Mengapa benda ada yang tenggelam melayang dan terapung?

Ketika belajar Fisika, kita akan mempelajari hukum Archimedes. Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Seperti namanya, hukum Archimedes ditemukan oleh seorang ilmuwan asal Yunani bernama sama.

Bunyi hukum Archimedes yaitu: “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besanya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”.

Maksudnya, apabila suatu benda dimasukkan ke dalam zat cair, benda tersebut akan mengalami gaya apung. Kata “dipindahkan” dalam bunyi hukum Archimedes tersebut merujuk pada volume zat cair yang meluap dan terdesak, sehingga seolah-olah ada penambahan volume ketika suatu benda dicelupkan dalam zat cair.

Archimedes mengatakan bahwa besar zat cair yang terdesak mempunyai volume yang sama dengan volume benda yang dicelupkan. Maka, gaya apung (Fa) mempunyai nilai yang sama dengan berat zat cair (wf) yang dipindahkan.

Ada tiga keadaan ketika benda dicelupkan dalam zat cair, yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

Benda disebut tenggelam ketika posisi benda selalu berada pada dasar tempat zat cair berada. Kondisi ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda. Contohnya adalah besi dan batu akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air.

Benda dikatakan melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada. Kondisi ini terjadi jika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Contohnya adalah telur yang dimasukkan ke dalam air yang ditambahkan sedikit garam akan melayang karena massa jenis keduanya sama.

Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda. Contohnya plastik dan sterofoam yang dimasukkan dalam air.

Penerapan Hukum Archimedes Dalam Kehidupan Sehari-hari

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Semakin besar besar massa jenis zar cair, maka semakin sedikit pula bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.

Kapal selam mampu mengatur massa jenisnya di dalam air agar bisa menyelam, melayang, dan mengapung di permukaan air. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam suatu ruang di kapal sehingga membuat berat kapal bertambah.

Kapal laut yang terbuat dari besi atau baja dapat mengapung karena memiliki bentuk yang berongga. Akibatnya, volume air yang dipindahkan lebih besar dan gaya angkat ke atas lebih besar juga.

• Tentang
• Panduan Pengguna
• Kebijakan Cookie
• Daftar Isi

• Home
• Biologi
• Fisika
• Kimia
• Geografi
• Matematika
• Makalah
• Berita
• Ilmuan

Pembahasan kali ini adalah masih ada hubungan yang sangat erat dengan hukum archimedes yang telah dijelaskan pada pembahasan sebelumnya.

Konsep terapung, melayang dan tenggelam merupakan salah contoh aplikasi dan penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

Kapankah sebuah benda dapat terapung, melayang, dan tenggelam dalam zat cair? Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, ada tiga kemungkinan yang terjadi, yaitu

1. Terapung;

Benda terapung dalam zat cair jika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair dan gaya tekan ke atas sama dengan berat benda.

V1 = volume benda yang tercelup
Vb = volume benda
ρb  = massa jenis benda
ρc  = massa jenis zat cair

Gambar: Perbedaan Peristiwa terapung, melayang dan tenggelam

2. Melayang;

Benda melayang dalam zat cair jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair dan gaya tekan ke atas sama dengan berat benda.

ρb dapat berupa massa jenis gabungan dari beberapa zat yang disatukan.

3. Tenggelam.

Benda tenggelam dalam zat cair jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair dan gaya tekan ke atas lebih kecil daripada berat benda.

Demikian pembahasan singkat tentang, kapan sebuah dapat dikatan terapung, melayang dan tenggelam? 

Baca juga: Macam-macam Jenis Manometer

Hukum Archimedes, dan penjelasan Kenapa Benda bisa Terapung, Melayang, dan tenggelam?
Mungkin sebagian kita pernah bertanya, Mengapa kapal laut yang berukuran besar dan memiliki bobot berton-ton, dapat mengapung diatas air?, dan Kenapa Batu yang hanya berukuran kecil dan ringan akan tenggelam jika dimasukkan kedalam air? Saat suatu benda dimasukkan ke dalam suatu wadah yang berisi cairan, ada 3 kemungkinan yang akan terjadi pada benda tersebut, yaitu:

• Mengapung
• Melayang
• Tenggelam

Mengapung Mengapung atau terapung adalah keadaan dimana suatu benda tetap berada di permukaan, saat dimasukkan kedalam suatu wadah yang berisi Cairan.

Melayang

Melayang adalah keadaan dimana suatu benda berada di antara permukaan dan dasar, saat dimasukkan ke dalam suatu bejana yang berisi Cairan.

Tenggelam

Tenggelam adalah keadaan dimana suatu benda berada didasar, saat benda tersebut dimasukkan kedalam suatu bejana yang berisi cairan.

Kemudian, pertanyaannya adalah, Kenapa ada benda yang Terapung, Melayang atau Tenggelam saat di masukkan ke dalam wadah yang berisi cairan?

Mengapung, Melayang dan Tenggelam, menurut Hukum Archimedes

Mengapung, Melayang, Tenggelam

Penjelasan mengenai hal ini ditemukan dan dikemukakan sekitar tahun 245 SM, oleh seorang Ilmuwan Matematika yang sangat terkenal yang berasal dari Yunani, bernama Archimedes.

Berawal saat ia menceburkan tubuhnya kedalam sebuah bak air, dan ia memperhatikan banyak air yang tumpah disaat yang bersamaan, Kemudian ia menjelaskan hal ini, yang kita kenal dengan Hukum Archimedes, yang bunyinya:

“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat cair, akan mendapat gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut”

Dan pernyataan ini, diperkuat dengan suatu rumus perhitungan, yang kita kenal dengan Rumus Hukum Archimedes.

Rumus Hukum Archimedes:

Fa = p.V.g

Keterangan:

• Fa = gaya angkat ke atas
• V = volume benda yang tercelup di dalam cairan
• p = massa jenis zat cair
• g = percepatan gravitasi

Dari penjelasan diatas, dapat kita simpulkan bahwa, Suatu benda dapat terapung (Mengapung), melayang atau tenggelam bukan berdasarkan ukuran (Volume) atau Massa (Bobot) dari benda tersebut, melainkan yang menentukan adalah seberapa berat cairan yang berpindah/tumpah saat suatu benda diletakkan kedalam suatu wadah yang berisi cairan, dan hal ini dapat menjelaskan Kenapa Kapal laut yang berukuran besar dan memiliki bobot berton-ton dapat terapung di atas air. Setiap benda yang diletakkan diatas permukaan cairan, maka volume cairan tersebut akan berpindah, dan seberapa berat perpindahan cairan tersebut menentukan bagaimana kondisi benda tersebut.

Penjelasan Kenapa Benda bisa Mengapung, Melayang atau Tenggelam

Penyebab Benda bisa Terapung (mengapung) diatas Air (Cairan)

Benda akan Mengapung, jika saat benda tersebut dimasukkan kedalam wadah yang berisi cairan, dan berat cairan yang berpindah lebih besar dibanding berat benda tersebut, atau Massa jenis Benda lebih kecil dibanding Massa jenis Cairan.

Massa Jenis Benda < Massa Jenis Cairan

Berat Air yang berpindah > Berat benda

Penyebab Benda bisa Melayang di dalam Air (Cairan)

Benda akan Melayang, jika saat benda tersebut dimasukkan kedalam wadah yang berisi cairan, dan berat cairan yang berpindah sama dengan berat benda tersebut, atau jika Massa jenis Benda sama dengan Massa jenis Cairan.

Massa Jenis Benda = Massa Jenis Cairan

Berat Air yang berpindah = Berat benda

Penyebab Benda bisa Tenggelam di dalam Air (Cairan)

Benda akan Tenggelam, jika saat benda tersebut dimasukkan kedalam wadah yang berisi cairan, dan berat cairan yang berpindah lebih kecil dibanding berat benda tersebut, atau Massa jenis Benda lebih besar dibanding Massa jenis Cairan.

Massa Jenis Benda > Massa Jenis Cairan

Berat Air yang berpindah < Berat benda

Percobaan Sederhana

Anda dapat melakukan sebuah Percobaan sederhana untuk membuktikannya, dengan cara sebagai berikut:

1. Siapkan satu buah Gelas yang berisi air penuh, letakkan Gelas tersebut di atas mangkuk.
2. Siapkan beberapa jenis Benda yang berbeda-beda, pastikan masing-masing benda tersebut telah ditimbang dan diketahui beratnya masing-masing.
3. kemudian masukkan salah satu benda ke dalam Gelas berisi air tersebut, dan tentunya air akan curah saat benda tersebut di masukkan.
4. Air yang curah tersebut akan tertampung di dalam mangkuk, untuk kemudian kita Timbang Berat Tumpahan air tersebut.

• Jika Benda Mengapung, berarti Air yang Tumpah lebih berat dibanding Berat benda tersebut.
• Jika Benda Melayang, berarti Air yang Tumpah beratnya sama dengan Berat Benda tersebut.
• Jika Benda Tenggelam, berarti Air yang tumpah lebih ringan dibanding berat benda tersebut.

Kenapa Kapal Laut dapat Terapung (Mengapung) diatas air?, karena saat Kapal Laut tersebut berada diatas air, maka akan ada air yang berpindah (tumpah), Berat Air yang berpindah (Tumpah) masih lebih berat dibanding Berat kapal laut tersebut. Semoga bermanfaat!

Berbagi ilmu pengetahuan umum