Hukum Archimedes Adalah - Bunyi, Rumus dan Penerapannya

Hukum Archimedes adalah salah satu hukum dalam ilmu fisika yang ditemukan oleh ilmuwan Yunani bernama Archimedes. Sebelumnya, ia banyak bergelut di bidang ilmu matematika, fisika dan astronomi. Menariknya, hukum tentang menghitung volume mend aini ternyata ditemukannya saat mandi.

Saat itu, ia mendapati banyaknya air yang tumpah akibat adanya gaya apung dari zat cair. Setelah diukur, ternyata ukuran air yang tumpah tersebut sebanding dengan besar tubuhnya. Momen sederhana inilah yang membuatnya dikenal sebagai tokoh penting dalam ilmu fisika dunia.

Tidak hanya aturan tentang benda, Archimedes juga banyak menemukan berbagai macam hukum fisika lain seperti sistem katrol, prinsip tuas dan masih banyak lagi. Hingga kini, beberapa penemuannya masih banyak dipelajari di bangku sekolah hingga perkuliahan, termasuk Hukum Archimedes.

Bunyi Hukum Archimedes Adalah?

Adapun rangkuman dari bunyi Hukum Archimedes yaitu:

Suatu benda yang dicelupkan keseluruhan atau sebagian pada zat cair (fluida) otomatis akan mengalami gaya ke atas. Selanjutnya, volume benda tersebut akan sama dengan berat zat cair (fluida) yang dipindahkannya.

Secara sederhananya, Hukum Archimedes ini menjelaskan adanya keterkaitan antara gaya berat dengan gaya ke atas (apung) pada sebuah benda apabila dimasukkan ke dalam air. Akibat adanya gaya apung inilah benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan daripada diangkat di darat.

Dalam konteks praktis, pengertian Hukum Archimedes: Ketika sebuah benda terendam dalam air, benda tersebut akan mendorong jumlah air yang setara dengan volume benda tersebut. Namun, jika berat benda lebih kecil dari zat cair, maka benda tersebut akan mengapung begitupun sebaliknya.

Prinsip Penting Dalam Hukum Archimedes

Pada dasarnya, ada 3 prinsip penting yang harus diperhatikan dalam Hukum Archimedes. Pasalnya, ada beberapa keadaan yang mungkin terjadi saat sebuah benda dimasukkan dalam zat cair (fluida). Berikut ini kemungkinan keadaannya:

1. Tenggelam

Sebuah benda akan tenggelam saat dimasukkan ke fluida jika massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda. Misalnya, keadaan ini berlaku apabila sejumlah besi dimasukkan ke dalam semangkuk air. Tentu saja, besi tersebut akan tenggelam.

Dalam keadaan tenggelam, berat benda di dalam zat cair (fluida) akan jauh lebih besar. Hal ini membuat gaya tekan air jadi lebih rendah. Secara sederhana, kondisi ini dapat dirumuskan dengan: gaya tekan air < massa jenis/berat benda

2. Melayang

Khusus untuk keadaan melayang akan terjadi apabila massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Benda dikatakan melayang apabila benda tidak menyentuh dasar wadah atau permukaan. Biasanya, kondisi ini terjadi apabila ada telur yang dimasukkan ke air dengan ditambah sedikit garam.

Secara sederhana, keadaan ini bisa dirumuskan dengan: gaya tekan air = massa jenis/ berat benda. Artinya, saat benda melayang, gaya apung yang diterima benda seimbang dengan berat benda itu sendiri.

3. Terapung

Selanjutnya adalah terapung. Pada kondisi ini, massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda. Akibatnya, benda akan tetap berada di permukaan zat cair. Hal ini berarti bahwa tekanan air lebih besar dari berat benda: gaya tekan air > berat/massa jenis benda. Akibatnya, benda ditarik di permukaan.

Hal yang Mempengaruhi Gaya Tekan ke Atas

Seperti diketahui, Hukum Archimedes adalah aturan tentang benda. Jadi ada prinsipnya, ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi gaya tekan keatas. Apa saja itu? Ini dia penjelasan selengkapnya!

1. Massa Jenis Zat Cair (Fluida)

Semakin besar massa jenis atau berat zat cair tersebut, maka otomatis akan semakin besar pula gaya atas yang dihasilkan. Selanjutnya sebaliknya, semakin kecil massa jenis zat cairnya maka semakin kecil pula gaya atas yang bisa dihasilkan.

2. Volume Benda

Semakin besar volume sebuah benda, maka semakin besar pula gaya atas yang dihasilkan. Di sisi lain, semakin kecil volume sebuah benda maka semakin kecil pula gaya atas yang bakal dihasilkan.

3. Gravitasi Benda

Semakin besar gravitasi sebuah benda, maka semakin besar juga gaya atas yang dihasilkan. Sementara itu, semakin kecil gravitasi benda maka semakin kecil pula gaya atas yang dihasilkan.

Rumus Hukum Archimedes

Berdasarkan penjelasan tentang Hukum Archimedes sebelumnya, didapatkan rumus yang mencakup adanya elemen Fa (gaya tekan ke atas satuan Newton), ρ (massa jenis satuan Kg/L), g (gravitasi satuan N /Kg) dan V (volume satuan m³).

Adapun rumus Hukum Archimedes adalah 

Fa = ρ g V.

Sementara itu, rumus kemudian berkembang jika kondisi benda dalam keadaan mengapung, rumus akan berkembang menjadi persamaan: ρ air . V air = ρ kayu . V total

Contoh Penerapan Hukum Archimedes Pada Kehidupan Sehari-Hari

Meskipun rumusnya terbilang rumit, namun sadar tidak sadar Hukum Archimedes ini banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Adapun contoh penerapan Hukum Archimedes adalah sebagai berikut:

1. Kapal Selam

Penerapan Hukum Archimedes dalam kapal selam sangat penting. Hal ini disebabkan karena pada prinsipnya, kapal selam didesain untuk menyelam dan muncul ke permukaan air. Penerapan Hukum Archimedes pada kapal selam memungkinkan kendali yang presisi terhadap florasi kapal.

Selain itu, prinsip Hukum Archimedes juga digunakan untuk mengatur florasi pantai. Di sisi lain, mengontrol jumlah air dalam ruang terapung juga membutuhkan prinsip Hukum Archimedes. Dengan prinsip ini, kondisi kapal selam akan tetap stabil dan terjaga keamanannya.

2. Kapal Laut

Secara umum, kapal laut dibuat dengan bahan besi dan baja yang cenderung berat. Namun, mengapa kapal laut masih bisa terapung di atas laut? Disinilah peran Hukum Archimedes! Dengan menggunakan prinsip Archimedes, kapal laut akan dirancang agar memiliki kepadatan yang lebih rendah daripada air.

Hal ini memungkinkan kapal untuk mengalami gaya apung seimbang dengan berat kapal. Hasilnya, kapal laut pun bisa terapung di atas permukaan air laut. Prinsip Hukum Archimedes juga dapat menjaga kestabilan kapal sehingga bisa tetap mengapung bahkan dengan kondisi yang berubah-ubah.

3. Balon Udara

Hukum Archimedes adalah hukum yang juga bisa diaplikasikan pada balon udara. Balon udara bekerja berdasarkan prinsip perbedaan antara udara di dalam balon dengan udara sekitarnya. Balon udara bisa mengapung karena memiliki kepadatan yang lebih rendah dibandingkan udara sekitarnya.

Karena udara yang ada di dalam balon udara memiliki kepadatan yang lebih rendah dibanding dengan udara sekitar, maka balon akan mengalami gaya apung. Gaya apung inilah yang membuat balon bisa mengambang dan melayang di udara.

4. Berenang dan Bermain Selancar

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, Hukum Archimedes menjelaskan tentang gaya apung benda dalam air. Karena itulah, prinsip berenang tidak bisa dilepaskan dari penerapan Hukum Archimedes. Saat berenang, tubuh manusia mengalami gaya apung yang seimbang.

Keseimbangan inilah yang memungkinkan manusia bisa mengambang dan bergerak di atas permukaan air. Sama seperti berenang, prinsip ini juga bisa diaplikasikan saat bermain papan selancar di atas ombak pantai.

Secara umum, Hukum Archimedes masih banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Hanya saja, penerapan di kapal selam, kapal laut, balon udara hingga aktivitas berenang hingga selanjar adalah cara termudah yang bisa diterapkan dalam Hukum Archimedes.

Sebagai penutup, jelas bahwa Hukum Archimedes adalah sebuah aturan penting yang digunakan untuk benda. Tidak hanya untuk benda dalam zat cair (fluida) konsep dan prinsip Hukum Archimedes juga bisa diterapkan pada hal-hal lain.