Download - Makalah Sejarah Penemuan Hk. Archimedes (2)
MAKALAH SEJARAH FISIKA
“SEJARAH PENEMUAN KONSEP HUKUM ARCHIMEDES”
disusun oleh:
KARTINI NURSETYA (A 241 14 005)
MA’FIRANI SYAM (A 241 14 020)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS TADULAKO
PALU
2015
SEJARAH PENEMUAN HUKUM ARCHIMEDES
Archimedes, pria bercambang lebat yang dilahirkan di Syracuse, Sisilia,
tahun 287 SM. Ia belajar di Kota Alexandria, Mesir. Ia adalah seorang
matematikawan, fisikawan, astronom sekaligus filusuf. Ia dikenal sangat dekat
dengan Hiero, Raja Syracuse, ia juga dekat dengan putra raja, Gelo. Bibit ilmuwan
Archimedes agaknya turun dari sang ayah, Feidies, seorang astronom yang berhasil
menyelidiki ukuran dan jarak antara matahari dan bulan.
Dimasa mudanya, Archimedes tinggal di Mesir. Ia belajar dengan murid-
murid Euclid di Alexandria. Di Alexandria, ia bertemu dengan Conon dan Samos
serta Eratosthenes. Bukan ruang lingkup pengalamannya yang mendorong
Archimedes banyak menemukan hal-hal baru yang mendorongnya justru
keterdesakan, dan bahkan faktor kebetulan.
Pada tahun 245 SM, Archimedes diperintahkan Raja Hieron untuk mencari
tahu apakah ahli emas telah menipu raja. Hieron memberi sebongkah emas kepada
ahli emas untuk dijadikan mahkota berbahan emas. Walaupun mahkota ini beratnya
sama dengan emas asli, raja curiga jika ahli emas ini melapisi logam yang lebih
murah didalamnya dengan emas. Archimedes diperintahkan untuk mencari tahu
apakah mahkota ini murni emas tanpa harus merusak mahkota itu sendiri.
Sepertinya ini merupakan pekerjaan yang mustahil. Berhari-hari Archimedes
memutar otak, waktu itu, belum ada alat untuk menguji, apakah sebuah benda terbuat
dari emas murni atau tidak. Tatkala kepalanya terasa mau pecah karena terlalu keras
berpikir, Archimedes pergi ke tempat pemandian umum.
Ketika sedang mandi di tempat permandian umum, Archimedes menyadari
lengannya terapung diatas air. Sebuah ide kemudian terbesit di benaknya. Dia
menarik tangannya kedalam air dan dia merenggangkan lengannya. Lengannya
dengan sendiri mengapung kembali ke atas. Kemudian dia mencoba berdiri dari bak,
level air menjadi menyusut, kemudian dia duduk kembali, level air meningkat
kembali. Dia berbaring, air naik lebih tinggi lagi, dan dia merasa lebih ringan. Dia
berdiri, level air menurun dan dia merasa dirinya lebih berat. Air harusnya telah
mendorong dia keatas sehingga dia merasa ringan.
Archimedes kemudian melompat ke luar, ia berlari hingga ke rumahnya.
Kepada isterinya ia berteriak, “Eureka” yang membuat sang isteri bingung melihat
tingkah laku sang suami yang tidak biasanya itu, “Eureka” yang dimaksud berarti:
aku telah menemukannya.
Eureka yang dimaksud adalah penemuan baru. Sebuah benda yang
dimasukkan ke dalam zat cair menerima gaya yang sama besar dengan berat zat cair
yang dipindahkan.
Dia kemudian mengambil sebuah batu dan sebalok kayu yang memiliki
ukuran sama ke dalam bak dan merendamkan mereka kedua-duanya. Batu tenggelam
tetapi terasa ringan. Dia harus menekan kayu supaya tenggelam. Itu artinya air harus
menekan ke atas dengan gaya yang relatif terhadap jumlah air yang tergantikan oleh
ukuran objek daripada berat dari objek. Seberat apa objek itu dirasakan di air
mempengaruhi kepadatan objek. Ini membuat Archimedes mengerti bagaimana
memecahkan masalah raja. Dia kembali ke raja. Kuncinya adalah kepadatan. Jika
mahkota ini terbuat dari logam bukan emas, dia dapat memiliki berat yang sama
tetapi akan memiliki kepadatan yang berbeda sehingga akan menumpahkan jumlah
air yang berbeda.
Mahkota dan sebuah emas yang beratnya sama di masukkan ke sebuah
mangkok berisi air. Mahkotanya ternyata menumpahkan air lebih banyak sehingga
terbukti mahkota itu adalah palsu. Lebih penting, Archimedes kemudian menemukan
prinsip pengapungan: Air menekan ke atas sebuah objek dengan gaya yang setara
dengan jumlah air yang ditumpahkannya.
Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan
diatas benda cair yang ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani yang
juga merupakan penemu pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal dengan
istilah Sekrup Archimede. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan
gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air. Bunyi hukum Archimedes,
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan
mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan
oleh benda tersebut.”
Berdasarkan bunyi dan rumus hukum Archimede diatas, suatu benda yang
akan terapung, tenggelam atau melayang didalam zat cair tergantung pada gaya berat
dan gaya keatas. Maka dari itu, berdasarkan hukum diatas, terciptalah 3 hukum
turunan dari Hukum Archimedes Yang Berbunyi:
Penerapan Hukum Archimedes
1. Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih
kecil dari massa jenis zat cairnya
2. Benda akan melayang jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air sama
dengan massa jenis zat cairnya
3. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih
besar dari pada massa jenis zat cairnya.
Aplikasi Konsep
Sudah banyak aplikasi teknologi yang memanfaatkan rumusan dari hukum ini
diantaranya akan diuraikan sebagai berikut:
1. Kapal Laut
Badan kapal laut mempunyai rongga udara. Karena rongga udara ini, volume
air laut yang dipindahkan oleh kapal tersebut cukup besar sehingga sesuai
prinsip Archimedes, kapal laut mendapatkan gaya apung yang cukup besar untuk
menahan bobot kapal sehingga kapal dapat mengapung di permukaan air. Kapal
sangat penting untuk transportasi. Indonesia merupakan salah satu negara
kepulauan yang besar. Oleh karena itu, kapal laut memegang peranan penting
akan kelancaran transportasi di negara kita.
Gambar. Kapal Laut
2. Kapal Selam
Jika kapal laut hanya dapat mengapung di permukaan air, maka kapal selam,
selain dapat mengapung, dapat juga melayang dan tenggelam di dalam air laut.
Karena kemampuannya tersebut, kapal selam sangat cocok digunakan dalam
bidang militer dan penelitian. Bentuk badan kapal selam dirancang agar dapat
mengapung, melayang, dan tenggelam dalam air. Selain itu, dirancang untuk
dapat menahan tekanan air di kedalaman laut. Bagaimana cara kerja kapal
selam? Perhatikan Gambar 8.19 ketika kapal selam sedang mengapung,
melayang, dan tenggelam! Badan kapal selam mempunyai rongga udara
yang berfungsi sebagai tempat masuk dan keluarnya air atau udara. Rongga ini
terletak di lambung kapal. Rongga tersebut dilengkapi dengan katup pada bagian
atas dan bawahnya. Ketika mengapung, rongga terisi dengan udara sehingga
volume air yang dipindahkan sama dengan berat kapal. Sesuai dengan prinsip
Archimedes, kapal selam akan mengapung. Ketika rongga katup atas dan katup
bawah pada rongga kapal selam dibuka, maka udara dalam rongga keluar atau
air masuk mengisi rongga tersebut. Akibatnya, kapal mulai tenggelam. Katup
akan ditutup jika kapal selam telah mencapai kedalaman yang diinginkan. Dalam
keadaan ini, kapal selam dalam keadaan melayang. Jika katup udara pada rongga
dibuka kembali maka volume air dalam rongga akan bertambah sehingga kapal
selam akan tenggelam Jika kapal selam akan muncul ke permukaan dari keadaan
tenggelam, air dalam rongga dipompa keluar sehingga rongga hanya terisi udara.
Dengan demikian, kapal selam akan mengalami gaya apung yang
dapat menyamai berat kapal selam. Akibatnya, kapal selam akan naik ke
permukaan dan mengapung.
Gambar. Kapal Selam
3. Jembatan Ponton
Peristiwa mengapung suatu benda karena memiliki rongga udara
dimanfaatkan untuk membuat jembatan yang terbuat dari drum-drum berongga
yang dijajarkan melintang aliran sungai. Volume air yang
dipindahkan menghasilkan gaya apung yang mampu menahan berat drum itu
sendiri dan benda-benda yang melintas di atasnya. Setiap drum penyusun
jembatan ini harus tertutup agar air tidak dapat masuk ke dalamnya.
Gambar. Jembatan Ponton
4. Hidrometer
Hidrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jeniszat
cair. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan
tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer
yang tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besar
kandungan air pada bir atau susu.
Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Supaya tabung kaca terapung tegak
dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter
bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang
dipindahkan hidrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas
yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair.
Tangkai tabung kaca hidrometer didesain supaya perubahan kecil dalam berat
benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa
jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangki yang
tercelup di dalam zat cair. Artinya perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai
jenis zat cair menjadi lebih jelas.
5. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara.
Jadi ternyata aplikasi hukum Archinedes tidak hanya berlaku
untuk benda cair tetapi juga benda gas. Untuk dapat terbang
melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang
bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer,
sehingga, balon udara dapat terbang karena mendapat gaya
keatas, misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang
dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar daripada
udara biasa. Sehingga masa jenis udara tersebut menjadi
ringgan.
Gambar. Balon Udara