Hai Sobat, pernahkah kalian melihat kapal di laut? Kenapa kapal yang terbuat dari besi tidak tenggelam ya? Hal ini karena adanya gaya angkat pada benda di dalam zat cair, atau yang biasa disebut dengan gaya Archimedes. Apakah itu? Bagaimana bunyi Hukum Archimedes dan apa saja penerapannya dalam kehidupan sehari-hari? Yuk, kita simak pembahasannya!

Pengertian Hukum Archimedes

Hukum Archimedes ditemukan oleh ilmuan Yunani yang bernama Archimedes. Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada didalam zat cair beratnya akan berkurang. Sehingga benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan dibandingankan ketika diangkat di darat.

Dilansir dari Live Science, Hukum Archimedes berbunyi: "Sebuah benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut" Penemuan Archimedes ini bermula dari masalah Hieron, Raja Syracuse. Hieron meminta Archimedes untuk memeriksa mahkota emasnya. Ia ingin tahu apakah mahkota itu terbuat dari emas murni atau dicurangi dengan cara dicampur oleh pembuatnya. Archimedes menemukan cara mengeceknya ketika sedang mandi. Saat ia  nyemplung ke bak mandi, ia menyadari sebagian air naik dan tumpah. Ia menemukan bahwa banyak air yang tumpah sama dengan banyak tubuhnya yang masuk ke dalam bak mandi. Archimedes pun langsung berlari ke jalan sambil berteriak "Eureka!" yang dalam bahasa Yunani berarti, "Aku menemukannya!" Masalah raja Hieron pun dapat diselesaikan dengan cara ini. Untuk memastikan mahkota raja itu dari emas murni, harus dicek kepadatannya. Kepadatan bisa diketahui dengan berat sebuah benda dibagi dengan volume atau besarnya benda tersebut. Kertas yang digulung-gulung, meskipun besarnya sama dengan sebiji kelereng, tetap lebih ringan dari biji kelereng. Begitu pula halnya dengan emas. Emas memiliki kepadatan yang lebih tinggi dari perak. Sehingga, mahkota raja bisa berbeda beratnya jika dibuat dari emas murni atau campuran, kendati bentuk dan besarnya sama. Untuk mengukurnya, Archimedes tak perlu mengukur besar mahkota. Ia cukup memasukannya ke dalam air dan melihat berapa volume air yang naik dan membandingkannya dengan emas murni. Dari penemuan itu, Archimedes pun berhasil membantu raja mengetahui bahwa mahkotanya ternyata terbuat dari emas campuran dan bukan emas murni.

Jenis Benda di dalam Air

Dengan hukum Archimedes, kita bisa mengelompokkan benda menjadi 3 jenis. Benda-benda tersebut di antaranya adalah benda tenggelam, terapung, dan melayang.  Benda bisa tenggelam jika gaya angkat air lebih kecil dari gaya berat benda tersebut.  Sedangkan benda melayang terjadi jika gaya angkat air dan gaya berat benda sama. Untuk benda yang bisa mengapung terjadi saat gaya angkat air lebih besar dibandingkan dengan gaya berat benda.

Benda Tenggelam

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.

Dalam keadaan seimbang maka W = N + Fa  sehingga:

Benda Melayang

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul di permukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan

1. Kran otomatis pada penampungan air

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup.

2. Kapal Selam

Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam.

3. Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip hukum archimedes.

Contoh Soal:

1. Diketahui sebuah benda bervolume 0,5 m3 tercelup seluruhnya dalam zat cair yang massa jenisnya 1500 kg/m3. Jika g = 10 m/s2 maka benda akan mengalami gaya ke atas sebesar. . .

2. Sebuah wadah penuh terisi air. Sepotong besi 2 cm³ ditenggelamkan ke dalam wadah sehingga sebagian air tumpah. Berapa massa air yang tumpah ?