melayang dan Tenggelam

Jika benda dimasukkan dalam fluida atau zat cair maka akan ada tiga kemungkinan keadaannya, yaitu: tenggelam, terapung dan melayang. Apa yang menyebabkan benda bisa tenggelam, terapung dan melayang?

 

a. Benda Mengapung

Benda dikatakan mengapung jika sebagian benda tercelup di dalam zat cair. Contoh dalam kehidupan sehari-hari benda mengapung adalah perahu, kapal, buah kelapa, dan gabus. 

Hukum Archimedes Pada Benda Mengapung
Kapal mengapung di lautan

Jika volume yang tercelup sebesar Vf , maka gaya ke atas oleh zat cair yang disebabkan oleh volume benda yang tercelup sama dengan berat benda. Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan:

=> wb < FA

=> mb.g < ρf.g.Vf

=> ρb.g.Vb < ρf.g.Vf

karena Vb < Vf maka ρb < ρf

Jadi, benda akan terapung jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis fluida. Apabila volume benda tercelup dalam zat cair Vf dan volume benda total Vb, berlaku:

=> ρfb = Vb/Vf

 

b. Benda Melayang

Benda dikatakan melayang jika seluruh benda tercelup ke dalam zat cair, tetapi tidak menyentuh dasar zat cair dan juga tidak muncul ke permukaan zat cair. Contoh dalam kehidupan sehari-hari benda melayang di dalam zat cair yakni penyelam dan ikan-ikan di dalam air.

Hukum Archimedes Pada Benda Melayang
Penyelam melayang di dalam lautan

Sebuah benda akan melayang dalam zat cair apabila gaya ke atas yang bekerja pada benda sama dengan berat benda.

=> wb = FA

=> mb.g = ρf.g.Vf

=> ρb.Vb.g = ρf.g.Vf

karena Vb = Vf , maka ρb = ρf

Jadi, benda akan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair.

 

c. Benda Tenggelam

Benda dikatakan tenggelam dalam zat cair apabila benda jatuh ke bawah/dasar wadah saat dimasukkan ke dalam zat cair tersebut. Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam jika berat benda juga lebih besar daripada gaya Archimedes (wb > FA). Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan:

=> wb > FA

=> mb.g > ρf.g.Vf

=> ρb.g.Vb > ρf.g.Vf

karena Vb > Vf maka ρb > ρf

Jadi, benda akan tenggelam jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis fluida (ρb > ρf). Contoh peristiwa tenggelam dalam kehidupan sehari-hari yakni batu yang dimasukkan ke dalam air.

Hukum Archimedes Pada Benda Tenggelam
Batu tenggelam di dalam air

Untuk memantapkan pemahaman kamu tentang hukum Archimedes pada benda mengapung, melayang dan tenggelam, silahkan simak contoh soal di bawah ini.

 

Contoh Soal 1

Tabung kosong bermassa 2 kg memiliki volume 2.10-2 m3. Kemudian tabung diisi timah dan dimasukkan ke dalam air. Berapakah massa timah maksimum agar tabung masih terapung?

 

Penyelesaian:

mb = 2 kg

Vb = 2.10-2 m3

ρf = 103 kg/m3

 

Agar tabung masih terapung maka massa beban maksimum dapat dihitung dengan keadaan keseimbangan berikut.

w + wb = FA

m.g + mb.g = ρf.g.Vb

m + mb = ρf.Vb

m + 2 = (103)(2.10-2)

m + 2 = 20

m = 22 kg

 

Contoh Soal 2

Di dalam sebuah bak berisi air (ρair = 1 gr/cm3) terapung sebongkah es (ρes = 0,9 gr/cm3). Jika volume es yang muncul di permukaan air 50 cm3, maka hitunglah volume es seluruhnya!

 

Penyelesaian:

ρair = 1 gr/cm3

ρes = 0,9 gr/cm3

Vm = 50 cm3

 

Tentukan terlebih dahulu benda tercelup, di mana volume tercelup sama dengan volume air yang dipindahkan (Vt) yakni:

ρesair = Vt/Ves

Vt = esair).Ves

Vt = (0,9/1).Ves

Vt = 0,9Ves

Vt = 0,9Ves

 

Volume yang muncul merupakan volume es total dikurangi volume tercelup, maka:

Vm = Ves – Vt

50 = Ves – 0,9Ves

50 = 0,1 Ves

Ves = 50/0,1

Ves = 500 cm3

Jadi, volume es seluruhnya adalah 500 cm3

 

Demikian artikel tentang Hukum Archimedes pada benda mengapung, melayang dan tenggelam lengkap dengan contoh soal dan pembahasannya.

TOLONG DIBAGIKAN YA :

0 Response to "Hukum Archimedes Pada Benda Mengapung, Melayang dan Tenggelam"

Posting Komentar

Terima kasih sudah membaca blog ini, silahkan tinggalkan komentar dengan sopan dan tidak mengandung unsur SARA atau pornografi serta tidak ada link aktif. Mohon maaf kalau komentarnya dibalas agak lambat. Kolom komentar ini kami moderasi, jadi kalau ada komentar yang tidak sesuai dengan ketentuan tidak akan dipublikasikan.