Rumus Hukum Archimedes : Contoh, Bunyi, Persamaan, Sejarah

Pahami hukum Archimedes

Hukum Archimedes adalah hukum yang menyatakan bahwa setiap benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam zat cair, benda tersebut akan menerima gaya ke atas (atau gaya apung). Besarnya gaya apung yang diterima sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda (berat = massa benda x percepatan gravitasi) dan memiliki arah gaya yang berlawanan (arah gaya berat ke bawah, arah gaya apung ke atas).

Sejarah Archimedes

Archimedes, yang tinggal di Yunani dari tahun 287 hingga 212 SM, adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom, dan filsuf. Archimedes lahir di kota pelabuhan bernama Syracuse, kota ini sekarang dikenal dengan nama Sisilia. Ayahnya adalah seorang peramal. Namanya Phidias. Archimedes adalah keponakan Raja Hiero II yang memerintah di Syracuse saat itu. Beberapa sejarawan matematika menganggap Archimedes sebagai salah satu matematikawan terhebat dalam sejarah, mungkin bersama Newton dan Gauss.

Anekdot paling terkenal tentang Archimedes menceritakan bagaimana dia menemukan metode untuk menentukan volume benda yang bentuknya tidak beraturan. Menurut Vitruvius, mahkota berbentuk karangan bunga laurel dibuat untuk Raja Hiero Xenophon II, dan Archimedes diminta untuk melihat apakah mahkota itu benar-benar terbuat dari emas murni atau terbuat dari paduan emas dan perak. Karena Raja Hiero II tidak mempercayai pembuat mahkota.

Archimedes berpikir keras selama berhari-hari. Dia tidak tahu bagaimana membuktikan kecurangan tukang emas itu. Saat itu, belum ada alat elektronik yang bisa mendeteksi apakah suatu benda terbuat dari emas murni atau emas campuran. Ketika kepala Archimedes terasa panas karena terlalu banyak berpikir, dia memasuki pemandian umum. Dia menanggalkan pakaian dan masuk ke bak mandi penuh air.

Ketika Archimedes berendam di bak mandinya, dia melihat bahwa air di bak mandi tersebut mengalir sebanding dengan ukuran tubuhnya. Archimedes menyadari bahwa efek ini dapat digunakan untuk menghitung volume dan volume mahkota. Dengan membagi berat mahkota dengan volume air yang dipindahkan, kepadatan dan berat jenis mahkota dapat diperoleh.

Hukum Archimedes

“Sebuah benda yang sebagian atau seluruhnya tercelup dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

2. Suatu benda akan terapung jika massa jenis benda yang ditempatkan di dalam air lebih kecil dari massa jenis zat cair
3. Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukkan ke dalam air sama dengan massa jenis zat cair
4. Suatu benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukkan ke dalam air lebih besar dari massa jenis zat cair.

Rumus hukum Archimedes

Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Suatu benda yang sebagian atau seluruhnya dicelupkan ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkannya.
Suatu benda yang seluruhnya atau sebagian dicelupkan ke dalam zat cair akan mengalami gaya angkat ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut hukum Archimedes dituliskan dalam persamaan:

Fa = ρvs
Informasi:
Fa = gaya ke atas (N)
V = volume benda yang terendam (m3)
ρ = densitas cairan (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (N/kg)

Hukum ini juga bukan hukum fundamental, karena bisa juga diturunkan dari hukum Newton.
– Jika gaya Archimedes sama dengan berat W, maka resultan gaya = 0 dan benda
terbang
– Jika FA>W maka benda akan terdorong ke atas dan akan mengapung
– Saat FA Fa
ρb X Vb X g > ρa X Va X g
ρb > ρa

Volume bagian benda yang terendam tergantung pada kerapatan massa cairan (ρ)

Penggunaan dan penerapan hukum Archimedes

Pada dasarnya prinsip kerja kapal selam dan galangan kapal adalah sama. Jika kapal akan tenggelam, maka air laut ditampung di ruang cadangan agar bobot kapal bertambah. Mengatur jumlah air laut yang dimasukkan menyebabkan kapal selam menyelam ke kedalaman yang diinginkan. Jika akan mengapung, air laut dikeluarkan dari ruang cadangan. Berdasarkan konsep tekanan hidrostatis, kapal selam memiliki keterbatasan tertentu dalam menyelam. Jika kapal menyelam terlalu dalam, kapal bisa hancur karena tekanan hidrostatik terlalu besar.

• Pengukur massa jenis (hidrometer)

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Hidrometer adalah contoh penerapan hukum Archimedes yang paling sederhana dalam kehidupan sehari-hari. Cara kerja hidrometer merupakan realisasi dari hukum Archimedes, dimana suatu benda yang sebagian atau seluruhnya dicelupkan ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan. perangkat akan tenggelam. Semakin besar kerapatan cairan, semakin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Berapa banyak air yang dipindahkan oleh hidrometer akan dicantumkan pada skala pada hidrometer.

Jembatan poton merupakan jembatan yang terbuat dari kumpulan drum kosong yang terapung di atas air dan disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai jembatan. Jembatan Poton disebut juga jembatan terapung. Untuk digunakan sebagai jembatan, drum harus dalam keadaan kosong dan tertutup rapat agar udara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk. Dengan cara ini, berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga dapat mengapung di atas permukaan air

Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Dengan demikian tampak bahwa penerapan hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk cairan, tetapi juga untuk gas. Untuk dapat terbang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer, sehingga balon udara dapat terbang karena mendapat gaya ke atas, misalnya diisi dengan udara panas. Udara panas memiliki tingkat afinitas yang lebih besar daripada udara biasa. Sehingga kerapatan udara menjadi lebih ringan.

Contoh Soal Hukum Archimedes

Archimedes diperintahkan untuk menyelidiki apakah mahkota raja terbuat dari emas murni. Dia menimbang mahkota dan pembacaan menunjukkan bahwa berat mahkota adalah 8 N. Kemudian mahkota ditimbang sambil direndam dalam air dan hasil pembacaan menunjukkan bahwa berat mahkota yang terendam air adalah 7 N. Apa yang harus dikatakan Archimedes kepada raja?

Larutan:

Pertama, perlu diketahui besarnya gaya penggerak yang diterima mahkota:

Maka kepadatan mahkota dapat ditemukan:

Sehingga diperoleh massa jenis mahkota raja, dimana jika mahkota terbuat dari emas murni maka massa jenisnya harus 19300 kg/m^3.. Oleh karena itu, Archimedes harus memberi tahu raja bahwa mahkota itu tidak terbuat dari emas murni.

Demikian artikel Duniaduniadik.co.id mengenai Rumus Hukum Archimedes : Contoh, Bunyi, Persamaan, Sejarah, Manfaat, Pengertian, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua