Pendahuluan
Perhatikan gambar 1. Mengapa kapal bisa terapung di atas air dan tidak
tenggelam? Padahal kapal terbuat dari bahan logam yang berat. Kapal tidak tenggelam
karena berat kapal sama dengan gaya ke atas yang dikerjakan air laut.
Bandingkan jika kalian menjatuhkan sebuah batu ke dalam air, apakah juga akan
mengapung? Untuk lebih memahaminya mari kita pelajari materi berikut.
Ketika sebuah benda dimasukkan ke dalam zat cair maka benda tersebut akan mendapatkan gaya yang arahnya ke atas yang disebut gaya apung. Gaya apung ini mempunyai nilai yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkan. Hal ini sesuai dengan bunyi Hukum Archimedes “
Akibat adanya gaya apung, berat benda dalam zat cair akan berkurang. Benda yang diangkat dalam zat cair akan terasa lebih ringan dibandingkan jika diangkat di darat. Hubungan antara berat benda di udara (wu), gaya ke atas (Fa) dan berat benda di zat cair (wa) adalah :
wa = wu - Fa
dengan:
wu = berat benda di udara (N)
wa = berat benda dalam zat cair (N)
Fa = gaya keatas atau gaya apung (N)
wu = berat benda di udara (N)
wa = berat benda dalam zat cair (N)
Fa = gaya keatas atau gaya apung (N)
dan besarnya gaya keatas (Fa) dirumuskan sebagai berikut :
FA = gaya keatas (N)
ρcair = massa jenis zat cair (kg/m3)
Vb = volume benda yang tercelup (m3)
g = Percepatan gravitasi (m/s2).
Contoh 1
Sebuah batu dengan volume 0,5 m3 tercelup seluruhnya kedalam air dengan massa jenis 1000 kg/m3. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2, Berapa besar gaya keatas yang dialami oleh benda ?
Pembahasan
Diketahui
Vb = 0,5 m3
ρ = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya: Fa = ... ?
Jawab:
Vb = 0,5 m3
ρ = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya: Fa = ... ?
Jawab:
Fa = ρcair . g. Vb
Fa = 1000 . 10. 0,5
Fa = 5.000 N
Fa = 5.000 N
Contoh 2
Sebuah benda mempunyai berat 60 N ketika dimasukkan ke dalam air beratnya menjadi 40 N. Berapa gaya ke atas yang dialami oleh benda dan berapa volume benda yang tercelup ?
Pembahasan
Diketahui :
wu = 60 N
ws = 40 N
Diketahui :
wu = 60 N
ws = 40 N
ditanya : Fa = …… ?
Jawab :
ws = wu – Fa
Fa = w – ws
Fa = 60 N – 40 N
Fa = 20 N
Jawab :
ws = wu – Fa
Fa = w – ws
Fa = 60 N – 40 N
Fa = 20 N
Jadi gaya keatas yang dialami adalah 20 N.
Sedangkan volume benda yang tercelup adalah :
Fa = ρcair . g . Vb
20 = 1000(10)
20 = 10.000 Vb
Vb = 20/10.000
Vb = 0,002 m3
LATIHAN-LATIHAN SOAL
SOAL 1
Sebuah batu dengan volume 0,8 m3 tercelup seluruhnya kedalam air dengan massa jenis 1000 kg/m3. Jika percepatan gravitasi bumi = 10 m/s2, Berapa besar gaya keatas yang dialami oleh benda ?
SOAL 2
Sebuah benda mempunyai berat 80 N ketika dimasukkan ke dalam air beratnya menjadi 50 N. Berapa gaya ke atas yang dialami oleh benda dan berapa volume benda yang tercelup ?
SOAL 3
Sebuah benda terapung pada zat cair yang massa jenisnya 800 kg/m3. Jika ¼ bagian benda tercelup dalam zat cair tersebut maka massa jenis benda adalah…
A. 100 kg/m3
B. 200 kg/m3
C. 300 kg/m3
D. 400 kg/m3
E. 500 kg/m3
A. 100 kg/m3
B. 200 kg/m3
C. 300 kg/m3
D. 400 kg/m3
E. 500 kg/m3
SOAL 4
Berat sebuah benda di udara 5 N. Apabila benda ditimbang di dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m3) beratnya menjadi 3,4 N. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2 maka massa jenis benda adalah…
A. 800 kg/m3
B. 1000 kg/m3
C. 1500 kg/m3
D. 2755 kg/m3
E. 3125 kg/m3
A. 800 kg/m3
B. 1000 kg/m3
C. 1500 kg/m3
D. 2755 kg/m3
E. 3125 kg/m3
SOAL 5
Post a Comment