3. PERNAHKAH KALIAN?
Loncat-loncat di dalam kolam renang yang dalam?
Apakah kakimu terasa lebih ringan atau justru lebih berat?
Jika kamu berjalan di air yang cukup
dalam, misalkan permukaan air sampai
di dagumu, dengan sedikit
menghentakkan kaki, tubuhmu akan
mengambang ke atas.
4. Tujuan Pembelajaran
Melalui diskusi, peserta didik dapat menjelaskan hukum
Archimedes dengan tepat.
Melalui demonstrasi, peserta didik dapat menganalisis penerapan
hukum Archimedes pada benda yang terapung, melayang, dan
tenggelam di dalam air dengan tepat.
5. Ayo kita lakukan
percobaan
sederhana
Dari percobaan sederhana ini, apa
perbedaan yang kamu rasakan pada
berat batu saat di dalam air dan di
udara? Mengapa peristiwa ini terjadi?
6. Gaya Apung
Gaya apung inilah yang membuat berat batu dalam air terasa ringan.
Gaya apung merupakan gaya ke atas oleh zat cair pada benda yang
berada di dalam zat cair tersebut.
Pengurangan berat benda di dalam air sama dengan besar gaya apung
ke atas atau dirumuskan :
Dengan,
Fa = gaya ke atas atau gaya apung (N)
Wu = berat benda di udara (N)
Wa = berat benda di air (N)
Fa = wu - wa
7. Hukum Archimedes
Archimedes adalah seorang berkebangsaan Yunani yang terkenal sebagai
ahli matematika, astronomi, filsafat, dan fisika.
Menurut Hukum Archimedes, “Jika dicelupkan sebagian atau seluruhnya
ke dalam zat cair, benda tersebut akan mengalami gaya ke atas. Gaya ke
atas itu besarnya sama dengan berat zat cair yang didesak oleh benda
tersebut.”
Gaya ke atas ini disebut gaya apung.
Secara matematis, hukum Archimedes dapat dinyatakan dengan
persamaan berikut
Fa = ρf x g x Vbf
Dengan :
Fa = gaya ke atas atau gaya apung (N)
ρf = massa jenis zat cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Vbf = volume benda yang tercelup (m3)
8. Perhatikan! Yang dimaksud dengan berat zat cair yang
didesak/dipindahkan oleh benda tersebut adalah bagian dari berat benda
yang tercelup dalam zat cair.
9. Tenggelam Terapung Melayang
Adanya gaya apung dalam zat cair terhadap suatu benda membuat benda tersebut dapat
mengalami tiga kemungkinan posisi suatu benda ketika dimasukkan ke dalam air yaitu
tenggelam, melayang dan terapung
10. Apa syarat benda tenggelam, terapung atau
melayang dalam fluida?
Ayo lakukan
demonstrasi
sederhana
berikut ini!
11.
12. Pada benda yang berada di dalam air bekerja dua gaya segaris yang
berlawanan arah yaitu gaya berat (w) yang arahnya ke bawah dan
gaya apung (Fa) yang arahnya ke atas.
Tenggelam Terapung
Melayang
14. LATIHAN
1. Perhatikan gambar percobaan berikut
Besarnya gaya ke atas yang diberikan zat cair sebesar ...
80 N
72 N
15. Jawab
Fa = Wu – Wa
= 80 N – 72 N
= 8 N
80 N
72 N
16. 2. Sebuah batu dengan volume 1 m3 tercelup seluruhnya kedalam air
dengan massa jenis 1000 kg/m3. Jika percepatan gravitasi bumi = 10
m/s2, maka batu akan mengalami gaya ke atas sebesar...
a. 10 N
b. 100 N
c. 1000 N
d. 10.000 N
17. PEMBAHASAN
Diketahui
V = 1 m3
ρ = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya: Fa = ...
Jawab:
Fa = ρ . V . g
Fa = 1000 kg/m3 . 1 m3 . 10 m/s2
= 10.000 N
18. 3. Sebuah balok kayu dicelupkan dalam air. Ternyata
25% bagian berada di atas permukaan air dan 75%
bagian berada di dalam air. Bila massa jenis air 1
gr/cm3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2 maka
berapa massa jenis balok kayu tersebut?
19. Diketahui :
Volume benda tercelup = 75% volume benda
ρ air (massa jenis air) = 1 g/cm3.
g (percepatan gravitasi) = 10 m/s2.
Ditanya = ρ balok (massa jenis balok)
Jawab =
Fa = w
ρ air x g x Vbf = ρ balok x g x Vb
1 x Vbf = ρ balok x Vb
1 x 75% x Vb = ρ balok x Vb
1 x (75/100) = ρ balok
0,75 g/cm3. = ρ balok
20. 4. Sebuah benda dengan volume 8000 cm3 dan massa jenis 1500 kg/m3
tercelup seluruhnya di dalam air. Massa jenis air 1000 kg/m3, percepatan
gravitasi bumi g = 10 m/s2. berapakah besar gaya apung yang di alami benda
tersebut dan berat benda di dalam air?
21. Diketahui
Volume benda = 8000 cm3 (tenggelam)
Massa jenis benda = 1500 kg/m3
Massa jenis air 1000 kg/m3
Percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2.
Ditanyakan = Fa dan wa
Jawab
Fa = ρ zat cair x g x Vbf
= 1000 x 10 x 0,008
= 80 N
Wu = ρ benda x g x Vb
= 1500 x 10 x 0,008
= 120 N
Wa = Fa + wu
= 80 + 120
= 200 N
22. 5. Balok yang memiliki tinggi 20 cm dan massa jenis 0,75
g/cm3 mengapung diatas cairan yang massa jenisnya 1,2
g/cm3. Berapa tinggi balok yang muncul di permukaan?
a. 20 cm
b. 12,5 cm
c. 10 cm
d. 7,5 cm
23. PEMBAHASAN
Diketahui :
t benda = 20 cm
ρ benda = 0,75 g/cm3
ρ zat cair = 1,2 g/cm3.
Ditanya = t benda di atas permukaan cairan
Jawab =
Fa = w
ρ zat cair x g x Vbf= ρ benda x g x Vb
1,2 x 10 x Vbf = 0,75 x 10 x Vb
12 x (p x l x tbf) = 7,5 x (p x l x t)
12 x tbf = 7,5 x 20
12 x tbf = 15
tbf = 7,5 cm
Maka, T benda
di atas permukaan = t benda – tbf
= 20 – 7,5
= 12,5 cm
25. 1. KAPAL SELAM
Kapal selam adalah kapal laut yang dapat berada dalam tiga keadaan, yaitu
mengapung, melayang, dan tenggelam.
Ketiga keadaan ini dapat dicapai dengan cara mengatur banyaknya air dan udara
dalam badan kapal selam.
Ketika kapal selam ingin terapung maka bagian badan kapal harus berisi udara.
Ketika akan melayang, udara di dalam badan kapal dikeluarkan dan diisi dengan air
sehingga mencapai keadaan melayang.
Jika ingin tenggelam maka air dalam badan kapal harus lebih diperbanyak
26. Hidrometer adalah alat
yang digunakan untuk
mengukur massa jenis
zat cair.
Jembatan ponton merupakan
jembatan yang dibuat
berdasarkan prinsip benda
terapung
3. JEMBATAN PONTON
2.
HIDROMETER
4. KAPAL LAUT Kapal laut dapat terapung di atas permukaan air karena
bentuk kapal dibuat berongga sehingga volume air yang
dipindahkan kapal tersebut dapat lebih besar.
Hal ini mengakibatkan gaya ke atas dari air juga menjadi
lebih besar dan mampu menahan kapal agar tidak
tenggelam.
