Hukum Archimedes Dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari Hari

Apa sih Hukum Archimedes itu ???

Hukum Archimedes adalah hukum yang menyatakan bahwa setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung).

Umumnya bagi pelajar sekolah, pasti tidak asing dengan namanya Hukum Archimedes. Apalagi pelajar yang sedang menjalani pembelajaran Fisika disekolah. Hukum Archimedes tidak akan pernah dilewatkan untuk dibahas.

Lalu Mengapa dinamakan Hukum Archimedes ??? 

Archimedes adalah sebuah nama seseorang yang lahir pada 287 Sebelum Masehi (SM). Ia adalah seorang ahli di bidang matematika serta ahli di bidang ilmu Fisika yang hidup di zaman Yunani.

Banyak karyanya yang diciptakan dalam bidang ilmu pengetahuan, seperti Ilmu Ukur Bidang, Ilmu Ukur Ruang, Aritmetika dan Mekanika. Tapi ilmu pengetahuan yang terkenal dan paling termasyur adalah Hukum Archimedes.

Dasar apa penyebab ditemukannya Hukum Archimedes ???

Terkadang semua ilmu pengetahuan ditemukan tanpa disadari dan ada juga ilmu yang memang dicari dan diselidiki untuk ditemukan. Dalam kategori Ilmu Archimedes ini bisa dikatakan Ilmu yang dicari tapi ditemukan tanpa sengaja atau bisa dikatakan tanpa melalui proses ilmu ilmiah.

Awal kisah permulaan, saat seorang raja yang berkuasa pada saat itu bernama Hieron, merasa curiga terhadap seorang tukang mas yang tidak jujur dalam mengerjakan mahkota emas pesanannya.

Raja yang merasa curiga memerintahkan Archimedes untuk bisa membuktikan pesanan mahkota emasnya yang terbuat dari emas tanpa ada campuran material lainnya.

Karena mendapat perintah dari seorang raja, Archimdes pun bersungguh-sungguh untuk bisa memecahkan masalah tersebut. Dan hal yang tidak disangka-sangka, Archimedes menemukan pemecahan masalahnya saat ia berendam di sebuah bak dalam kamar mandi. Saat itu ia melihat air dalam bak mandi yang ia masuki airnya tumpah sebanding dengan berat tubuhnya.

Archimedes pun tersontak dengan girangnya, bahwa akhirnya ia mampu memecahkan masalahnya. Saat itu yang ada dalam pikirannya bahwa efek tumpuhan air dalam bak yang ia masukin bisa digunakan untuk menghitung volume dan massa dari mahkota raja.

Akhirnya munculnya ilmu pengetahuan baru yang diberi nama Hukum Archimedes.

Seperti bunyi Hukum Archimedes :

“ Bahwa setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung) “.

Jika diuraikan lebih meluas dari bunyi Hukum Archimedes. Bahwa setiap benda memiliki gaya apung, karena sebuah benda yang berada dalam zat cair akan mengurangi vulome zat cair tersebut.

Posisi benda yang berada dalam zat cair akan terasa lebih ringan daripada benda yang berada di darat ketika diangkat. Jadi karena adanya gaya apung pada sebuah benda, berat benda yang berada dalam air seakan lebih berkurang atau ringan. Tapi bukan karena berat benda berkurang, dikarenakan adanya gaya dorong keatas yang timbul akibat dorongan air dan gaya dorong yang diterima benda tersebut.

Jadi bisa dikatakan resultan gaya anatar berat dengan gaya keatas adalah berat benda dalam air.

Lalu apa yang disebut dengan berat semu ???

Berat Semu adalah berat benda tidak sebenarnya karena benda dalam posisi berada dalam zat cair.

Dalam symbol Fisika ada :

- Benda dalam air diberi symbol WS.

- Hubungan antara berat benda di udara di beri symbol W

- Gaya keatas diberi symbol Fa

- Berat Semu diberi symbol Ws 

Lalu apa manfaat dalam kehidupan sehari-hari Hukum Archimedes ini ??? 

Sebenarnya jika dilihat dalam skala kecil kehidupan Hukum Archimedes ini tidak bisa dirasakan secara umum. Tapi untuk skala besar, barulah Hukum Archimedes ini bisa dirasakan dan diterapkan.

Contoh penerapan Hukum Archimedes : 

1. Kran Yang Terdapat Pada Bak Penampung Air

Penerapan Hukum Archimedes pada bak penanmpun air difokuskan pada kran penyalur air keluar masuk air kedalam bak penampung air. Ini dimaksudkan untuk bak penampung air yang menggunakan pompa otomatis dalam pengisian air ke dalam bak penampung air.

Kran dalam bak penampung air dihubungkan dengan suatu benda yang dapat mengapung di air. Jika air penuh dalam bak, benda ini akan terapung keatas mengikuti tingginya air. Gaya dorong air keatas pada benda ini akan menarik tuas penutup kran untuk menutup. Sehingga secara otomatis pompa yang digunakan untuk memompa air akan secara otomatis mati. Begitu juga sebaliknnya.

2. Pengukur Minyak Pada Tanki Sepeda Motor

Pasti kita pernah mengisi minyak pada tanki sepeda motor kita. Sebenarnya tanki sepeda motorpun mengunakan hukum archimedes dalam mengukur isi minyak yanga ada didalam tangki sepeda motor.

Alat pengukur minyak tanki sepeda motorpun menggunakan gaya apung pada alat pengukur isi minyak dalam tanki. Walau sudah dikombinasikan dengan alat lebih canggih. Tapi prinsip sederhana pengukurannya masih menggunakan (hukum arcimedes) gaya apung yang ada di alat pengukur isi minyak dalam tanki. 

3. Pengukur Isi MInyak Di Tanki Minyak Besar (Pertamina)

Saat pengisian minyak di tanki ada alat yang digunakan untuk mengukur banyak tangki saat minyak masuk kedalam tanki. Tapi alat itu hanya mengukur saat minyak masuk, tidak mengukur isi minyak dalam tangki.

Sedangkan alat ukur isi minyak dalam tanki ada menempel di badan tangki tersebut yang berbentuk panjang vertikal (keatas). Dimana jarum alat pengukur didalamnya dihubungkan dengan pelampung. Pada saat minyak naik, maka pelampung tersebut ikut naik dan jarum menunujukkan angka berapa liter isi tangki tersebut.

Semua pengukuran isi tangki dengan menggunakan pelampung itu telah dikalibrasi dengan luas keliling dan tinggi (volume) tangki. Tapi dasarnya tetap menggunakan Hukum Dasar Archimedes yang sederhana.

4. Penggunaan Hukum Archimedes Pada Kapal Selam 

Disinilah penerapan Hukum Archimedes pada teknologi canggih diterapkan. Penerapan Hukum Archimedes ini digunakan pada peralatan lebih canggih seperti kapal selam. Kita kadang heran melihat kapal selam yang bisa menyelam kedalam air dan timbul dipermukaan air. Pada prinsipnya hal itu sangat mudah, jika Hukum Archimedes diterapkan dalam kapal selam.

Dalam penerapan pada kapal selam inipun Hukum Archimedes sebenarnya sangat mudah dicerna. Jika kita memahami berat suatu benda. Memang kapal selam beratnya bisa berton-ton. Secara nalar dan logika pastilah tenggelam.

Kapal selam dirancang dengan memiliki tangki pemberat didalam lambungnya. Dimana tangki pemberat ini berfungsi untuk mengatur kapal selam terapung, melayang atau tenggelam.

Jadi fungsi tangki pada kapal selam ini untuk mengatur gaya tekan air keatas pada badan kapal selam. Jika tangki pemberat kapal selam ini diisi air, maka gaya berat berat kapal selam akan bertambah sehingga membuat kapal selam tenggelam, begitu juga sebaliknya. 

Jadi intinya tinggal cara mengatur banyaknya air dalam tangki pemberat kapal selam, dihitung dengan rumus fisika yang diterapkan oleh Hukum Archimedes.

Ws = W-Fa

Keterangan: 
Ws = berat benda dalam zat cair (Kg .m/s2)
W = Berat benda sebenarnya (Kg.m/s2)
Fa = Gaya apung (N)

Dan besarnya gaya apung (Fa) dirumuskan seperti dibawah ini: 

Fa = ρcair Vb g 

Keterangan:
Vb = volume benda yang tercelup (m3)
ρcair = massa jenis zat cair (kg/m3) 
g = percepatan gravitasi (m/s2)

Benda Tenggelam

Benda dinyatakan tenggelam dalam zat cair jika posisi benda berada pada dasar zat cair.

W = Gaya berat suatu benda

Fa = Gaya archimedes

N = Gaya normal bidang

Dalam keadaan seimbang maka W = N + Fa  sehingga:

W > Fa

m.g > ρZC . Vb . g > ρZb. Vb . g

ρb > ρzc

ρb = Masa jenis benda

ρzc =  Massa jenis zat cair

Benda Melayang

Benda melayang didalam zat cair apabila posisi benda berada ditengah zat cair.

Pada benda melayang ada dua gaya yakni: Fa dan W. Didalam kondisi  seimbang maka: 

W = Fa
ρb . Vb . g = ρZC . Vb . g
ρb = ρzc 

Benda Terapung 

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda berada atau muncul dipermukaan zat cair sebagian.

Pada benda terapung ada dua gaya yakni antara lain: Fa dan W dalam keadaan seimbang, maka:

W =Fa

ρb . Vb . g = ρZC . V2 . g

ρb . Vb = ρZC . V2

karena Vb > V2 maka : ρb < ρZC


Jadi kesimpulan dari penerapan Hukum Archimedes pada kehidupan sehari-hari sebenarnya tetap menggunakan Hukum Archimedes yang sangat sederhana yaitu daya apung akibat adanya gaya tekan benda atau zat cair keatas.

Jika diterapkan pada teknologi canggihpun, Penerapan Hukum Archimedes tetap berlaku Hukum Archimedes yang sederhana, hanya dikombinasikan dengan beberapa teknologi lainnya yang lebih maju. Guna mendukung keakuratan penggunaan perlatan tersebut.Tapi dasar Hukum Archimedes yang sederhana tetap menjadi panduan dalam pengembangan teknokogi.

Berbagi :