1.
Hukum
Archimedes
Hukum Archimedes ditemukan ketika Archimedes diminta untuk memecahkan masalah dari Raja di Syracuse, bernama Raja Hieron II. Archimedes diminta oleh sahabatnya tersebut untuk memastikan bahwa mahkota barunya terbuat dari emas murni tanpa merusaknya.
Akhirnya, masalah ini terpecahkan ketika Archimedes masuk ke dalam bak mandi. Beliau menyadari bahwa ada sebagian air yang tumpah, dan banyaknya air yang tumpah tersebut sama dengan berat badannya yang masuk ke dalam bak mandi. Dan kejadian ajaib terjadi, Bapak Archimedes langsung berlarian dalam keadaan telanjang sambil berteriak “Eureka (Aku menemukannya)!”. Selanjutnya, hal tersebut dikenal dengan Hukum Archimedes yang berbunyi:
 |
| Bunyi Hukum Archimedes |
2. Konsep Gaya Apung
Ketika kamu masuk ke dalam kolam renang yang tentunya berisi air, kamu akan merasakan tubuh lebih ringan. Hal ini dikarenakan ada gaya ke atas yang mendorong tubuhmu. Gaya ke atas yang dirasakan ini merupakan gaya apung.
 |
| Gambar ilustrasi gelas berpancuran berisi air |
Sebuah gelas berpancuran berisi suatu zat cair seperti pada gambar di atas. Jika kamu memasukkan sebuah telur ke dalam gelas berpancuran, maka akan ada zat cair yang tumpah atau mengucur karena volume telur mengisi atau menggantikan ruang zat cair di gelas berpancuran tersebut. Dengan kata lain, air yang mengucur ini volumenya sama dengan volume dari bagian telur yang tercelup.
 |
| Volume air yang dipindahkan sebesar 10 mL |
Dari volume zat cair yang
mengucur itu kita dapat mengetahui besar dari gaya apung yang bekerja pada
telur. Dengan kata lain, gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang
dipindahkan. Karenanya, untuk memperbesar gaya apung (massa benda dibuat tetap) dapat
dilakukan dengan cara memperbesar volume benda tersebut.
3. Cara Menghitung Gaya Apung dari Bagian Volume Benda yang Tercelup
Berdasarkan Hukum
Archimedes, gaya apung benda tercelup sama besarnya dengan berat zat cair yang
dipindahkan. Jika diilustrasikan sama dengan gambar berikut:
 |
| Besar gaya apung = berat zat cair yang dipindahkan |
Berat zat cair yang
berpindah (mengucur) ke gelas ukur merupakan besar dari gaya apung. Berat airnya
bisa diukur dengan menggunakan neraca digital atau neraca analog. Bagaimana
jika tidak ada neraca? Berat zat cair tersebut bisa diketahui dari nilai volume
zat cair yang dipindahkan atau volume benda yang tercelup di dalam air (VBC).
Secara matematis, dituliskan seperti ini:
 |
| Rumus gaya apung berdasarkan berat zat cair yang dipindahkan |
4. Cara Menghitung Gaya Apung dari Selisih Berat Benda di Udara dan di dalam Zat Cair
Gaya apung suatu benda
dapat diketahui dengan cara menghitung selisih berat benda yang diukur di udara
dan berat benda diukur di dalam zat cair. Berat benda bisa diukur dengan
menggunakan neraca pegas. Kurang lebih seperti ini ilustrasinya:
 |
| Besar gaya apung berdasarkan berat benda di udara dan di dalam zat cair |
Ketika benda diukur di
udara (wu) dan diukur di dalam zat cair (wzc), beratnya
berkurang. Berat yang hilang ini merupakan gaya angkat ke atas atau gaya apung
yang dirasakan oleh benda tersebut. Berdasarkan gambar ilustrasi di atas,
besarnya gaya apung adalah 0,1 N. Secara matematis, gaya apung dengan cara ini
dituliskan sebagai berikut:
 |
| Rumus gaya apung berdasarkan pengukuran berat benda di udara dan di dalam zat cair |
5. Syarat Benda Terapung, Melayang, dan Tenggelam
Ketika suatu benda
dimasukkan ke dalam zat cair, benda tersebut akan mengalami salah satu dari 3
keadaan berikut, yaitu terapung, melayang, dan tenggelam. Keadaan ini berkaitan
dengan massa jenis antara benda dan zat cair yang digunakan. Syarat keadaan
terapung, melayang, dan tenggelam, yaitu:
1) Terapung
Keadaan terapung adalah keadaan ketika ada bagian
benda yang muncul ke permukaan zat cair atau berada di atas permukaan zat cair
meskipun hanya sedikit.
 |
| Syarat benda terapung |
2) Melayang
Keadaan melayang
adalah keadaan ketika seluruh bagian benda berada di dalam permukaan zat cair,
namun tidak mencapai dasar wadah tempat menampung zat cair tersebut.
 |
| Syarat benda melayang |
Syarat benda melayang
adalah jika massa jenis benda sama besar dengan massa jenis zat cair.
3) Tenggelam
Keadaan tenggelam
adalah keadaan ketika seluruh bagian benda berada di dalam permukaan zat cair
dan mencapai dasar wadah tempat menampung zat cair tersebut.
 |
| Syarat benda tenggelam |
Syarat benda tenggelam
adalah jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair.
6. Cara Menghitung Massa Jenis Benda yang Terapung
Jika suatu benda yang
tidak diketahui massa jenisnya, kemudian dicelupkan ke dalam suatu zat cair
yang diketahui massa jenisnya. Jika benda tersebut terapung di dalam zat cair
itu, maka cara menghitung massa jenis bendanya adalah seperti ini:
 |
| Ilustrasi es terapung |
Ketika benda diam terapung
di suatu zat cair, resultan gaya luar benda sistem tersebut adalah 0 (nol). Secara
sistematis, dituliskan seperti ini:
 |
| Rumus mencari massa jenis benda yang terapung di dalam zat cair (yang diketahui massa jenisnya) |
Dari persamaan di atas,
dapat digunakan untuk mencari massa jenis benda dengan syarat massa jenis zat
cair diketahui. Begitu juga sebaliknya, dapat digunakan untuk menghitung massa jenis
zat cair jika massa jenis benda diketahui.
7.
Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-hari
Dalam
kehidupan sehari-hari, Hukum Archimedes memiliki peran yang penting khususnya
dalam alat transportasi massal. Beberapa contoh teknologi yang menerapakan
Hukum Archimedes, yaitu:
1)
Kapal
Laut
Kapal laut dan jenis-jenis kapal lainnya memanfaatkan Hukum Archimedes. Kapal dibentuk memiliki lambung kapal yang luas (sebagian besar berisi udara) agar volume kapal jauh lebih besar dibandingkan massa total kapal tersebut. Sehingga kapal mendapat gaya apung lebih yang cukup besar. Namun jika massa total kapal bertambah, yang artinya massa jenis total kapal pun bertambah besar. Jika seluruh bagian rongga atau ruang udara terisi penuh, misalnya terjadi kebocoran dan sampai pada titik dimana massa jenisnya lebih besar dari massa jenis air laut, maka kapal akan tenggelam ke dasar. Pada saat ini, gaya apung yang bekerja pada kapal laut lebih kecil dibandingkan berat total kapal laut.
2)
Kapal
Selam
Kapal
selam dirancang khusus agar dapat terapung, melayang, dan tenggelam bergantung
pada kebutuhan. Di dalam kapal selam terdapat ruang kosong disebut tangki
pemberat pada bagian lambungnya. Kapal selam akan diisi air untuk menambah
massa total kapal selam sehingga massa jenisnya bertambah pula dan kapal dapat
melayang atau tenggelam. Sebaliknya, air pada lambung kapal selam harus dibuang
untuk mengurangi massa jenisnya sampai mencapai angka tertentu sehingga dapat
terapung.
3)
Galangan
Kapal
4)
Jembatan
Ponton
5) Balon Udara
8. Contoh Soal Hukum Archimedes dan Penyelesaiannya
1)
Sebuah
benda terapung di dalam suatu zat cair. Sebesar 60% bagian dari volume benda
berada di dalam zat cair tersebut. Jika massa jenis zat cair adalah 0,8 g/cm3,
maka besar massa jenis benda tersebut adalah....
Penyelesaian contoh soal nomor 1
2) Sebuah telur ditimbang di udara beratnya adalah. Ketika dimasukkan ke dalam air beratnya menjadi. Berapakah besar gaya apung yang diterima telur?
 |
| Gambar ilustrasi contoh soal Hukum Archimedes |
Penyelesaian contoh soal nomor 2
9. Latihan Soal Hukum Archimedes
1) Sebuah
telur dimasukkan ke dalam gelas pancuran berisi air berada dalam keadaan
melayang. Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan volume air yang tumpah
adalah 40 ml, maka besar gaya angkat ke atas yang dialami telur tersebut
adalah....
 |
| Ilustrasi latihan soal gaya apung |
2) Tiga buah kubus yang volumenya sama dimasukkan ke dalam wadah berisi air seperti gif di bawah ini. Urutkan massa jenis kubus dari yang terbesar hingga terkecil!
 |
| Ilustrasi latihan soal terapung, melayang, dan tenggelam |
Silakan tulis jawabannya di kolom komentar ya
Sekian catatan belajar materi Hukum Archimedes. Semoga bermanfaat (و •̀ ᴗ•́ )و
