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