Rumus Archimedes – Pengertian, Bunyi Hukum Archimedes, Contoh Soal

Posted on

Rumus.co.id – Setelah sebelumnya kita membahas tentang rumus tekanan hidrostatis kali ini kita akan membahas materi tentang rumus archimedes, kita akan jabarkan secara detail mulai dari  pengertian, bunyi hukum archimedes, penerapan hukum, dan contoh soal archimedes.

Bunyi Hukum Archimedes

Hukum Archimedes ialah 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). Besarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda (berat = massa benda x percepatan gravitasi) dan memiliki arah gaya yang bertolak belakang (arah gaya berat kebawah, arah gaya apung ke atas).

hukum archimedes
hukum archimedes

“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 tenggelam (berat benda > gaya apung atau Pbenda > Pair). Dan benda tersebut akan melayang, jika 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 hukum archimedes yaitu FA = ρc.Vb.g

Keterangan:

  • FA adalah gaya apung
  • (N) ρc adalah massa jenis zat cair (kg/m3)
  • Vb adalah volume benda yang tercelup (m3)
  • g adalah 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

benda terapung
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 adalah massa jenis benda (kg/m3).

2. Benda Melayang

benda melayang
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 adalah 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

 

benda tenggelam
benda tenggelam

Pada saat massa jenis benda lebih besar daripada masas jenis zat cair (ρb > ρc), maka benda tersebut akan tenggelam dan berada di dasar bejana. Berlaku hukum :

FA = Wu − Wc

Dengan :

  • FA adalah gaya apung (N)
  • Wu adalah berat benda di udara/ berat sebenarnya (N)
  • WC adalah berat benda dalam zat cair
  • (N) g adalah gravitasi (m/s2) Wu > Wc

Karna berata benda merupakan hasil kali massa dengan gravitasi, maka didapatkan :

ρc.Vb = mu − mc

Dengan :

  • ρc adalah massa jenis zat cair (kg/m3)
  • mu adalah massa benda di udara (kg)
  • mc adalah massa seolah-olah benda dalam zat cair (kg)
  • Vb adalah 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 bisa menyelam serta bisa mengapung? itu karena terdapat tangki dimana jika kapal selam berada di darat tangki itu akan terisi udara sehingga bisa mengapung. Dan jika kapal selam dimasukan ke dalam air maka tangki tersebut akan terisi air sehingga kapal bisa menyelam.

2. Jembatan poton

Jembatan poton ialah jembatan yang berasal dari kumpulan drum kosong yang mengapung di atas air da diatur sehingga bisa menyerupai sebuah jembatan. Atau bisa juga disebut dengan jembatan apung.

Demikianlah pembahasan lengkap mengenai hukum archimedes, Semoga bermanfaat…