makalah archimedes

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Sejarah perahu/kapal

Sejarah kapal sejalan dengan petualangan manusia. Perahu yang dikenal pertama kali

dikenal pada masa Neolitikum, sekitar 10.000 tahun yang lalu. Kapal-kapal awal ini memiliki

fungsi yang terbatas: mereka dapat bergerak di atas air, tapi hanya itu. Terutama digunakan

untuk berburu dan memancing. Kanon tertua yang ditemukan arkeolog sering dibuat dari

batang pohon coniferous, menggunakan peralatan batu sederhana, dan ada juga Kapal Nabi

Nuh mungkin tidak asing bagi kita, Menurut Kitab Suci, kapal Nabi Nuh merupakan suatu

perahu besar yang dibuat dari kayu gofir dan ditutup dengan pakal. Ukuran keseluruhannya

adalah panjang 450 kaki, lebar 75 kaki dan tinggi 45 kaki dengan tiga geladak di dalam.

Sebuah “jendela” dibuat di bagian atas (Kejadian 6:14-16). Sepintas, ukuran keseluruhan

kapal ini menjadikannya kendaraan laut terbesar yang ada sebelum abad ke-20, dan

proporsinya secara menakjubkan mirip dengan kapal laut besar yang ada sekarang.Kitab

Suci mengatakan bahwa kapal Nabi Nuh kandas di “pegunungan Ararat” (Kejadian 8:4).

“Ararat” mungkin menerangkan suatu daerah (kerajaan kuno Urartu) dan bukan puncak

gunung secara khusus. Setelah Nabi Nuh dan keluarganya meninggalkan kapal di atas

gunung, kapal tersebut tidak pernah disebut-sebut lagi dalam Kitab Suci. Kemudian penulis-

penulis Kitab Suci tidak pernah menyatakan bahwa mereka tahu bahwa kapal tersebut

masih dapat dilihat.

Pegunungan yang disebut Ararat sekarang lebih nampak seperti daerah pegunungan

dengan dua puncak. Yang menarik, ada banyak laporan sepanjang sejarah mengenai perahu

besar di pegunungan di daerah ini. Keterangan yang paling awal (bermula pada abad ke-3

S.M.) menyatakan bahwa sudah diketahui secara umum bahwa kapal Nabi Nuh itu masih

dapat dilihat di pegunungan Ararat.

Kapal, adalah kendaraan pengangkut penumpang dan barang di laut (sungai

dsb) seperti halnya sampan atau perahu yang lebih kecil. Kapal biasanya cukup besar untuk

membawa perahu kecil seperti sekoci. Sedangkan dalam istilah inggris, dipisahkan

antara ship yang lebih besar dan boat  yang lebih kecil. Secara kebiasaannya kapal dapat

membawa perahu tetapi perahu tidak dapat membawa kapal. Ukuran sebenarnya dimana

sebuah perahu disebut kapal selalu ditetapkan oleh undang-undang dan peraturan atau

kebiasaan setempat.

Berabad-abad kapal digunakan oleh manusia untuk mengarungi sungai atau lautan yang

diawalioleh penemuan perahu. Biasanya manusia pada masa lampau

menggunakan kano, rakit ataupun perahu, semakin besar kebutuhan akan daya muat maka

dibuatlah perahu atau rakit yang berukuran lebih besar yang dinamakan kapal. Bahan-

bahan yang digunakan untuk pembuatan kapal pada masa lampau menggunakan kayu,

bambu ataupun batang-batang papirus seperti yang digunakan bangsa mesir kuno

kemudian digunakan bahan bahan logam seperti besi/baja karena kebutuhan manusia akan

kapal yang kuat. Untuk penggeraknya manusia pada awalnya

menggunakan dayung kemudian angin dengan bantuan layar, mesin uap setelah muncul

revolusi Industri dan mesin diesel serta Nuklir. Beberapa penelitian memunculkan kapal

bermesin yang berjalan mengambang di atas air seperti Hovercraft dan Eakroplane. Serta

kapal yang digunakan di dasar lautan yakni kapal selam.

Berabad abad kapal digunakan untuk mengangkut penumpang dan barang sampai

akhirnya pada awal abad ke-20 ditemukan pesawat terbangyang mampu mengangkut

barang dan penumpang dalam waktu singkat maka kapal pun mendapat saingan berat.

Namun untuk kapal masih memiliki keunggulan yakni mampu mengangkut barang dengan

tonase yang lebih besar sehingga lebih banyak didominasi kapal niaga dan tanker

sedangkan kapal penumpang banyak dialihkan menjadi kapal pesiar seperti Queen Elizabeth

dan Awani Dream.

BAB II

PENERAPAN PARAHU/KAPAL DALAM FISIKA

2.1 Penerapan Hukum Archimedes

Anda tentunya sering melihat kapal yang berlayar di laut, benda-benda yang terapung

di permukaan air, atau batuan-batuan yang tenggelam di dasar sungai. Konsep terapung,

melayang, atau tenggelamnya suatu benda di dalam fluida, kali pertama diteliti

oleh Archimedes. Menurut Archimedes, benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya

ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas. Besar gaya ke atas tersebut besarnya sama

dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Secara matematis, Hukum Archimedes

dituliskan sebagai berikut :

dengan: FA = gaya ke atas (N),

ρf  = massa jenis fluida (kg/m3),

Vf  = volume fluida yang dipindahkan (m3), dan

g    = percepatan gravitasi (m/s2).

Dapat dilihat bahwa besarnya gaya ke atas yang dialami benda di dalam fluida bergantung

pada massa jenis fluida, volume fluida yang dipindahkan, dan percepatan gravitasi Bumi.

Anda telah mengetahui bahwa suatu benda yang berada di dalam fluida dapat terapung,

melayang, atau tenggelam, berikut uraiannya.

2.2 Kapal Laut

Sangat berat tetapi dapat terapung di permukaan laut Konsep Gaya Apung,Konsep

Massa Jenis .Badan kapal yang terbuat dari besi berongga, ini menyebabkan volum air laut

yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya apung sebanding dengan

volum air yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar . gaya apung ini

mampu mengatasi berat total sehingga kapal laut mengaoung di permukaan laut.

Jadi massa jenis rata – rata besi berongga dan udara yang menempati rongga masih lebih

kecil dari pada massa jenis air laut. Oleh karena itu kapal itu mengapung.

Sebuah kapal selam memiliki tangki pemberat yang terletak di antara lambung

sebelah dalam sebelah luar. Tangki ini dapat diisi udara atau air. Mengatur isi tangki

pemberat berarti mengatur berat total kapal. Sesuai dengan konsep gaya apung, berat total

kapal selam akan menentukan apakah kapl selam mengapung atau menyelam

Kapal laut tidak akan tenggelam apabila. Berat kapal bertambah maka gaya ke atas juga

harus bertambah besar.

2.3 Proses Gaya Apung, Melayang dan Tenggelam

--Ketika terapung :

Wb <FA

ρ b. Vb g < ρ f V g

ρ b < ρ f

dimana : 

--Ketika melayang : Vb = Vt

Wb = FA

ρ b. Vb. g = ρ f .V. g

ρ b= ρ f

--Ketika tenggelam : Vb = Vt

Wb >FA

ρ b. Vb g > ρ f V g

ρ b > ρ f

2.3.1 Kapal Laut

Mengapa kapal yang terbuat dari baja dapat terapung di laut? Peristiwa ini

berhubungan dengan gaya apung yang dihasilkan oleh kapal baja tersebut.

Perhatikan Gambar 2.1 berikut.

Gambar 2.1 Kapal yang sama pada saat kosong dan penuh muatan. Volume air yang di

pindahkan oleh kapal ditandai dengan tenggelamnya kapal hingga batas garis yang

ditunjukkan oleh tanda panah. Balok besi yang dicelupkan ke dalam air akan tenggelam,

sedangkan balok besi yang sama jika dibentuk menyerupai perahu akan terapung. Hal ini

disebabkan oleh jumlah fluida yang dipindahkan besi yang berbentuk perahu lebih besar

daripada jumlah fluida yang dipindahkan balok besi. Besarnya gaya angkat yang dihasilkan

perahu besi sebanding dengan volume perahu yang tercelup dan volume fluida yang

dipindahkannya. Apabila gaya angkat yang dihasilkan sama besar dengan berat perahu

maka perahu akan terapung. Oleh karena itu, kapal baja didesain cukup lebar agar dapat

memindahkan volume fluida yang sama besar dengan berat kapal itu sendiri.

2.3.2 Kapal Selam

Tahukah Anda apa yang menyebabkan kapal selam dapat terapung, melayang, dan

menyelam?

Gambar 2.2 Penampang kapal selam ketika (a) terapung, (b) melayang, dan (c) tenggelam.

Kapal selam memiliki tangki pemberat di dalam lambungnya yang berfungsi mengatur

kapal selam agar dapat terapung, melayang, atau tenggelam. Untuk menyelam, kapal selam

mengisi tangki pemberatnya dengan air sehingga berat kapal selam akan lebih besar daripada

volume air yang dipindahkannya. Akibatnya, kapal selam akan tenggelam. Sebaliknya, jika

tangki pemberat terisi penuh dengan udara (air laut dipompakan keluar dari tangki pemberat),

berat kapal selam akan lebih kecil daripada volume kecil yang dipindahkannya sehingga kapal

selam akan terapung. Agar dapat bergerak di bawah permukaan air laut dan melayang, jumlah air

laut yang dimasukkan ke dalam tangki pemberat disesuaikan dengan jumlah air laut yang

dipindahkannya pada kedalaman yang diinginkan.http://makalaharchimedes.blogspot.com/