HUKUM ARCHIMEDES

HUKUM ARCHIMEDES

Tujuan : mengetahui keadaan benda tenggelam, terapung dan melayang dalam zat cair serta penerapannya dalam kehidupan sehari hari.

Hukum archimedes ditemukan oleh ilmuwan berkebangsaan Yunani pada tahun 187-212 SM yang bernama Archimedes. Archimedes adalah seorang penemudan ahli matematika dari Yunani yang terkenal sebagai penemu hukum hidrostatika atau yang sering disebut Hukum Rchimedes.

Hukum Archimedes merupakan benda yang tercelup kedalam fliuida akan mengalami gaya ke atas sebesar berat fluida yang di pindahkan oleh benda itu.

Bunyi Hukum Archimedes :

“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”

1. Benda Tenggelam 

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.

gambar.1

Pada benda tenggelam terdapat tiga gaya yaitu :                             

W = gaya berat benda                                  
F_a = gaya archimedes                                    
N = gaya normal bidang                                               

                               Dalam keadaan seimbang maka W = N + F_a  sehingga :

W > F_a
m . g > ρ_ZC . V_b . g
ρ_b . V_b . g > ρ_ZC . V_b . g

ρ_b > ρ_zc

ρ_b = massa jenis benda
ρ_ZC = massa jenis zat cair

         Pada gambar dan persamaan di atas dapat dikatakan bahwa massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis zat cair tersebut, maka dapat di katakan benda tersebut dalam keadaan tenggelam.

2. Benda Melayang

      Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.

Benda Melayang

gambar.2

Pada benda melayang terdapat dua gaya yaitu: F_a dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

W = F_a
ρ_b . V_b . g = ρ_ZC . V_b . g

ρ_b = ρ_zc

      Pada gambar dan persamaan di atas dapat di katakan bahwa massa jenis benda sama dengan massa zat cair tersebut maka dari itu di sebut dengan benda dalam keadaan melayang.

3. Benda Terapung

                Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

Benda Terapung

gambar.3

Pada benda terapung terdapat dua gaya yaitu :Fa dan W. Dalam keadaan seimbang maka :

W = F_a
ρ_b . V_b . g = ρ_ZC . V₂ . g
ρ_b . V_b = ρ_ZC . V₂

karena V_b > V₂ maka : ρ_b < ρ_ZC

Pada gambar dan persamaan di atas dapat di katakan bahwa massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair tersebut maka dapat di katakan benda dalam keadaan terpaung.

Penerapan Hukum Archimedes dalam bidang teknik adalah sebagai berikut.

a) Kran otomatis pada penampungan air

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup.

b) Kapal selam

Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam.

c) Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Hukum Archimedes.\

Contoh soal        :

Massa jenis air laut 1025 kg/m3 , hitunglah volume batu yang tercelup ke dalam air laut jika berat air laut yang dipindahkan oleh batu sebesar 2 Newton !

Diketahui :
ρ air laut = 1025 kg/m3
W air laut = 2 N
g = 9.8 m/s2
ditanya :
V batu . . . ?

Jawab :
Berat air laut :
W = m.g
Gaya apung :
Fa = ρ . g. V

Dimana berat air yang tumpah sama dengan gaya apung batu sehingga dapat ditulis
W = Fa
W = ρ.g.Volume
2 = 1025(9,8) V
2 = 10.045.v
V = 10.045 / 2
V = 1.991 x 10-4 m3 = 199.1 cm3
Jadi volume batu yang tercelup 199.1 cm3

Dari ketiga peristiwa tersebut, dapatlah kita simpulkan bahwa suatu benda akan tenggelam tinggal dilihat dari kerapatan benda/massa jenis bendanya dibandingkan dengan massa jenis fluida.

Sumber                :

https://fisika79.wordpress.com/tag/hukum-archimedes/

http://fisikazone.com/hukum-archimedes/

BENDING LIGHT

TUJUAN:
1. Mengetahui pengertian pembiasan.
2. Mnegetahui terjadinya pembiasan.

Pada gambar di atas Cahaya merupakan salah satu contoh gelombang elektromagnetik, yang gelombang yang tidak memerlukan medium sebagai media perambatannya. Misalnya, pada siang hari tampak terang karena cahaya matahari menerangi bumi. Walaupun matahari berada jauh dari bumi dan dipisahkan oleh ruang hampa di ruang angkasa, namun cahaya matahari mampu sampai di bumi.

Di sekitar kita, ada banyak sekali benda yang memancarkan cahaya. Benda yang dapat memancarkan cahaya dinamakan sumber cahaya. Ada dua macam sumber cahaya, yaitu sumber cahaya alami dan sumber cahaya buatan. Sumber cahaya alami merupakan sumber cahaya yang menghasilkan cahaya secara alamiah dan setiap saat, contohnya matahari dan bintang. Sumber cahaya buatan merupakan sumber cahaya yang memancarkan cahaya karena dibuat oleh manusia, dan tidak tersedia setiap saat, contohnya lampu senter, lampu neon, dan lilin.

Gambar a

Gambar b

             

Selain dipantulkan, cahaya dapat pula mengalami pembiasan. Pembiasan cahaya merupakan peristiwa pembelokan  cahaya ketika merambat dari suatu medium ke medium lain yang memiliki indeks bias yang berbeda. Pembiasan cahaya terjadi karena adanya perubahan kelajuan gelombang cahaya ketika gelombang cahaya tersebut merambat diantara dua medium berbeda. 

Seperti gambar di atas terdapat dua medium yang di gunakan yaitu medium melalui udara dan medium melaui air.

-Jika cahaya masuk melalui udara menuju air maka cahaya tersebut akan mendekati garis normal (gambar a).

-Begitupun sebaliknya pada (gambar b) jika cahaya masuk melalui air menuju udara maka cahaya yang masuk akan mendekati garis notmal.