HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini, kita akan membahas Contoh Penerapan Hukum Archimedes. Hukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang tenggelam di dalam fluida akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang di pindahkan oleh benda tersebut.
Baca Juga: Contoh Apersepsi dalam Pembelajaran Hukum Archimedes
A. Contoh Penerapan Hukum Archimedes
Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari:
1. Contoh Penerapan Hukum Archimedes pada Kapal laut
Hukum Archimedes dapat di terapkan pada kapal laut untuk menjelaskan mengapa kapal dapat mengapung di atas permukaan air. Kapal laut di rancang sedemikian rupa sehingga beratnya terdistribusi merata di atas air. Saat kapal laut di tempatkan di atas air, ia akan mendorong air ke samping dan ke bawah. Sebagian besar volume kapal berada di bawah permukaan air, dan air yang di pindahkan oleh kapal memiliki berat yang sama dengan berat kapal itu sendiri.
Saat kapal laut terapung di atas air, gaya gravitasi menarik kapal ke bawah, dan gaya apung menahan kapal agar tetap di atas air. Gaya apung tersebut di hasilkan oleh air yang mendorong kapal ke atas, yang besarnya sama dengan berat air yang di pindahkan oleh kapal. Gaya apung akan tetap konstan selama kapal tetap terapung di atas air.
Untuk meningkatkan kemampuan kapal mengapung, biasanya bagian bawah kapal diberi bentuk melengkung atau membungkuk. Hal ini menghasilkan gaya angkat atau lift, yang membantu meningkatkan gaya apung dan mengurangi gesekan antara kapal dan air. Gaya lift di hasilkan oleh aliran fluida yang melintasi permukaan melengkung atau membungkuk tersebut. Kapal laut juga memiliki tangki air balast yang dapat di isi atau di kosongkan untuk membantu mengendalikan ketinggian kapal di atas air.
Dengan memahami prinsip-prinsip hukum Archimedes, para insinyur dan desainer kapal dapat merancang kapal laut yang lebih efisien, aman, dan stabil di atas air. Misalnya, mereka dapat menghitung berapa banyak beban yang dapat di tampung oleh kapal dan memperkirakan berapa banyak tangki balast yang diperlukan untuk menjaga ketinggian kapal di atas air. Hal ini penting untuk mengoptimalkan penggunaan kapal laut dan mencegah terjadinya kecelakaan kapal laut akibat kelebihan beban atau ketidakstabilan.
2. Contoh Penerapan Hukum Archimedes pada Balon udara
Hukum Archimedes dapat di terapkan pada balon udara untuk menjelaskan mengapa balon udara dapat terbang di udara. Balon udara biasanya di isi dengan gas helium atau hidrogen, yang memiliki berat jenis lebih rendah dari udara sekitarnya. Karena berat jenis helium atau hidrogen lebih ringan, maka gas-gas tersebut akan menghasilkan gaya apung yang besar saat di isi ke dalam balon udara.
Gaya apung tersebut bekerja melawan gaya gravitasi yang menarik balon udara ke bawah. Ketika balon udara telah diisi dengan gas helium atau hidrogen, maka berat udara yang di pindahkan oleh balon udara akan sama dengan berat balon udara itu sendiri. Oleh karena itu, balon udara akan mengapung di atas udara sekitarnya.
Dalam penerapan hukum Archimedes pada balon udara, gaya apung yang di hasilkan oleh gas helium atau hidrogen akan selalu konstan selama berada di udara. Namun, terdapat beberapa faktor yang dapat memengaruhi ketinggian balon udara di udara, seperti kondisi cuaca, suhu udara, kelembaban, dan berat beban yang di angkat oleh balon udara.
Untuk mengontrol ketinggian balon udara di udara, para pilot balon udara dapat memompa gas helium atau hidrogen dari tangki gas di dalam balon atau membuang sebagian gas helium atau hidrogen ke udara melalui katup gas. Hal ini dapat memengaruhi gaya apung balon udara dan membantu mengontrol ketinggian balon udara di udara.
Dalam penerapan hukum Archimedes pada balon udara, para ilmuwan dan insinyur juga dapat merancang balon udara yang lebih efisien dan aman dengan memperhatikan faktor-faktor yang memengaruhi ketinggian balon udara. Hal ini penting untuk meningkatkan kinerja dan keselamatan balon udara dalam menjalankan tugasnya, seperti misalnya dalam kegiatan pengamatan atau penelitian udara.
Baca Juga: LKPD Hukum Archimedes – Berbasis Keterampilan Proses Sains
3. Contoh Penerapan Hukum Archimedes pada Timbangan hidrostatis
Timbangan hidrostatis memanfaatkan hukum Archimedes untuk mengukur berat jenis benda. Ketika benda di celupkan ke dalam fluida, timbangan hidrostatis dapat mengukur berat fluida yang di pindahkan oleh benda tersebut. Dari hasil pengukuran tersebut, berat jenis benda dapat di hitung.
Hukum Archimedes juga dapat di terapkan pada timbangan hidrostatis, yang digunakan untuk mengukur massa benda berdasarkan gaya apung yang di hasilkan oleh benda tersebut dalam air.
Timbangan hidrostatis memiliki prinsip kerja yang mirip dengan neraca. Ketika sebuah benda dimasukkan ke dalam wadah air di timbangan hidrostatis, benda tersebut akan menimbulkan gaya apung yang sebanding dengan volume air yang di pindahkan oleh benda tersebut. Gaya apung inilah yang menyebabkan timbangan hidrostatis bergerak ke atas.
Untuk mengukur massa benda, timbangan hidrostatis harus di kalibrasi terlebih dahulu. Timbangan ini biasanya di atur sedemikian rupa sehingga ukurannya menghasilkan pembacaan berdasarkan gaya apung yang di hasilkan oleh benda yang di letakkan di dalam air. Semakin besar gaya apung yang dihasilkan oleh benda, semakin kecil berat benda yang di ukur oleh timbangan hidrostatis.
Penerapan hukum Archimedes pada timbangan hidrostatis juga dapat di gunakan untuk mengukur densitas suatu benda. Densitas benda dapat di hitung dengan mengukur massa benda di udara dan di dalam air, kemudian menghitung volume benda berdasarkan perbedaan gaya apung yang di hasilkan oleh benda dalam kedua kondisi tersebut.
Timbangan hidrostatis juga di gunakan dalam berbagai bidang, seperti penelitian material, pengujian mutu bahan dan peralatan, serta dalam industri farmasi dan kimia. Timbangan ini dapat mengukur massa benda dengan akurasi yang tinggi dan dapat di gunakan untuk mengukur berbagai jenis benda, termasuk benda-benda yang sangat kecil.
4. Penerapan Hukum Archimedes pada Submarine atau Kapal Selam
Submarine atau kapal selam menggunakan prinsip hukum Archimedes untuk memungkinkan mereka bergerak ke atas atau ke bawah di dalam air. Submarine dapat mengontrol ketinggiannya di dalam air dengan memompa atau mengeluarkan air dari tangki balast mereka.
Hukum Archimedes memiliki peran penting dalam desain dan operasi kapal selam atau submarine. Kapal selam bekerja dengan cara mengubah volume air di dalam tabung toraknya sehingga menghasilkan gaya apung yang berubah-ubah.
Ketika kapal selam berada di bawah air, tabung torak kapal selam akan di isi dengan air laut. Volume air yang masuk ke dalam tabung torak ini menyebabkan berat kapal selam menjadi lebih besar dari berat air yang di pindahkan oleh kapal selam, sehingga kapal selam akan tenggelam. Pada saat ini, kapal selam berada di bawah air dengan bantuan kekuatan mesin dan sistem propulsi.
Namun, ketika kapal selam ingin naik ke permukaan air, kapal selam akan mengeluarkan air dari tabung toraknya. Ketika volume air yang di keluarkan sama dengan volume air yang di pindahkan oleh kapal selam, maka kapal selam akan menghasilkan gaya apung yang cukup untuk mendorong kapal selam naik ke permukaan air.
Selain itu, gaya apung yang di hasilkan oleh kapal selam juga dapat di gunakan untuk mengendalikan kedalaman kapal selam saat berada di bawah air. Dengan mengubah volume air di dalam tabung torak, kapal selam dapat naik atau turun di dalam air sesuai dengan kebutuhan. Hal ini memungkinkan kapal selam untuk menghindari rintangan di bawah air dan juga menghindari deteksi oleh musuh.
Penerapan hukum Archimedes pada kapal selam juga penting dalam mempertimbangkan keamanan dan stabilitas kapal selam. Sebuah kapal selam yang di rancang dengan prinsip-prinsip hukum Archimedes akan dapat mempertahankan keseimbangan dan stabilitas di bawah air dengan lebih baik. Hal ini penting untuk mencegah terjadinya kecelakaan atau kerusakan pada kapal selam selama operasi di bawah air.
5. Kolam Renang
Hukum Archimedes juga dapat di terapkan pada kolam renang untuk menjelaskan mengapa benda-benda di dalam air terlihat lebih ringan di bandingkan di luar air. Ketika sebuah benda di masukkan ke dalam air, ia akan mendorong air ke samping dan ke bawah, yang menghasilkan gaya apung yang menahan benda agar tetap mengapung di atas air.
Ketika seseorang berada di dalam kolam renang, beratnya akan terdistribusi merata di atas air dan juga di bawah air. Sebagian besar volume tubuh seseorang berada di bawah permukaan air, dan air yang di pindahkan oleh tubuh memiliki berat yang sama dengan berat tubuh itu sendiri. Gaya apung yang di hasilkan oleh air ini akan menahan tubuh agar tetap mengapung di atas air.
Dalam penerapan hukum Archimedes pada kolam renang, gaya apung akan selalu konstan selama seseorang tetap di dalam air. Oleh karena itu, semakin besar volume tubuh seseorang yang berada di dalam air, semakin besar gaya apung yang di hasilkan dan semakin mudah bagi orang tersebut untuk mengapung di atas air.
Para ahli olahraga dan pelatih kolam renang dapat memanfaatkan prinsip hukum Archimedes untuk membantu atlet berenang meningkatkan kinerja mereka. Misalnya, mereka dapat membantu atlet menemukan posisi tubuh yang optimal untuk menghasilkan gaya apung yang maksimal dan membantu mereka mengatur pernapasan agar tetap stabil di atas air.
Selain itu, prinsip hukum Archimedes juga penting dalam desain kolam renang dan peralatan renang. Misalnya, pembuat kolam renang dapat memperhitungkan volume air yang di butuhkan untuk menopang berat orang-orang yang akan berenang di dalam kolam renang. Selain itu, pembuat peralatan renang seperti baju renang atau pelampung renang dapat merancang produk mereka agar menghasilkan gaya apung yang optimal dan membantu orang untuk berenang lebih efisien di dalam air.
B. Kesimpulan
Itulah beberapa contoh penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari. Hukum Archimedes memiliki banyak aplikasi dalam dunia teknik dan sains, dan telah memberikan kontribusi besar terhadap penemuan dan inovasi yang berkaitan dengan fluida dan mekanika.
Baca Juga: Contoh Penerapan Konsep Momentum dan Implus
Demikian semoga bermanfaat