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