View
412
Download
20
Category
Preview:
DESCRIPTION
IPA FISIKA KELAS 10
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
A. Tujuan
1. Dapat mengukur volume benda dan menentukan massa jenis suatu
benda.
2. Dapat menentukan masssa jenis benda terapung.
3. Dapat menentukan berat semu benda di dalam suatu fluida.
B. Alat dan Bahan
1. Gelas ukur kimia,
2. Beaker glass,
3. Balok kayu,
4. Balok besi,
5. Benang wol,
6. Neraca pegas,
7. Air,
8. Minyak goreng.
C. Langkah Kerja
1. Siapkan alat- alat serta bahan- bahan yang akan digunakan.
2. Isilah air pada gelas ukur kimia (secukupnya)
1
3. Ikatkan benang wol ke balok besi.
4. Masukan besi tersebut kedalam gelas ukur kimia, lalu catatlah hasil
kenaikannya.
5. Kemudian timbanglah massa balok besi di udara, dengan neraca pegas.
6. Masukan balok tersebut ke dalam air (saat benda mengapung), catatlah
hasilnya.
7. Lakukan hal yang sama dengan fluida minyak.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Landasan Teori
Hukum archimedes memberikan pemahaman kepada kita tentang
tekanan yang terjadi pada benda yang diletakan pada zat cair. Hukum
archimedes ditemukan oleh ilmuwan berkebangsaan Yunani pada tahun 187-
212 SM yang bernama Archimedes. Archimedes adalah seorang penemudan
ahli matematika dari Yunani yang terkenal sebagai penemu hukum
hidrostatika atau yang sering disebut Hukum Archimedes.
HUKUM ARCHIMEDES
Pada saat kita berjalan atau berlari di dalam air, kita tentunya akan
merasakan bahwa langkah kita lebih berat dibandingkan jika kitamelangkah
di tempat biasa. Gejala ini disebabkan adanya tekanan dari zat cair.
Pengamatan ini memunculkan sebuah hukum yang dikenal Hukum , yaitu :
“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut
akan mendapat gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar
berat zat cair yang dipindahkannya”
Akibat adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair akan berkurang.
Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan dibandingkan
3
diangkat di darat. Jadi, telah jelas bahwa berat benda seakan berkurang bila
benda dimasukkan ke dalam air. Hal itu karena adanya gaya ke atas yang
ditimbulkan oleh air dan diterima benda. Dengan demikian maka resultan
gaya antara gaya berat dengan gaya ke atas merupakan berat benda dalam air.
Selanjutnya berat disebut dengan berat semu yaitu berat benda tidak
sebenarnya karena benda berada dalam zat cair. Benda dalam air diberi
simbol WS.
Hubungan antara berat benda di udara (W), gaya ke atas (Fa) dan berat semu
(Ws) adalah :
Ws = W-Fa
dengan:
Ws = berat benda dalam zat cair (Kg⋅m/s2)
W = berat benda sebenarnya (Kg⋅m/s2)
Fa = gaya apung (N)
dan besarnya gaya apung (Fa) dirumuskan sebagai berikut :
Fa = ρcair Vb g
dengan:
ρcair = massa jenis zat cair (kg/m3)
Vb = volume benda yang tercelup (m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
4
BENDA DALAM HUKUM ARCHIMEDES
Bila benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang
terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.
1. Benda Tenggelam
Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak
pada dasar tempat zat cair berada.
Benda Tenggelam
Pada benda tenggelam terdapat tiga gaya yaitu :
W = gaya berat benda
Fa = gaya archimedes
N = gaya normal bidang
Dalam keadaan seimbang maka W = N + Fa sehingga :
5
W > Fa
m . g > ρZC . Vb . g
ρb . Vb . g > ρZC . Vb . g
ρb > ρzc
ρb = massa jenis benda
ρZC = massa jenis zat cair
2. Benda Melayang
Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat
cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.
Benda Melayang
Pada benda melayang terdapat dua gaya yaitu: Fa dan W. Dalam keadaan
seimbang maka :
W = Fa
ρb . Vb . g = ρZC . Vb . g
ρb = ρzc
6
3. Benda Terapung
Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul
dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.
Benda Terapung
Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan
seimbang maka :
W = Fa
ρb . Vb . g = ρZC . V2 . g
ρb . Vb = ρZC . V2
karena Vb > V2 maka : ρb < ρZC
PENERAPAN HUKUM ARCHIMEDES
7
Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam
kehidupan sehari-hari.
Penerapan Hukum Archimedes Untuk Menentukan Massa Jenis Benda
(ingat hukum archimedes tentang, Vbenda =
V air)
karena
dengan:
Vair = volume air yang dipindahkan
m = massa benda di udara
ms = massa semu benda (di air)
ρbenda = massa jenis benda
ρair = massa jenis air
Penerapan Hukum Archimedes dalam bidang teknik adalah sebagai berikut.
a) 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
8
untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung
akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup.
b) 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.
c) 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.
B. Hasil Praktikum
Pair = 2, 5 x 10 5 kg / m3
Pminyak = 100 kg / m3
Pbenda terapung =350 Kg / m3
Berat semu di air = 0, 2 N
Berat semu di minyak = 0, 18 N
C. Pembahasan
1) Mengukur volume benda dan menentukan massa jenis benda
Volume benda = Volume akhir – Volume awal
9
= 154 ml – 134 ml
= 20 ml = 20 cm3
= 2 x 10-7 m3
Massa jenis benda
P = m/v
m = W / g
= 0,5 / 10
= 0, 05 kg
P = m / v
= 5 x 10 -2
2 x 10 -7
= 2, 5 x 10 5 kg / m3
2) Massa jenis benda terapung
FA = W
Pf x Vc x g = Pb x Vb x g
1000 x 35 x Vc = Pb x Vb
100
Pb = 350 kg / m3
3) Berat benda
Berat di udara = 0, 5 N
Berat di air = 0, 3 N
10
Berat semu = W udara – W air
= 0, 5 – 0, 3
= 0, 2 N
4) Vb = m akhir – m awal
= 130 – 110
= 20
FA = W
Pf x g x Vc = Pb x g x Vb
Pminyak x 35 x Vb = 350 x Vb
10
Pminyak = 350 x 10 = 100 kg / m3 35
5) Berat di udara = 0, 5 N
Berat di air = 0, 32 N
Berat semu = W udara – W air
= 0, 5 – 0, 32
= 0, 18 N
11
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air
daripada di udara, karena dalam air benda mendapat gaya ke atas.
Fa = Wu – Wa
2. Gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dicelupkan sebagian atau
seluruhnya kadalam suatu fluida sama dengan berat fluida Mf yang
dipindahkan olah benda tersebut
Fa = Mfg
4. Jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair,
atau gaya ke atas lebih kecil dari berat benda, maka benda akan
tenggelam.
5. Bila tekanan fluida pada sisi atas dan sisi bawah benda yang
mengapung masing-masing p1 dan p2, maka gaya yang dikerjakan
pada balok pada sisi atas dan bawah adalah:
F 1= p1A
12
F 2= p2 A
Gaya ke atas yang bekerja pada balok merupakan resultan gaya
F 1 dan F 2.
F a= ∑F
F a= F 2- F 1
F a= p2A - p1 A
F a= (p2 - p1 )A
F a= (h2- h1)ρgA
F a =ρgV Jadi Fa = Wu – Wa = Mfg = ρfgVbf
DAFTAR PUSTAKA
Kanginan, Marthen. Physics for Senior High School 2nd Semester Grade XI. 2010.Jakarta: Erlangga
Zaelani,ahmad.2006. Bimbingan Pemantapan Fisika. Bandung: Yrama Widya.Supramono, Eddy.2005. Fisika dasar II. Malang: UM Press.
http://realitaa91.blogspot.com/2013/08/laporan-praktikum-hukum-a rchimedes.html
http://fisikazone.com/hukum-archimedes/
http://damayantilinda.blogspot.com/2011/12/praktikum-hukum-archimedes-
telur.html
13
LAMPIRAN
14
15
Recommended