Benda-benda yang dicelupkan di dalam
suatu fluida akan tampak memiliki berat lebih ringan daripada beratnyasaat
berada di luar fluida. Sebagai contoh, sebongkah besar batu yang sulit Anda
angkat saat berada di permukaan tanah seringkali dapat diangkat dengan jauh
lebih mudah dari dasar sungai (yaitu ketika baru dalam air). Ketika batu
tersebut terangkat keluar dari air, benda tersebut akan mendadak terasa jauh
lebih berat. Banyak benda semisal kayu, yang dapat mengapung di permukaan air. Dua kejadian ini merupakan
contoh kasus bekerjanya gaya apung (buoyant force). Dalam
masing-masing kasus tersebut, gaya gravitasi bekerja (menarik benda) ke arah
bawah (pusat bumi). Namun, selain itu, gaya apung dikerahkan ke arah atas oleh
cairan. Gaya apung pada ikan dan penyelam yang berada di dalam air hampir
sepenuhnya mengimbangi gaya gravitasi yang bekerja ke arah bawah, sehingga
memungkinkan ikan dan penyelam mengambang di dalam air.
Gambar 1: (a) Menentukkan gaya apung (gaya Archimedes) dan (b) Hukum Archimedes berlaku untuk semua bentuk benda |
Gaya apung timbul karena
tekanan di dalam fluida bertambah besar seiring
dengan pertambahan kedalaman fluida. Sehingga, tekanan ke atas yang
dikenakan pada bidang dasar benda yang masuk ke dalam air akan lebih besar dari
tekanan yang bekerja pada bidang atas benda itu. Untuk memahami efek ini,
perhatikan sebuah balok dengan tinggi h yang bidang tutup dan alasnya memiliki luas A dan silinder ini seluruhnya
tercelup di dalam suatu fluida dengan massa jenis ρ, seperti pada gambar 1. Fluida tersebut memberikan tekanan P1 = ρgh1 pada bidang tutup balok, maka gaya yang
ditimbulkan oleh tekanan pada bidang tutup silinder ini adalah F1 = P1A = ρgh1A, dan arahnya ke bawah. Demikian pula,
fluida memberikan gaya ke atas pada bidang alas balok sebesar F2 = P2A = ρgh2A.
Gaya total yang bekerja pada balok akibat
tekanan fluida disebut gaya apung, FA, yang mengarah ke atas dan
memiliki besar
FA = F2 – F1 = ρgA(h2 – h1)
= ρgAh
= ρgV
= mfg
di mana V = Ah adalah volume
balok, hasil kali Ρv adalah massa
fluida yang dipindahkan, dan ρV =
mfg
adalah berat fluida yang mengisi volume yang sama dengan berat fluida yang
dipindahkan oleh silinder. Hasil ini berlaku terlepasdari apapun bentuk benda
yang dicelupkan ke dalam cairan. Fakta hukum alas ini pertama kali ditemukan
oleh Archimedes (287? – 121 S.M) dan karenanya disebut Hukum Arcimedes.
“gaya apung pada benda yang dicelupkan ke dalam fluida adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu”.
Penemuan Archimedes dilakukan melalui
eksperimen. Kita hanya membuktikan hukum ini dengan hukum-hukum Newton.
Post a Comment for "Hukum Archimedes (Prinsip Archimedes)"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!