Hukum Archimedes

Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup

sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang

besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya.

Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan

mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang

dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam

persamaan :

 

Fa = ρ v g

Keterangan :

Fa = gaya ke atas (N)

V = volume benda yang tercelup (m3)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (N/kg)

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari

hukum newton juga.

- Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan

benda

melayang .

- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang

- Bila FA

Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa balok maka agar balok

berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih

kecil dari pada volume balok.Artinya tidak seluruhnya berada terendam dalam

cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda melayang maka

volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan volume balok dan rapat

massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda.

Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka benda akan

mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan

jatuh tenggelam.

Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair

akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke

atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan

besarnya kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut.

• Tenggelam

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda

(w)

lebih besar dari gaya ke atas (Fa).

w > Fa

_b X Vb X g > _a X Va X g

_b > _a

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (_)

• Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda

(w)

sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan

setimbang

w = Fa

_  b X Vb X g = _  a X Va X g

_b = ρ a

Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :

(FA)tot = Wtot

rc . g (V1+V2+V3+V4+…..) = W1 + W2 + W3 + W4 +…..

• Terapung

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda

(w)

lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).

w = Fa

ρ b X Vb X g = ρ a X Va X g

ρ b < ρ a

Misal : Sepotong gabus ditahan pada dasar bejana berisi zat cair, setelah dilepas,

gabus

tersebut akan naik ke permukaan zat cair (terapung) karena :

FA > W

rc . Vb . g > rb . Vb . g

rc $rb

Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn).

Fn = FA - W

Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :

FA’ = W

rc . Vb2 . g = rb . Vb . g

FA’ = Gaya ke atas yang dialami oleh bagian benda yang tercelup di dalam zat

cair.

Vb1 = Volume benda yang berada dipermukaan zat cair.

Vb2 = Volume benda yang tercelup di dalam zat cair.

Vb = Vb1 + Vb 2

FA’ = rc . Vb2 . g

Berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan