HUKUM ARCHIMEDES

DITUJUKAN UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA PELAJARAN FISIKA

Disusun Oleh :

1. Alifia Lulu Salsabilla

2. Fransiska Dewi Retno

3. Hapsah Aulia Azzahra

4. Siti Nurqoriah Habibah

5. Yusgiani Putri Habibah

Kelas : X MIA 1

SMA NEGERI 1 MAJALENGKA

Jl. K.H. Abdul Halim No. 113 Telp. (0233) 281220 Majalengka 45418

2014/2015

KATA PENGANTAR

Pertama-tama kami panjatkan puji dan syukur kepada yang Maha Kuasa, karena dengan

karunianya kami dapat menyelesaikan laporan hasil diskusi yang bertajuk Hukum Archimedes

ini dengan baik.

Adapun laporan hasil diskusi tentang Hukum Archimedes ini telah kami usahakan semaksimal

mungkin dan tentunya dengan bantuan berbagai pihak, sehingga dapat memperlancar pembuatan

laporan ini. Untuk itu kami tidak lupa menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak

yang telah membantu kami dalam pembuatan laporan ini.

Akhirnya penyusun mengharapkan semoga dari laporan hasil diskusi tentang Hukum

Archimedes ini dapat diambil hikmah dan manfaatnya.

Majalengka, Februari 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar... i

Daftar Isi ii

BAB I : PENDAHULUAN... 1

A. Latar Belakang... 1

B. Rumusan Masalah.. 1

C. Tujuan.................................... 1

D. Manfaat.. 2

BAB II : PEMBAHASAN. 3

A. Hukum Archimedes... 3

B. Penurunan Matematis Hukum Archimedes... 3

C. Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-Hari 6

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Banyak fenomena alam yang berhubungan dengan fluida. Fluida diartikan sebagai suatu zat yang

dapat mengalir. Fluida mencakup zat cair dan gas, karena zat cair seperti air dan zat gas seperti

udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa

digolongkan dalam fluida. Dengan demikian, zat cair dan gas termasuk fluida. Salah satu contoh

fluida dalam kehidupan sehari-hari yaitu air. Air merupakan zat yang dapat menjadi tiga wujud

zat, yaitu cair, padat (sebagai es), dan gas (sebagai uap air). Masih ada contoh zat cair lainnya

seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair itu dapat dikelompokan ke dalam

fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain.

Fenomena fluida statis (fluida tak bergerak) berkaitan erat dengan tekanan hidrostatis. Dalam

fluida statis dipelajari hukum-hukum dasar yang berkaitan dengan konsep tekanan hidrostatis,

diantaranya adalah hukum Pascal dan hukum Archimedes. Hukum Pascal diambil dari nama

penemunya yaitu Blaise Pascal (1623-1662) yang berasal dari Perancis. Sedangkan hukum

Archimedes diambil dari nama penemunya yaitu Archimedes (287-212 SM) yang berasal dari

Italia. Contoh penerapan hukum Archimedes adalah pada kapal selam.

Hukum-hukum fisika dalam fluida statis sering dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia

dalam kehidupannya, salah satunya adalah prinsip hukum Pascal dan prinsip hukum Archimedes.

Namun, belum banyak masyarakat yang megetahui hal tersebut.

B. Rumusa Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas rumusan masalah yang akan dibahas dalam laporan ini

sebagai berikut :

1. Apa yang dimaksud dengan hukum Archimedes?

2. Bagaimana penulisan matematis hukum Archimedes?

3. Bagaimana penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari?

C. Tujuan

Tujuan dibuatnya laporan ini adalah untuk :

1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan hukum Archimedes.

2. Mengetahui penulisan matematis hukum Archimedes.

3. Mengetahui penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

D. Manfaat

Manfaat dibuatnya laporan ini diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Menambah wawasan bagi para pembaca mengenai hukum Archimedes dalam kehidupan

sehari-hari.

2. Memberikan pemahaman tentang hukum Archimedes kepada penyusun laporan.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Hukum Archimedes

Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pegapungan diatas benda cair yang

ditemukan oleh Archimedes.

Archimedes, seorang ilmuan Yunani merupakan penemu pompa spiral untuk menaikan air yang

dikenal dengan istilah Sekrup Archimedes. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat

dan gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air.

Hukum Archimedes mengatakan bahwa apabila sebuah benda sebagian atau seluruhnya

terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas

yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam

tersebut. Telah sama-sama kita ketahui bahwa berat jenis air tawar adalah 1.000 kg/m3, apabila

ada sebuah benda yang terbenam kedalam air tawar; maka berat benda tersebut seolah-olah akan

berkurang sebesar 1.000 kg untuk setiap 1 m3 air yang dipindahkan.

B. Penurunan Matematis Hukum Archimedes

Gaya apung dihasilkan dari selisih antara gaya hidrostatis yang dikerjakan oleh fluida terhadap

permukaan bawah benda dengan permukaan atas benda. Rumus gaya apung diturunkan

berdasarkan pemahaman tekanan hidrostatis. Gaya apung terjadi sebagai konsekuensi dari

tekanan hidrostatis yang makin meningkat dengan bertambahnya kedalaman. Dengan kata lain,

gaya apung terjadi karena makin dalamnya zat cair, makin besar tekanan hidrostatisnya.

Jika kita mengangkat sebuah batu di dalam air, batu tersebut akan terasa lebih ringan daripada

ketika kita mengangkatnya di darat. Hal ini bukan karena berat batu tersebut hilang, melainkan

karena adanya gaya apung yang bekerja pada batu tersebut sehingga menjadikan batu itu menjadi

lebih ringan.

Berikut adalah rumus gaya apung :

Fapung = F2 F1

= fgh2A fgh1A

= fgA (h2 h1)

= fgAh

= fgVbf

Keterangan :

Fapung = Gaya apung (N)

= Massa jenis air (kg/m2)

g = Gaya gravitasi (m/s2)

A = Luas alas permukaan benda yang tercelup (m2)

h = Tinggi benda yang dicelupkan (m)

V = Volume benda (m3)

Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air dari pada di udara karena

dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang

sesungguhnya. Ketika kita menimbang batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbangan

pegas menjadi lebih kecil dibandingkan dengan ketika dirimu menimbang batu di udara (tidak di

dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan lebih kecil karena ada gaya apung yang

menekan batu ke atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun

dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal ini bukan

berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga berat batu menjadi lebih

kecil, tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan gaya

angkat yang kita berikan pada batu tersebut sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di

dalam air terasa lebih ringan.

Ketika di dalam air, benda dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:

Keterangan : Wu = Berat sesungguhnya (N)

Ws = Berat semu (N)

Fa = Gaya angkat keatas (N)

Berdasarkan bunyi dan rumus hukum Archimedes diatas, suatu benda akan mengapung,

melayang, atau tenggelam di dalam zat cair tergantung pada gaya berat dan gaya keatas yang

bekerja.

1. Terapung

Suatu benda akan terapung di dalam zat cair apabila massa jenis benda lebih kecil dari massa

jenis zat cair atau Fa > W.

2. Melayang

Suatu benda akan melayang di dalam zat cair apabila massa jenis benda tersebut sama dengan

massa jenis zat cair atau Fa = W.

3. Tenggelam

Suatu benda akan tenggelam di dalam zat cair apabila massa jenis benda tersebut lebih besar dari

massa jenis zat cair atau Fa < W.

C. Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Hukum Archimedes berperan penting dalam perkembangan teknologi. Dalam kehidupan sehari-

hari banyak kita temukan teknologi yang menggunakan hukum Archimedes sebagai dasar

pembuatan teknologi tersebut. Beberapa contoh teknologi yang menerapkan hukum Archimedes

diantaranya sebagai berikut :

1. Teknologi Perkapalan (Kapal Laut dan Kapal Selam)

Kapal selam adalah kapal yang bergerak di bawah permukaan air, umumnya digunakan untuk

tujuan dan kepentingan militer. Sebagian besar Angkatan Laut memiliki dan mengoperasikan

kapal selam sekalipun jumlah dan populasinya masing-masing negara berbeda. Selain digunakan

untuk kepentingan militer, kapal selam juga digunakan untuk ilmu pengetahuan laut dan air

tawar dan untuk bertugas di kedalaman yang tidak sesuai untuk penyelam manusia.

Kapal selam menggunakan prinsip penerapan Hukum Archimedes yang tekait dengan terapung,

melayang, dan tenggelam. Kapal selam memiliki beberapa bagian yang membuat kapal selam

dapat melayang dan terapung di dalam air, bagian-bagian tersebut yaitu :

Tangki Ballast berfungsi untuk menyimpan udara dan air.

Katup udara, berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ballast (tangki).

Katup air, berfungsi untuk memasukkan air ke dalam ballast (tangki).

Tangki Kompresor udara, yang berfungsi memompa air keluar dari ballast dan diganti

dengan udara.

Kapal selam di desain memiliki tanki balast (trim), Tanki balast berfungsi menyimpan udara dan

air. Ketika kapal selam siap untuk menyelam, katup-katup besaryang dikenal sebagai

kingstons, yang terletak di dasar tangkibalas, dibuka untuk membiarkannya masuk ke

laut. Udara di dalam tangki keluar melalui katup-katup pada bagian atas, yang dikenal sebagai

lubang-lubang angin. Kapal selam itu masuk ke dalam air. Ketika kapal selam siap untuk

muncul ke permukaan, lubang-lubang angin ditutup dan tekanan udara didorong masuk ke dalam

tangki-tangki. Hal ini meniup air kembali melalui kingstons, dan kapal selam itu pun naik.

Dapat dikatakan bahwa tangki ballast ketika berisi udara berfungsi sebagai pelampung kapal

selam sehingga kapal selam dapat terapung. Syarat benda dapat melayang di dalam air adalah

ketika gaya apung benda sama besar dengan berat benda tersebut. Kapal selam ketika akan

menyelam, membuka katup air dan menutup katup udara sehingga air laut masuk ke dalam

tangki ballast dan membuat berat kapal selam bertambah serta tenggelam hingga ke kedalaman

yang diinginkan. Karena masih memiliki udara dari tangki kompresor udara, kapal selam dapat

menyeimbangkan gaya apung dengan beratnya. Namun, kapal selam akan pecah dan hancur jika

terlalu dalam menyelam karena sesuai prinsip tekanan hidrostatis yaitu, semakin dalam masuk ke

dalam air maka tekanan hidrostatisnya akan semakin besar. Ketika kapal selam akan naik ke atas

permukaan air, kapal selam membuka katup udara sehingga air di dalam tangki ballast terpompa

keluar dan kapal selam akan terdorong naik.

Kapal bisa dianggap sebagai balok yang terapung di permukaan air. Badan kapal laut sebagian

besar terbuat dari besi atau baja. Massa jenis besi atau baja lebih besar daripada massa jenis air,

tetapi mengapa kapal laut dapat terapung? Agar kapal laut dapat terapung, bagian dalam badan

kapal laut dibuat berongga. Rongga ini berisi udara yang memilik massa jenis lebih kecil

daripada air. Dengan adanya rongga ini, massa jenis rata-rata badan kapal laut dapat dibuat lebih

kecil daripada massa jenis air (badan kapal < air). Dengan massa jenis badan kapal yang lebih kecil

daripada massa jenis air itu, akan diperoleh berat kapal (W) lebih kecil daripada gaya ke atas (FA)

dari air sehingga kapal laut dapat tetap terapung di permukaan air. Hal ini berhubungan dengan

hukum Archimedes.

2. Hidrometer

Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur

massa jenis zat cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan

hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang paling

sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan realisasi bunyi hukum

archimedes, dimana suatu benda yang dimasukan ke dalam zat cair

sebagian atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang

besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Jika

hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan

tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian

hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan

oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer.

3. Jembatan Poton

Jembatan poton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum kosong yang

melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai sebuah jembatan. Jembatan

poton disebut juga jembatan apung. Untuk bisa di jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut

harus berada dalam kondisi kosong dan tertutup rapat sehingga udara di dalam drum tidak dapat

keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara itu berat jenis drum dapat diminimalkan

sehingga bisa terapung di atas permukaan air.

4. 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 ringan.

5. Kran Otomatis Pada Penampungan Air

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki

penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh

tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi

sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring

dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air.

Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga

secara otomatis kran tertutup.

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Penerbit Erlangga.

https://pustakafisika.wordpress.com/2012/01/27/penerapan-hukum-archimedes-tentang-konsep-

benda-terapung-melayang-dan-tenggelam-dalam-teknologi/

http://pengetahuan-olandsky.blogspot.com/

http://dfrananda.blogspot.com/