HUKUM ARCHIMEDES
Apabila kita mengangkat sebuah benda (misalnya batu) di udara,
kemudian dimasukkan ke dalam air dan kita angkat kembal, maka ketika
diangkat dari dalam air ternyata benda tersebut terasa lebih ringan
dibandingkan pada saat di udara. Mengapa demikian ?. Apakah berat benda
tersebut berkurang ketika berada di dalam air?.
Sesungguhnya benda yang berada di dalam air beratnya tidak berkurang. Hanya pada saat benda berada dalam air , benda mengalami
gaya ke atas yang dikerjakan air pada benda, sehingga berat benda seolah – olah berkurang.
Peristiwa adanya gaya ke atas yang bekerja pada sebuah benda yang
tercelup ke dalam air atau zat cair lainnyapertama kali dijelaskan oleh
seorang ahlimatematika dan filsup yunani bernama
Archimedes (287 – 212 SM).
Menurut Archimedes :
Sebuah benda yang tercelup sebagaian atau seluruhnya ke dalam air
atau zat cair lainnya akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama
dengan berat zat cair yang dipindahkannya.
Pernyataan Archimedes ini disebut
Hukuk Archimedes
Contoh soal :
1. Sebuah benda ditimbang dengan menggunakan neraca pegas
beratnya 50 N. Kemudian benda tersebut ditimbang sambil dicelupkan
seluruhnya ke dalam air dalam sebuah wadah, beratnya menjadi 40 N.
Apabola massa jenis air 1000 kg/m
3 dan percepatan grafitasi 10 m/s
2, berapakah besarnya gaya ke atas yang dialami benda dan massa jenis benda tersebut?.
2. Sebuah benda dengan volume 8000 cm
3 dan massa jenisnya 1500 Kg/m
3 tercelup dalam air seluruhnya. Massa jenis air 1000 Kg/m
3, percepatan grafitasi bumi 10 m/s
2 . Berapakah besar gaya ke atas yang dialami benda dan berat benda di dalam air?.
a. Tenggelam
Sebuah benda dikatakan tenggelam jika benda tersebut tercelup
seluruhnya dan berada di dasar suatu zat cair. Sebuah benda akan
tenggelam di dlam suatu zat cair jika berat benda (w) lebih besar dari
pada gaya ke atas (F
A). Dengan kata lain, sebuah benda akan
tenggelam di dalam suatu zat cair jika massa jenis benda lebih besar
dari pada massa jenis zat cair dan volume benda sama dengan volume zat
cair yang dipindahkan (V
A = V
f), sehingga ketika benda tenggelam , berlaku persamaan berikut.
b. Melayang
Sebuah benda dikatakan melayang jika benda tersebut tercelup
seluruhnya tetapi tidak mencapai dasar dari zat cair tersebut. Suatu
benda akan melayang di dalam suatu zat cair jika berat benda (w) sama
dengan gaya ke atas (F
A). Jadi dalam keadaan melayang, massa jenis benda (r
b)
sama dengan massa jenis zat cair (r
f) dan volume benda sama dengan volume zat cair yang dipindahkan (V
b = V
f), sehingga ketika benda melayang berlaku persamaan berikut.
c. Terapung
Sebuah benda dikatakan terapung jika enda tersebut tercelup sebagian
di dalam zat cair. Dalam keadaan terapung , volume benda yang tercelup
dalam zat cair lebih kecil dari pada volume benda (V
b > V
f). Pada kasus benda terapung, berat benda (w) sama dengan gaya ke atasnya(F
A). Oleh karena itu , dalam keadaan terapung massa jenis benda (r
b) lebih kecil dari pada massa jensi zat cair(r
f). Sehingga dalam keadaan ini berlaku persamaan berikut.
Contoh soal :
1. Dalam bejana berisi air, terapung segumpal es yang massa jenisnya = 0,9 g/ Cm
3 . bagian es yang tercelup, volumenya sama dengan 0,18 m
3. Tentukanlah seluruh es seluruhnya ?.
2. Selembar seng massanya 30 gr dikaitkan pada balok kayu yang
sedang terapung di atas permukaan air sehingga sistem balok kayu dan
seng tersebut bergerak ke bawah dan melayang di dalam air. Jika massa
jenis seng 7100 kg / m
3 , massa jenis balok kayu 800 kg / m
3 , dan massa jenis air 1000 kg/m
3 . Hitung balok kayu tersebut ?.
HUKUM PASCAL
Hukum Pascal menyatakan bahwa
Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.
Perbedaan tekanan karena perbedaan kenaikan Zat cair diformulakan sebagai berikut:
dimana, dalam sistem SI
- ΔP adalah tekanan Hidrostatik (dalam satuan pascal atau "Pa"), atau perbedaan tekanan pada 2 titik dalam sekat yang berisi zat cair, karena perbedaan berat antara keduanya;
- ρ adalah Massa jenis zat cair
- g adalah percepatan karena gravitasi (umumnya menggunakan percepatan ketinggian dari permukaan laut akibat gravitasi bumi, dalam satuan meter perdetik persegi )
- Δh adalah ketinggian zat cair di atas titik pengukuran (dalam satuan meter ), atau perbedaan ketinggian antara 2 titik pada kolom yang berisi zat cair
