Rumus.co.id – Setelah sebelumnya kita membahas tentang rumus tekanan hidrostatis kali ini kita akan membahas bahan perihal rumus archimedes, kita akan jabarkan secara detail mulai dari pengertian, suara aturan archimedes, penerapan hukum, dan teladan soal archimedes.
Bunyi Hukum Archimedes
Hukum Archimedes ialah aturan yang menyatakan bahwa setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida, maka benda tersebut akan mendapatkan dorongan gaya ke atas (atau gaya apung). Besarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda (berat = massa benda x percepatan gravitasi) dan mempunyai arah gaya yang bertolak belakang (arah gaya berat kebawah, arah gaya apung ke atas).
“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan memperoleh gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”
Jika benda mempunyai berat kurang dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan mengapung (berat benda < gaya apung atau Pbenda < Pair). Jika benda mempunyai berat lebih dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan karam (berat benda > gaya apung atau Pbenda > Pair). Dan benda tersebut akan melayang, kalau beratnya sama dengan berat air yang dipindahkan (berat benda = gaya apung), yang berarti massa jenis benda sama dengan massa jenis air (Pbenda = Pair).
Rumus Hukum Archimedes
Rumus dari aturan archimedes yaitu FA = ρc.Vb.g
Keterangan:
- FA yaitu gaya apung
- (N) ρc yaitu massa jenis zat cair (kg/m3)
- Vb yaitu volume benda yang tercelup (m3)
- g yaitu gravitasi (m/s2).
Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair atau fluida, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yakni tenggelam, melayang, dan terapung.
1. Benda Terapung
Suatu benda akan mengapung apabila massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρb < ρc). Saat benda tersebut terapung maka hanya sebagian volume benda yang tercelup ke dalam zat cair, sedangkan sebagian lagi dalam keadaan mengapung. Volume total benda sejumlah dari volume benda yang tercelup ditambahkan dengan volume benda yang mengapung.
Vb = V’ + V”FA = ρc.V”.g
Dengan :
- V’= volume benda yang terapung (m3)
- V”= volume benda yang tercelup (m3)
- Vb= volume benda keseluruhan (m3)
- FA= gaya apung
- (N) ρc= massa jenis zat cair (kg/m3)
- g= gravitasi (m/s2)
Jika suatu sistem dalam keadaan setimbang, maka berlaku :
> FA= W
> ρc.V”.g= ρb.Vb.g ρc.V” = ρb.Vb
Dengan :
ρb yaitu massa jenis benda (kg/m3).
2. Benda Melayang
Suatu benda akan melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (ρb = ρc). Benda melayang tersebut akan berada di antara permukaan zat car dan dasar bejana.
Karna massa jenis benda dan zat cair sama, maka berlaku :
FA = ρc.Vb.g = ρb.Vb.g
Dengan :
- FA yaitu gaya apung
- (N) ρc adalah massa jenis zat cair (kg/m3)
- ρb adalah massa jenis benda (kg/m3)
- Vb adalah volume benda (m3)
- g adalah gravitasi (m/s2)
3. Benda Tenggelam
Pada dikala massa jenis benda lebih besar daripada masas jenis zat cair (ρb > ρc), maka benda tersebut akan karam dan berada di dasar bejana. Berlaku aturan :
FA = Wu − Wc
Dengan :
- FA yaitu gaya apung (N)
- Wu yaitu berat benda di udara/ berat bekerjsama (N)
- WC yaitu berat benda dalam zat cair
- (N) g yaitu gravitasi (m/s2) Wu > Wc
Karna berata benda merupakan hasil kali massa dengan gravitasi, maka didapatkan :
ρc.Vb = mu − mc
Dengan :
- ρc yaitu massa jenis zat cair (kg/m3)
- mu yaitu massa benda di udara (kg)
- mc yaitu massa seperti benda dalam zat cair (kg)
- Vb yaitu volume benda (m3)
Contoh Soal Hukum Archimedes
1. Hitunglah gaya apung yang dialami oleh suatu benda bervolume 400 cm3 yang dimasukkan ke dalam air dan berada dalam posisi melayang.
Pembahasan soal :
Dik : Vb = 4 x 10-4 m3 ; ρc = 103 kg/m3.
FA = ρc.Vb.g
⇒ FA= 103.(4 x 10-4) (10)
⇒ FA= 4 N.
Penerapan Hukum Archimedes
1. Kapal selam
Tahukah Anda kenapa suatu kapal selam sanggup menyelam serta sanggup mengapung? itu sebab terdapat tangki dimana kalau kapal selam berada di darat tangki itu akan terisi udara sehingga sanggup mengapung. Dan kalau kapal selam dimasukan ke dalam air maka tangki tersebut akan terisi air sehingga kapal sanggup menyelam.
2. Jembatan poton
Jembatan poton ialah jembatan yang berasal dari kumpulan drum kosong yang mengapung di atas air da diatur sehingga sanggup ibarat sebuah jembatan. Atau sanggup juga disebut dengan jembatan apung.
Demikianlah pembahasan lengkap mengenai aturan archimedes, Semoga bermanfaat…