Hukum Archimedes adalah salah satu materi bahasan pada mata pelajaran Fisika yang akan dipelajari oleh siswa siswi di bangku SMA kelas 11. Mempelajari fisika, banyak hal yang menarik. Terkadang ada yang mudah dipahami. Tapi tak jarang terdapat beberapa materi yang sulit dipahami secara baik.
Secara umum mata pelajaran fisika mempelajari teori dan hukum tertentu dalam bidang fisika. Seperti hukum Newton, hukum Kepler, hukum gravitasi bumi, hukum kekekalan massa, hukum bunyi , hingga hukum gaya. Lalu apa itu hukum Archimedes?
Hukum hasil temuan Archimedes ini dapat diibaratkan pada sebuah kolam air berukuran besar. Kamu berenang di kolam tersebut. Pada saat berenang akan timbul daya terangkat ke atas dari permukaan air terhadap badan dan objek-objek benda yang berada di dalam air.
Segala upaya dalam mengangkat sesuatu benda di dalam air terasa lebih ringan dan enteng. Hal ini disebabkan adanya gaya Archimedes pada benda yang berada di air. Sehingga lahirlah hukum dalam bidang fisika ini..
Pengertian Hukum Archimedes
Pengertian hukum Archimedes adalah suatu hukum yang menerangkan tentang keterkaitan antara gaya apung dan gaya berat pada sebuah benda apabila benda tersebut dimasukkan pada fluida. Hal ini karena timbulnya gaya apung ke permukaan membuat benda tersebut memiliki bobot beratnya menjadi berkurang. Hal tersebut berbeda sekali jika sebuah benda berada di daratan.
Pada hukum temuan Archimedes ini diterangkan bahwa adanya gaya angkat ke atas yang dihasilkan dari suatu benda apabila benda tersebut dimasukkan ke dalam kandungan zat gas atau air (fluida). Dari hukum ini membuat beberapa penemuan penting dihasilkan. Seperti kapal motor, perahu layar, kapal induk, dan lain-lain.
Pengertian hukum Archimedes inilah yang melahirkan gaya Archimedes berkat riset mendalam yang dilakukan oleh ilmuwan terkenal ini. Archimedes adalah ilmuwan berkebangsaan Yunani yang namanya semakin tersohor berkat penemuannya terhadap hukum ini yang telah terbukti kebenarannya.
Konsep hukum fisika ini kemudian diterapkan pada berbagai bidang kehidupan manusia sampai saat ini. Itu semua sangat bermanfaat bagi kehidupan dalam memudahkan aktivitas manusia sehari-hari dalam segala bidang. Termasuk dalam transportasi laut.
Sejarah Hukum Archimedes
Archimedes merupakan salah seorang tokoh ilmuwan fisikawan hebat di jamannya. Berbagai penemuan penting telah ditemukannya. Yang paling bersejarah dan fenomenal adalah penemuannya tentang hukum ini. Karena itu penting mengenal sejarah hukum Archimedes.
Di daerah Yunani tepatnya tahun 287 hingga 212 SM telah hidup seorang ilmuwan cerdas bernama Archimedes. Beliau sangat pandai terhadap ilmu filsafat, astronomi, fisika dan juga matematika.
Sycracuse merupakan kota tempat kelahiran Archimedes. Di kota ini, Archimedes telah ditempa untuk menjadi seorang ilmuwan dari bangku sekolah. Apalagi ayahanda tercintanya seorang yang ahli bintang. Sehingga sejak kecil Archimedes sudah mengenal dan mempelajari bintang-bintang secara baik.
Tumbuh sebagai manusia dewasa, Archimedes dipercaya oleh raja sebagai ilmuwan di kalangan istana. Berbagai permasalahan raja dalam segi sains dapat ditangani secara baik. Salah satunya ketika raja meminta Archimedes untuk menguji mahkota yang dimilikinya mengandung emas asli atau tidaknya. Hal tersebut dikarenakan sang raja meragukan keaslian emas pada mahkotanya.
Berhari-hari Archimedes berpikir keras untuk menemukan cara paling efektif dan mudah mengenai cara melakukan pengujian terhadap sebuah mahkota mengandung emas asli atau tidaknya. Sampai pada suatu ketika ia merasakan kepanasan kepala akibat terlalu keras dalam berpikir.
Archimedes pun memilih mendinginkan kepalanya dengan masuk ke dalam kamar mandi kecilnya. Namun ketika dia melakukannya, ia mendapatkan air pada bak air mandi meluap sangat besar. Apalagi saat ia memilih memasuki bak kolam air tersebut untuk melihat reaksi dari air yang semakin meluap.
Atas peristiwa tersebut tercetuslah gagasan untuk melakukan pengujian kadar emas melalui teknik pengukuran volume dan kadar emas lewat volume air. Sehingga lahirlah bunyi hukum Archimedes bahwa suatu benda yang dimasukkan pada air secara keseluruhan atau sebagian akan membuat daya apung ke atas pada benda tersebut.
Pada akhirnya, Archimedes berhasil melakukan pengujian kadar emas asli atau tidaknya pada mahkota raja dengan teknik pengapungan benda pada air berdasarkan massa jenis dan berat benda mahkota.
Didapatkanlah kesimpulan mahkota raja tersebut bukan lagi asli. Tapi sebuah campuran antara emas dan perak. Hingga pembuat mahkota tersebut yang mengaku mahkota raja asli terbuat dari emas seratus persen dan diberi hukuman yang setimpal.
Bunyi Hukum Archimedes
Siapa sih yang tidak kenal dengan hukum Archimedes? Bagi kalangan yang bergelut dalam bidang sains dan ilmu pengetahuan alam tentu mengenal hukum ini dengan baik. Hukum fisika ini lahir ke dunia bukan timbul dengan sendirinya. Melainkan melalui proses yang mendalam atas riset yang dilakukannya.
Berdasarkan sejarah hukum Archimedes, ini merupakan sebuah hukum yang ditemukan oleh ilmuwan Yunani bernama Archimedes. Hukum ini mengacu pada adanya gravitasi atau gaya apung yang terdapat di sebuah benda yang dimasukkan pada zat cairan.
Adapun awal mula penemuan hukum ini melalui proses yang tidak disengaja. Pada mulanya, pria bernama Archimedes yang tersohor sebagai ilmuwan pada masanya diperintahkan oleh sang raja. Adapun perintah raja tersebut untuk melakukan penelitian tentang pengujian terhadap mahkotanya memiliki kandungan emas asli ataukah palsu.
Dengan kecerdasan dan pengetahuan yang dimilikinya, Archimedes melakukan penelitian dibantu oleh rekan-rekan kerjanya. Namun di tengah penelitiannya tersebut, tak sengaja Archimedes memasuki kamar kecil dan menemukan sebuah peristiwa meluapnya air pada bak kolam kamar mandi.
Kemudian dari peristiwa meluapnya air pada bak kamar mandi, Archimedes melakukan penelitian tentang kandungan emas pada mahkota raja menggunakan hukum apung. Sehingga dapat diketahui mahkota raja memiliki kandungan emas asli atau tidak.
Hukum Archimedes mengungkapkan bahwa benda yang berada pada air memiliki daya apung ke atas. Hal tersebut disebabkan setiap benda dicelupkan ke zat cairan memiliki massa. Sedangkan zat cairan yang dimasukkannya akan mendorong benda tersebut untuk naik ke atas.
Berbagai manfaat pun tercipta setelah hukum ini populer dan dipelajari oleh para pelajar dan mahasiswa di penjuru dunia. Pada akhirnya, dari hukum tersebut melahirkan alat-alat modern yang berguna bagi hajat hidup manusia.
Untuk lebih mengenali hukum ini, berikut bunyi hukum Archimedes yang wajib kalian tahu, yakni:
Sebuah barang yang dimasukkan ke sebagian atau semua zat fluida maka mendapatkan kondisi gaya apung dengan besaran sebanding dengan bobot fluida yang dilakukan pemindahan oleh barang itu.
Berdasarkan bunyi hukum hasil penelitian Archimedes tersebut maka dapat ditariklah suatu rumus penghitungan besaran gaya Archimedes.
Penerapan Hukum Archimedes
Di dalam penerapan hukum Archimedes diterangkan pula secara sejelas mungkin. Ditandaskan bahwasanya kondisi sebuah benda yang terdapat pada zat fluida dapat mengalami kondisi berikut ini, antara lain :
1.Tenggelam
Sebuah benda yang dimasukkan ke dalam air walaupun memiliki gaya apung tapi setelah mengalami beberapa sebab kenyataannya bisa tenggelam pada zat fuida. Hal ini disebabkan oleh massa jenis fluida lebih rendah daripada massa jenis suatu benda. Misalkan pada sebuah baja yang mengalami tenggelam apabila dicelupkan pada air.
Rumus dan prinsip dari hukum ini lalu diterapkan pada pembuatan kapal selam.
2.Melayang
Kondisi yang berbeda bisa dialami oleh suatu benda yang dimasukkan ke dalam air. Bukannya benda tersebut tenggelam. Namun benda tersebut dapat menjadi melayang setelah dimasukkan pada zat fluida atau cairan. Hal tersebut sesuai dengan bunyi hukum Archimedes. Sehingga dari hukum ini beberapa benda modern terkait dapat diciptakan. Seperti kapal laut, kapal motor, dan lain sebagainya.
3.Terapung
Situasi benda berikutnya yang dialami oleh suatu benda di dalam air adalah benda tersebut menjadi terapung. Hal tersebut disebabkan massa jenis pada cairan lebih tinggi ketimbang massa jenis dari suatu benda. Misalkan pada plastik atau styrofoam yang mengalami keterapungan apabila dicelupkan pada zat cairan.
Dari prinsip-prinsip hukum Archimedes dapat diterapkan pada kehidupan manusia hingga membuahkan banyak karya yang bermanfaat bagi kehidupan banyak manusia. Berikut ini benda-benda atau karya nyata yang dihasilkan dari menerapkan hukum ini, antara lain :
A.Kapal Selam
Kapal selam adalah salah satu bentuk nyata dari penerapan hukum Archimedes mengenai kondisi benda yang dimasukkan ke dalam air dan bersifat tenggelam. Kapal selam bisa tenggelam karena pengaturan massa jenis pada air yang dapat diatur. Sehingga kapal selam dapat tenggelam atau menyelam hingga mengapung bahkan melayang di atas air.
B.Balon Udara
Benda berikutnya yang menerapkan hukum ini adalah balon udara. Balon udara bisa melayang pada udara setelah massa jenisnya lebih rendah ketimbang massa jenis udara di sekelilingnya.
C.Kapal Laut
Kapal laut pun merupakan objek benda yang dihasilkan berkat penerapan hukum Archimedes. Bahan yang dipergunakan dalam pembuatan kapal laut adalah besi ataupun baja yang berat. Namun semua itu bisa terangkat dan mengapung di atas permukaan air disebabkan adanya daya apung sesuai hukum hasil temuan Archimedes.
Adanya kapal laut yang mengapung di atas permukaan air disebabkan gaya angkat yang sangat tinggi pada kapal laut sama dengan atau lebih besar dari bobot kapal itu sendiri.
Contoh Soal Hukum Archimedes
Untuk lebih meningkatkan pemahaman siswa-siswi terhadap materi pelajaran Fisika dibutuhkan peran aktif dari siswa tersebut. Misalkan dengan banyak bertanya tentang hukum Fisika ini yang belum dipahaminya secara baik pada guru fisika.
Disamping itu, ada cara lain untuk meningkatkan pemahaman pelajar pada penguasaan materi tentang hukum ini. Salah satunya dengan mempelajari latihan contoh soal pada bangku sekolah SMP ataupun SMA.
Berikut ini salah satu contoh soal hukum Archimedes untuk kalangan pelajar SMA pada kelas 11 mata pelajaran Fisika, antara lain :
Suatu barang mempunyai massa sekitar 50 kilogram pada waktu benda tersebut terdapat di permukaan udara. Lalu barang itu dilakukan pengukuran pada air dengan ukuran massa sekitar 25 kilogram. Apabila barang tersebut terdapat di dalam air secara keseluruhan dengan massa jenis mencapai 1000 kilogram permeter kubik maka berapakah volume dari barang itu?
Pembahasan:
Untuk menjawabnya secara mudah dapatlah ditulis data berikut :
M1= 50 kilogram
M2 = 25 kilogram
P=10000 kilogram/meter kubik
Yang ditanyakan berapa Fa dan Volume (V)?
Tinggal menerapkan rumus :
F1= m1 x g = 500 Newton.
F2 =m2 x g = 25 x 10 = 250 Newton
Sehingga dapat diperoleh Fa = F1-F2= 250 Newton.
Sedangkan untuk mencari volume dengan menggunakan rumus :
V =Fa dibagi p atau 250 dibagi 10.000 hingga hasil dari volume sebesar 0,025 meter kubik.
Dengan pemberian contoh soal hukum Archimedes di atas tentu akan lebih meningkatkan kemampuan dan pemahaman siswa siswi terhadap materi bahasan ini.
Hukum Archimedes termasuk salah satu materi soal yang sering muncul pada berbagai ujian nasional mata pelajaran IPA Fisika. Pembelajaran materi bahasan ini di sekolah pun dapat dilakukan dengan mengikuti bimbel atau les privat SMA yang terpercaya di daerah kalian.
