Makalah FISIKA (Prinsip Archimedes pada Kapal Laut) "Bagaimana kapal laut bisa mengapung ?"

Makalah Fisika

JUDUL             :Prinsip Archimedes Pada Kapal Laut

KELAS            :

KELOMPOK   :

ANGGOTA      :

Prinsip Archimedes Pada Kapal Laut

 

Kapal laut dibuat berongga sehingga volume kapal menjadi besar. Akibatnya volume air yang dipindahkan menjadi besar. Hal tersebut mengakibatkan gaya apung kapal besar sehingga kapal tidak tenggelam.

Tentunya teman-teman semua sudah mengetahui bahwa sebagian komponen Kapal Laut terbuat dari besi. Jika sepotong besi kita celupkan kedalam air, maka potongan atau lempeng besi tersebut akan langsung tenggelam. Lalu mengapa dalam kasus sebuah Kapal Laut, koq Kapal tersebut dapat terapung di laut ?.

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, terlebih dahulu kita harus memahami konsep Massa Jenis benda dan Hukum Archimedes.

Apa itu Massa Jenis ?

Massa jenis atau rapat massa (ρ) adalah suatu besaran turunan yang diperoleh dengan membagi massa suatu benda atau zat dengan volumenya.
Secara matematis massa jenis ditulis:

ρ = m

v

dimana

• ρ adalah massa jenis, satuan dalam SI : kg/m³
• m adalah massa, satuannya adalah kg
• V adalah volume, satuannya adalah m³

 

Hukum Archimedes

Masih ingatkah kita dengan Hukum Archimedes yang mengatakan :

Sebuah benda yang tercelup sebagaian atau seluruhnya ke dalam air atau

zat cair lainnya akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat

zat cairyang dipindahkannya.

Dari pernyataan diatas, kita dapat melakukan perbandingan massa jenis sebuah benda dengan massa jenis air :

• Tenggelam

Sebuah benda akan tenggelam jika benda tersebut tercelup seluruhnya

dan berada di dasar suatu zat cair. Sebuah benda akan tenggelam di dalam

suatu zat cair jika berat benda(w) lebih besar dari pada gaya ke atas(FA).

Dengan kata lain, sebuah benda akan tenggelam  di dalam suatu zat cair

jika massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis zat cair dan

volume benda sama dengan volume zat cair yang dipindahkan  (VA = Vf).

Massa jenis benda > Massa jenis air => TENGGELAM / Fa < W

• Melayang

Sebuah benda akan melayang jika sebuah benda tercelup seluruhnya tetapi

tidak mencapai dasar dari zat cair tersebut. Suatu benda akan melayang

di dalam suatu zat cair jika berat benda (w) sama dengan gaya ke atas (FA).

Jadi dalam keadaan melayang, massa jenis benda sama dengan massa

jenis zatcair dan volume benda sama dengan volume zat cair

yang dipindahkan (Vb = Vf).

Massa jenis benda = Massa jenis air => MELAYANG / Fa = W

• Terapung

Sebuah benda dikatakan terapung jika benda tersebut tercelup sebagian

di dalam zat cair. Dalam keadaan terapung , volume benda yang tercelup

dalam zat cair lebih kecil dari pada volume benda (Vb > Vf).

Pada kasus benda terapung, berat benda(w)sama dengan gaya ke atasnya(FA).

Oleh karena itu , dalam keadaan terapung massa jenis benda lebih kecil

dari pada massa jensi zat cair.

Massa jenis benda < Massa jenis air => MENGAPUNG / Fa > W

Gaya Apung

Menurut Archimedes, benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas (gaya apung). Besar gaya ke atas tersebut besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Secara matematis, Hukum Archimedes dituliskan sebagai berikut.

Dimana :

FA = gaya ke atas / gaya apung (N),

ρ_f = massa jenis fluida (kg/m³),

V_f = volume fluida yang dipindahkan / volume benda tercelup (m³),

g = percepatan gravitasi (m/s²).

“Gaya apung yang bekerja  pada benda yang dimasukkan dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkannya”

Badan kapal yang terbuat dari baja berongga, ini menyebabkan volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi sangat besar. Gaya apung sebanding dengan volume air yang dipindahkan, sehingga gaya apung menjadi sangat besar . Gaya apung ini mampu mengatasi berat total sehingga kapal laut mengapung di permukaan laut.

Berikut ini adalah tabel massa jenis untuk beberapa logam :

No.	Logam	Massa Jenis(kg/m3)
1.	Aluminium	2.700
2.	Besi	7.900
3.	Kuningan	8.400
4.	Perak	10.500
5.	Emas	19.300
6.	Platina	21.450

Sedangkan Massa jenis air adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3