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.
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:
=> ρf/ρb = 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.
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.
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:
ρes/ρair = Vt/Ves
Vt = (ρes/ρair).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.
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.