Buat kamu anak IPA, atau kamu yang lagi belajar tentang fisika, pasti familiar dong dengan istilah hukum Archimedes?

Singkatnya, hukum Archimedes ini muncul karena ada gaya angkat di benda tertentu yang ada dalam zat cair.

Kali ini akan dijelaskan berbagai macam hal yang berkaitan dengan hukum Archimedes, dimulai dari pengertian hingga contoh penerapannya dalam hukum Archimedes. Yuk langsung simak aja.

Pengertian Hukum Archimedes

Menurut Halliday seorang ahli fisika,

Hukum Archimedes merupakan sebuah hukum yang memegang prinsip mengenai pengapungan ketika berada dalam zat cair.

Jadi, maksudnya adalah ketika sebuah benda yang memiliki massa tertentu dimasukkan ke dalam zat cair, baik hanya sebagian ataupun seluruhnya, maka zat cair tersebut akan memberi gaya apung atau gaya ke atas pada benda yang dimasukkan tadi, dimana nanti besarnya gaya apung akan sama dengan berat zat cair yang akan dipindahkan.

Hukum ini digagas oleh Archimedes yang merupakann seorang fisikawan, astronom, dan matematikawan yang berasal dari Yunani.

Baca Juga : Hukum Newton

Bunyi Hukum Archimedes

Archimedes selaku penemu dari hukum Archimedes telah mengemukakan bunyi hukum ini pada tahun 287-212 SM. Adapun bunyi dari hukum Archimedes adalah:

Suatu benda yang telah dicelupkan, baik sebagian ataupun seluruhnya dalamm zat cair, maka akan mengalami gaya apung yang besarannya sama seperti benda zat cair yang telah dipindahkan oleh benda yang memiliki massa tersebut.

Sejarah Hukum Archimedes

Hukum Archimedes ini ditemukan secara tidak sengaja oleh Archimedes sendiri. Mulanya saat itu Raja Hieron menciptakan mahkota baru.

Akan tetapi, si raja merasa curiga pada tukang pembuat mahkota apakah emas yang dipakai adalah emas asli atau bukan.

Kemudian Raja Hieron menyuruh Archimedes untuk membuktikan jika emas dalam mahkota itu asli atau tidak dengan syarat Archimedes tidak boleh merusak bentuk dari mahkota tersebut.

Archimedes tidak secara langsung berusaha untuk membuktikannya.

Suatu ketika saat Archimedes berada dalam kamar mandi, ia melihat air yang ada dalam bak mandinya naik dan meluap.

Dari kejadian itulah Archimedes mendapatkan ide untuk dapat membuktikan kemurnian emas yang ada pada mahkota.

Ketika berada di istana, Archimedes langsung memasukkan mahkota ke dalam guci yang telah diisi air dan melihat seberapa jauh air akan naik dan melakukan hal yang serupa pada sebatang emas murni dengan berat yang sama.

Dari perbandingan tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa emas yang ada pada mahkota bukanlah emas murni dan memiliki campuran logam karena kenaikan airnya berbeda dengan emas batangan.

Gaya Archimedes

Dengan adanya gaya apung, maka massa benda yang ada dalam zat cair akan berkurang dan secara otomatis akan membuat benda yang diangkat dalam zat cair menjadi lebih ringan dibandingkan dengan benda yang diangkat di daratan.

Resultan gaya diantara gaya ke atas dengan gaya berat adalah berat benda dalam zat cair itu sendiri.

Lalu berat tersebut dikenal sebagai berat semu, yakni berat benda bukan sebenarnya dikarenakan keadaan benda saat ada dalam zat cair.

Prinsip Archimedes

Archimedes menyatakan jika prinsip dari hukum Archimedes adalah

Ketika suatu benda dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair, maka zat cair akan memberi gaya apung pada benda bermassa tersebut, yang mana besaran gaya apung sama dengan berat pada zat cair yang telah dipindahkan.

Prinsip Archimedes ini dapat dibuktikan secara langsung melalui percobaan sederhana yang dapat kamu lakukan, seperti memasukkan suatu benda ke dalam zat cair dan melihat gaya apung yang dihasilkan.

Rumus Hukum Archimedes

Gaya apung pada hukum Archimedes dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.

B = ƿ_air x g x V_{air yang dipindahkan}

Ƿ_air merupakan massa air dengan gravitasi bumi sebesar 10 m/s^2, sedangkan V_{air yang dipindahkkan} merupakan volume dari air yang telah berpindah akibat benda yang dicelupkan. Selain rumus tersebut, besarnya gaya apung juga dapat menggunakan rumus ini.

B = m_{air yang dipindahkan} x g

Atau

B = w_{air yang dipindahkan}

M_{air yang dipindahkan} ini adalah berat pada air yang telah dipindahkan ke benda yang tercelup. Hal ini berarti semakin banyak volume yang dipindahkan, maka akan semakin besar gaya apung yang dihasilkan.

Keadaan Benda dalam Hukum Archimedes

Terdapat tiga keadaan benda dalam hukum Archimedes, yakni benda tenggelam, benda melayang, dan benda terapung.

Perbedaan mendasar dari ketiga keadaan ini ada pada besar kecilnya massa zat cair jika dibandingkan dengan massa jenis benda yang dimasukkan.

Penerapan Hukum Archimedes

Hukum Archimedes dapat diterapkan pada beberapa hal yang sering kita jumpai, seperti pada kapal selam yang dapat menyelam, melayang sekaligus mengapung di dalam air.

Kemudian ada balon udara yang mana balon udara ini memiliki massa jenis yang lebih kecil jika dibandingkan dengan massa jenis di atmosfer.

Penerapan hukum Archimedes terakhir yang dapat kamu jumpai ada pada kapal laut yang dapat mengapung di atas permukaan laut.

Kapal laut ini memiliki rongga yang mengakibatkan volume air yang berpindah lebuh besar dan gaya apung juga menjadi lebih besar.

Contoh Soal Hukum Archimedes

Massa tubuh Andi sebesar 100 kg dan ketika dia berada dalam kolam renang, Andi merasa tubuhnya jauh lebih ringan. Apabila saat berada dalam air Anda menimbang di neraca, maka terbaca jika massa tubuhnya berkurang menjadi 50 kg.

Jadi, berapa gaya apung dalam hukum Archimedes yang ada pada tubuh Andi? Kemudian berapa volume tubuh Andi saat dicelupkan ke dalam air pada saar ditimbang? Pakailah massa jenis air sebesar 1000 kg/m³

Diketahui:                                            Ditanya: F_a dan V?

M₁ = 50 kg

M₂ = 25 kg

Ƿ = 1000 kg/m³

Jawaban:

F₁ = m₁ x g = 100 x 10 = 1000 N

F₂ = m₂ x g = 50 x 10 = 500 N

F_a = F₁ – F₂ = 1000 – 500 = 500 N

V = 0,05 m³

Kesimpulan (Infografis)

Gimana? Udah paham tentang hukum Archimedes? Udah paham juga kan konsep dari hukum Archimedes itu sendiri. Selamat belajar!