Melalui materi pembelajaran di blog ini, Sobat elpedia akan mampu:
- Siswa memahami konsep Gaya Apung
- Siswa memahami konsep Gaya Archimedes
- Siswa memahami konsep Gaya Apung Pada Kapal
Ketika suatu benda dimasukkan dalam air, beratnya seperti berkurang. Ini disebabkan oleh gaya apung (Fa) yang mendorong benda keatas atau berlawanan dengan arah berat benda.
Secara sistematis, dapat dituliskan :
Sehingga,
Wa = Wu – Fa
dengan :
Fa = gaya apung (N)
Wa = berat benda di air (N)
Wu = berat benda di udara (N)
Berikut gaya pada batu yang tenggelam :
Contoh Soal:
Sebuah benda yang ditimbang di udara sebesar 12 N tetapi saat ditimbang di air ternyata beratnya tinggal 8 N. tentukan gaya angkat yang dialami benda tersebut!
Penyelesaian:
Wu = 12 N
Wa = 8 N
ρa = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3 = 103 m3
g = 10 m/s2
Hitung gaya angkat yang dilakukan oleh fluida yakni:
Fa= Wu – wa
Fa = 12 N – 8 N
Fa = 4 N
Sebuah benda yang ditimbang di udara sebesar 12 N tetapi saat ditimbang di air ternyata beratnya tinggal 8 N. tentukan gaya angkat yang dialami benda tersebut!
Penyelesaian:
Wu = 12 N
Wa = 8 N
ρa = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3 = 103 m3
g = 10 m/s2
Hitung gaya angkat yang dilakukan oleh fluida yakni:
Fa= Wu – wa
Fa = 12 N – 8 N
Fa = 4 N
Hukum Archimedes : jika benda dicelupkan kedalam zat cair, maka benda itu akan mendapat gaya keatas yang sama besar dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut.
Menurut Archimedes, benda lebih ringan bila diukur dalam air daripada diukur diudara, karena di dalam air benda mendapat gaya keatas. Ketika di udara, benda memiliki berat mendekati yang sesungguhnya. Karena berat zat cair yang didesak atau dipindahkan benda adalah :
W = m × g
dan
m = ρ × V
dan
m = ρ × V
Sehingga berat air yang didesak benda adalah :
W = ρ × g × V
Berarti, menurut Archimedes, besar gaya keatas adalah :
Fa = ρ × g × V
Dengan :
Fa = gaya apung (N)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
V = volume zat cair yang dipindahkan (m3)
Contoh Soal:
Sebuah besi yang volumenya 0,02 m3 tercelup seluruhnya di dalam air. Jika massa jenis air 103 kg/m3, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut!
Penyelesaian:
V = 0,02 m3 = 2x10-2 m3
ρ = 103 kg/m3
g = 10 m/s2
Gaya ke atas atau gaya angkat yang dialami besi dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Fa = ρ.g.V
Fa = (103)(10)(2x10-2)
Fa = 200 N
Jadi, gaya ke atas yang dialami besi tersebut adalah 200 N
Sebuah besi yang volumenya 0,02 m3 tercelup seluruhnya di dalam air. Jika massa jenis air 103 kg/m3, maka hitunglah gaya ke atas yang dialami besi tersebut!
Penyelesaian:
V = 0,02 m3 = 2x10-2 m3
ρ = 103 kg/m3
g = 10 m/s2
Gaya ke atas atau gaya angkat yang dialami besi dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Fa = ρ.g.V
Fa = (103)(10)(2x10-2)
Fa = 200 N
Jadi, gaya ke atas yang dialami besi tersebut adalah 200 N
Hukum Archimedes digunakan sebagai pembuatan dasar kapal laut dan kapal selam. Suatu benda dapat terapung atau tenggelam tergantung pada besarnya gaya berat (w) dan gaya apung (Fa).
Jika gaya apung maksimum lebih besar daripada gaya berat maka benda akan terapung.
Fa > W
Jika gaya apung lebih kecil daripada gaya berat maka benda akan tenggelam.
Fa < W
Jika gaya apung maksimum sama dengan gaya berat maka benda akan melayang.
Fa = W
Gaya apung maksimum adalah gaya apung jika seluruh benda berada dibawah permukaan zat cair.
Kapal laut dapat terapung karena ketika diletakkan secara tegak di lautan, kapal laut dapat memindahkan banyak air laut, sehingga kapal laut mendapat gaya keatas yang sama besar dengan berat kapal laut. Berikut struktur kapal laut di air :
Kapal selam dapat terapung, melayang dan tenggelam di laut karena berat kapal selam dapat diperbesar dengan cara memasukkan air kedalam badan kapal dan dapat diperkecil dengan cara mengeluarkan air dari badan kapal. Ketika kapal selam akan tenggelam, air laut dimasukkan ke penampungan badan kapal.
Berat kapal selam menjadi lebih besar daripada gaya keatas sehingga kapal selam tenggelam. Agar tidak tenggelam terus, air dalam badan kapal dikeluarkan dari penampungan sehingga berat kapal selam sama dengan gaya keatas dan kapal selam melayang dalam air.
Saat kapal selam akan mengapung, air di penampungan badan kapal dikeluarkan sehingga volume kapal selam menjadi lebih kecil dari gaya keatas dan kapal selam dapat mengapung. Berikut mekanisme keluar masuknya air di badan kapal selam :
Untuk memperkuat pemahaman sobat elpedia, Jawab Pertanyaan Berikut!
0 comments:
Posting Komentar