GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Hukum Archimedes. Apa sih itu Hukum Archimedes? Bagaimana cara menjawab soal-soal fisika terkait Hukum Archimedes? Untuk mengetahuinya, yuk simak penjelasan berikut!
Hukum Archimedes adalah hukum yang menjelaskan bahwa setiap benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu fluida maka benda tersebut akan menerima gaya dorong ke atas (atau gaya apung). Hukum tersebut ditemukan oleh Archimedes (287-212 SM), seorang ahli matematika dan fisika pada zaman Yunani.
Besarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut
Hukum Archimedes
Hukum Archimedes menjelaskan tentang hubungan antara gaya berat dan gaya ke atas (gaya apung) pada suatu benda yang berada dalam fluida (zat cair). Besar gaya apung benda sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Benda yang dicelupkan kedalam zat cair akan mendapat gaya keatas sehingga kehilangan sebagian beratnya, gaya ke atas itulah yang disebut gaya apung, yaitu gaya keatas yang dikerjakan oleh zat cair pada benda. Secara matematis pernyataan tersebut dapat ditulis:
Keterangan :
Fa : Gaya Apung (N)
Wu : Berat benda di udara (N)
Wf : Berat benda di fluida (N)
Bunyi Hukum Archimedes
Berikut bunyi Hukum Archimedes:
Hukum Archimedes berbunyi: ” Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam suatu fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”
Archimedes
Rumus Gaya Archimedes
Untuk mengetahui asal usul atau penjabaran rumus gaya Archimedes, perhatikan gambar berikut!
Perhatikan bahwa kubus di atas tercelup seluruhnya kedalam fluida. Tekanan hidrostatis pada sisi atas kubus sebesar P1 = ρfgh1, sehingga gaya yang bekerja pada sisi tersebut adalah F1 = P1A = ρfgh1A yang berarah kebawah. Sedangkan gaya yang bekerja pada sisi bawah kubus adalah F2 = P2A = ρfgh2A yang berarah ketas. Resultan dari kedua gaya tersebut merupakan gaya apung atau gaya archimedes, secara matematis dapat ditulis:
karena Ah=Vbf , maka:
Ingat bahwa : “gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”, sehingga:
Keterangan:
Fa : Gaya Apung/Gaya Archimedes (N)
ρf : Massa jenis fluida (kg/m3)
g : Percepatan gravitasi (m/s2)
Vbf : Volume benda yang tercelup kedalam fluida (m3)
Mf : Massa fluida yang dipindahkan benda (kg)
Mengapung, Melayang dan Tenggelam
Mengapung
Jika benda memiliki berat kurang dari berat fluida yang dipindahkan, maka benda tersebut akan mengapung (berat benda < gaya apung), atau jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis fluida (ρb<ρf) maka benda tersebut akan mengapung.
Melayang
Jika benda memiliki berat sama dengan berat fluida yang dipindahkan, maka benda tersebut akan melayang (berat benda = gaya apung), atau jika massa jenis benda sama dengan massa jenis fluida (ρb=ρf) maka benda tersebut akan melayang.
Tenggelam
Jika benda memiliki berat lebih besar daripada berat fluida yang dipindahkan, maka benda tersebut akan tenggelam (berat benda>gaya apung), atau jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis fluida (ρb>ρf) maka benda tersebut akan tenggelam.
Perhatikan gambar berikut!
Contoh Soal
1. Sebuah benda memiliki berat 50 N, ketika ditimbang di dalam air beratnya hanya 45N, maka gaya ke atas yang menekan sebesar?
Penyelesaian :
Diketahui :
Wu = 50 N
Wf = 45 N
Fa = . . . .?
Rumus :
Fa = Wu – Wf
Fa = 50 – 45
Fa = 5 Newton
2. Balok kayu yang berukuran panjang = 2,5 m, lebar = 0,5 m dan tebalnya 0,4 m. Jika kayu tersebut tenggelam dalam air, dan massa jenis air 1.000 kg/m3 , maka besar gaya tekan ke atas … (g = 10 N/kg)
Penyelesaian:
Diketahui:
Vbf = p x l x t=2,5 x 0,5 x 0,4 = 0,5 m3
ρa : 1.000 kg/m3
g = 10 N/kg
Fa = . . . ?
Fa = ρa g Vbf
Fa = 1.000 x 10 x 0,5
Fa = 5.000 Newton
Demikinalah pembahasan kita terkait Hukum Archimedes. Terima kasih, semoga bermanfaat.
