Karya Tulis ku SMA

GAYA ARCHIMEDES
PADA FLUIDA

PAPER
Diajukan kepada Madrasah Aliyah “DARUL HUDA”
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Mengikuti Ujian Akhir Nasional

Oleh:
LATIFATUL HIDAYAH
NISN : 9941325252
Jurusan : Ilmu Pengetahuan Alam ( IPA )

MADRASAH ALIYAH “DARUL HUDA”
MAYAK TONATAN PONOROGO
TAHUN AJARAN 2011/2012

YAYASAN PONDOK PESANTREN “DARUL HUDA”
MADRASAH ALIYAH DARUL HUDA MAYAK PONOROGO
STATUS TERAKREDITASI B

PAPER INI TELAH DISETUJUI OLEH PEMBIMBING DAN DISAHKAN OLEH KEPALA MADRASAH ALIYAH DARUL HUDA
MAYAK TONATAN PONOROGO
JAWA TIMUR

PADA TANGGAL : _________________

MENGESAHKAN
MADRASAH ALIYAH “DARUL HUDA”
Kepala

Drs. MUDHOFIR

Pembimbing,

HADI SUCIPTO, S.Pd
DIPERTAHANKAN DI DEPAN TIM PENGUJI
PADA HARI / TANGGAL : __________________

NO NAMA JABATAN TANDA TANGAN
1. Penguji I
2. Penguji II

MOTTO

             
Artinya : Katakanlah: “Apakah sama orang-orang yang mengetahui dengan orang-orang yang tidak mengetahui?” Sebenarnya hanya orang yang berakal sehat yang dapat menerima pelajaran. (QS. Azzumar : 9)

عَنْ عَبَّاسٍ رَضِىَ اللهُ عَنْهُ اَنَّ رَسُولُ اللهِ صَلَّى اللهَ عَلَيْهِ وَسَلَّمَ قَالَ : وَمَنْ نَعَلَّمَ فَعَمِلَ عَلَّمَهُ اللهُ مَالَمْ بَعْلَمْ (رواه ابو شيخ)
Artinya : Dari Abbas R.A sesungguhnya Rasulullah SAW bersabda : Barang siapa mengamalkannya maka Allah akan mengajarkan apa yang belum diketahuinya. (H.R. Abu Syaikh)

PERSEMBAHAN

Karya tulis ini penulis persembahkan kepada :
1. Bapak dan ibu yang selalu memberikan semangat kepada penulis dari awal hingga terselesaikannya karya tulis ini.
2. Bapak Jartoyo dan Ustd. Hadi Sucipto selaku guru fisika penulis yang telah menginspirasi penulis, dalam menyusun karya tulis ini.
3. Madrasah Aliyah “DARUL HUDA” yang tercinta, tempat penulis menimba ilmu.
4. “My Love Brother” yang selalu mengantar kemanapun penulis mencari referensi.
5. Ukhti-ukhti XII IPA B senasib dan seperjuangan yang selalu memberi dukungan dalam penyelesaian karya tulis ini.
6. Untuk kamu di rumah yang selalu mendoakan penulis untuk menjadi yang lebih baik.
7. Serta semua pihak yang terlibat dalam pembuatan karya tulis ini.

KATA PENGANTAR
   
اشهدان لااله الاالله واشهدان محمد الف رسول الله
Alhamdulillah, puji syukur kita panjatkan pada Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmatnya kepada kita semua, sehingga penulis bisa menyelesaikan karya tulis ini dengan judul “GAYA ARCHIMEDES PADA FLUIDA”.
Tidak lupa juga, shalawat serta salam semoga tetap terlimpahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang kita nantikan syafaatnya di Yaumul Qiyamah kelak.
Penulis mengajukan karya tulis ini bertujuan untuk menambah wawasan seputar pemanfaatan gaya Archimedes dan juga untuk mengikuti Ujian Akhir Nasional (UAN) di Madrasah Aliyah “DARUL HUDA”.
Dengan terselesaikannya karya tulis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tiada hingga kepada semua pihak yang telah terlibat dalam pembuatan karya tulis ini. Semoga pemikiran yang tercurahkan dalam karya tulis ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan para pembaca umumnya.
Ponorogo, Oktober 2011

Penulis
Akhirnya, menyadari keterbatasan pengalaman, pengetahuan dan kemampuan penulis dalam penulisan paper ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu kritik dan saran sangat penulis harapkan demi perbaikan penulis dimasa yang akan datang.

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
HALAMAN MOTTO iii
HALAMAN PERSEMBAHAN iv
KATA PENGANTAR v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL viii
DAFTAR GAMBAR ix
BAB I : PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah 1
B. Rumusan Masalah 2
C. Tujuan Pembahasan 2
D. Jenis Penelitian 2
E. Metode Pengumpulan Data 3
F. Metode Analisis Data 3
G. Sistematika Pembahasan 3
BAB II : KONSEP DASAR ARCHIMEDES
A. Sejarah Penemuan Hukum Archimedes 5
B. Hukum Archimedes dan Sistematika Perumusannya 6
C. Contoh Soal dan Pembahasan Tentang Hukum Archimedes 7
D. Pengertian Fluida dan Macam-Macamnya 9
BAB III : GAYA ARCHIMEDES PADA FLUIDA
A. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Gaya Archimedes 11
B. Peristiwa Terapung, Melayang, dan Tenggelam 14
C. Penerapan Prinsip Archimedes dalam Kehidupan Sehari-Hari 21
BAB IV : PENUTUP
A. Kesimpulan 27
B. Saran-saran 28
DAFTAR PUSTAKA
BIOGRAFI PENULIS
LAMPIRAN
1. Biografi Archimedes

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Tabel Massa Jenis Zat 12
Tabel 2. Tabel Rumus Volume Benda 3 Dimensi 14
Tabel 3. Tabel Hasil Pengamatan 21

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Prinsip Archimedes 6
Gambar 2. Rumus Archimedes 7
Gambar 3. Peristiwa Terapung 14
Gambar 4. Peristiwa Melayang 16
Gambar 5. Peristiwa Tenggelam 16
Gambar 6. Alat dan Bahan Percobaan 17
Gambar 7. Percobaan Air Mentah 18
Gambar 8. Percobaan Air + Garam 19
Gambar 9. Percobaan Air + Gula 19
Gambar 10. Percobaan Air + Vetsin Ajinomoto 19
Gambar 11. Percobaan Air + Merica Ladaku 20
Gambar 12. Percobaan Air + Gula Jawa 20
Gambar 13. Percobaan Air + Minyak goreng 20
Gambar 14. Hidrometer 22
Gambar 15. Kapal Laut 23
Gambar 16. Galangan Kapal 24
Gambar 17. Kapal Selam 24
Gambar 18. Balon Udara 25
Gambar 19. Jembatan Ponton 26

BAB I

PENDAHULUAN

 

  1. A.  Latar Belakang Masalah

Gaya Archimedes. Mungkin begitu asing bagi masyarakat umum. Namun sebagian besar kejadian dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan fluida itu menggunakan prinsip Archimedes. Contoh yang sangat sederhana, saat berenang tubuh serasa lebih ringan daripada di daratan. Hal itu terjadi karena adanya gaya ke atas yang populer disebut gaya Archimedes. Contoh lain yang menggunakan prinsip Archimedes yaitu kapal selam. Kapal selam menggunakan prinsip Archimedes mengapung, melayang, tenggelam dalam pengoperasiannya. Hal itu secara langsung dialami dan sadar/tidak sadar gaya Archimedes bekerja.

Sebagian besar masyarakat belum mengerti tentang hal kecil yang terstruktur seperti itu. Mungkin mereka berfikir benda-benda seperti kapal selam, balon udara dan lainnya itu suatu yang rumit. Padahal jika kita mempunyai ilmunya semua akan terasa mudah. Semua hal di bumi ini akan tampak logis dan masuk akal, tak terkecuali gaya Archimedes ini.

 

1

Berdasarkan permasalahan dan uraian di atas, maka penulis mengarang karya ilmiah ini dengan judul “GAYA ARCHIMEDES PADA FLUIDA”, dengan harapan pembaca bisa memahami sedikit uraian tentang gaya Archimedes pembaca juga bisa memanfaatkan karya tulis ini sebagai penambah wawasan diri.

 

  1. B.  Rumusan Masalah

Berpangkal dari yang penulis sajikan, maka perlu adanya pembahasan khusus agar permasalahan dapat terselesaikan.

Permasalahan tersebut adalah :

  1. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi gaya Archimedes?
  2. Bagaimana peristiwa melayang, terapung dan tenggelam bisa terjadi?
  3. Bagaiman penerapan prinsip Archimedes dalam kehidupan sehari-hari?
  4. C.  Tujuan Pembahasan

Adapun tujuan penulis dalam penulisan karya tulis ini adalah sebagai berikut :

  • Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya Archimedes.
  • Untuk mengetahui terjadinya peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam.
  • Untuk mengetahui penerapan prinsip Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

 

  1. D.  Jenis Penelitian

Dalam penyusunan karya tulis ini, penulis menggunakan jenis penelitian kepustakaan (library search) yaitu mengumpulkan data-data yang ada dengan membaca buku-buku yang tersedia di perpustakaan. Penulis juga mengumpulkan data-data dari internet yang kemudian hasilnya penulis gunakan sebagai sumber penyusunan karya tulis ini.

 

 

 

  1. E.  Metode Pengumpulan Data

Penulis menyusun karya tulis ini dengan metode literature, yakni dengan cara mempelajari buku-buku yang berkaitan dengan karya tulis ini, kemudian penulis mengambil kesimpulannya.

 

  1. F.   Metode Analisis data

Adapun metode-metode yang digunakan penulis dalam menganalisis data adalah :

  1. Metode Deduktif

Menggunakan suatu keterangan /kaidah-kaidah yang ada hubungannya dengan masalah-masalah yang bersifat umum kemudian diambil untuk menjelaskan data-data yang bersifat khusus.

  1. Metode Induktif

Menggunakan suatu keterangan atau kaidah yang khusus dari berbagai data yang diperoleh kemudian diambil kesimpulan yang bersifat umum.

 

G. Sistematika pembahasan

Untuk mempermudah untuk memahami karyatulis ini, penulis menggambarkan sistematika pembahasannya sebagai berikut :

BAB  I       : PENDAHULUAN

Yaitu terdiri dari : Latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan pembahasan, jenis penelitian, metode pengumpulan data, metode analisis data dan sistematika pembahasan.

 

BAB  II      : KONSEP DASAR ARCHIMEDES

Bab ini merupakan landasan teori yang meliputi :

Sejarah penemuan Hukum Archimedes, bunyi hukum Archimedes dan sistematika perumusannya, contoh soal dan pembahasan tentang  hukum Archimedes, serta pengertian fluida dan macam-macamnya.

BAB  III    : GAYA ARCHIMEDES PADA FLUIDA

Pada bab ini dibahas beberapa masalah diantaranya meliputi : faktor-faktor yang mempengaruhi gaya Archimedes, penjelasan peristiwa mengapung, melayang, dan tenggelam, dan penerapan prinsip Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

BAB  IV    : PENUTUP

Bab ini merupakan akhir dari karya tulis ini yang meliputi kesimpulan dan saran.

 

BAB II

KONSEP DASAR ARCHIMEDES

 

  1. A.  Sejarah penemuan Hukum Archimedes

Seorang penambang pasir yang mengangkat keranjang pasir dari dasar sungai tidak merasa berat saat keranjang pasirnya masih berada di dalam air. Akan tetapi, setelah keranjang pasir berada di atas air ia akan merasa lebih berat. Gejala ini juga kita rasakan saat kita berada dalam kolam renang. Tubuh serasa lebih ringan seakan merasakan dorongan sehingga tubuh tidak tenggelam. Masih banyak lagi contoh seperti itu.

Gejala itu juga dialami oleh tokoh ilmuwan Yunani Archimedes. Diceritakan pada suatu hari Raja memberinya suatu masalah yang benar-benar sulit. Raja ingin tahu apakah mahkotanya dibuat dari emas murni ataukah si pandai emas ingin menipunya dengan mencampur mahkota itu dengan logam yang lebih murah.

Permasalahan yang begitu rumit itu membuat Archimedes pusing. Sampai suatu hari otaknya telah panas dan gerah, Archimedes menceburkan diri ke dalam bak mandi, Ia sadar bahwa permukaan air naik semakin tinggi seberat badannya ketika masuk ke bak.

 

5

Archimedes melompat keluar dari bak dan berlari telanjang ke jalan sambil berteriak “Eureka! Eureka!” (yang artinya “Saya tahu! Saya tahu!”). Eksperimen dilakukannya atas mahkota raja. Dia dapat menghitung volume mahkota yang terendam dalam bak. Lalu, diambilnya sepotong emas murni seberat mahkota dan merendamnya. Apakah emas itu menempati volume yang sama dengan makota? Apakah permukaan air naik sama tinggi? Ternyata tidak! Mahkota pasti tidak dibuat dari emas murni dan si pandai emas pun dihukum pancung.

 

 

B. Bunyi Hukum Archimedes dan Sistematika Perumusannya

  1. Bunyi Hukum Archimedes

Hukum Archimedes membahas tentang gaya ke atas yang dialami oleh benda apabila berada di dalam zat cair.

Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut :

“Ketika suatu benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya Archimedes) pada benda, dimana besarnya gaya ke atas (gaya Archimedes) sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.”

  1. Sistematika Perumusan

Besarnya gaya ke atas yang dialami oleh benda dirumuskan secara matematis sebagai berikut:

Fa =          zat     . g . V

 

 

Keterangan :

Fa    : gaya Archimedes (N)

 

Gambar 1.

Prinsip     Archimedes

zat        : massa jenis zat cair ( 3)

 

g     : percepatan gravitasi ( 2)

V    : volume benda yang tercelup (m3)

Perumusan di atas bisa diperoleh dengan membandingkan berat benda di udara (Wu) dan berat benda di air (Wa). Ternyata berat benda di udara lebih besar daripada di air (Wu > Wa). Hal tersebut dikarenakan berat orang di air mengalami gaya ke atas (fa) dari air tersebut. Secara matematis di tulis Fa = Wu – Wa. Ketika benda tercelup seluruhnya, tekanan hidrostatis dialami permukaan bagian atas dengan luas area A, sebesar P1 dan P2.

Dengan demikian gaya ke atas dapat kita tentukan sebagai berikut :

Fa    = F2 – F1

= P2.A – P1.A

= (P2 – P1).A

= ( .g.h2 – .g.h1).A

 

Gambar 2.

Rumus     Archimedes

= .g.(h2 – h1).A

 

= .g.h.A

[Fa]  = [ .g.V ]

 

  1. C.  Contoh Soal dan Pembahasan Tentang Hukum Archimedes
  2. Contoh Soal

1)   Di dalam bak yang terisi air terdapat balok kayu yang terapung. Volume balok yang muncul di atas permukaan air 100 cm3 dan massa jenis balok adalah 0,75 gr/cm3. Jika massa jenis air 1 gr/cm3, massa balok seluruhnya adalah . . . . . .

2)   Massa jenis bongkahan es = 920 kg/m3 dan massa jenis air laut tempat es tersebut terapung = 1030 kg/m3, tentukan berapa bagian volume es yang tercelup!

  1. Pembahasan

1)   Diket             : Vapung = 100 cm3

Balok = 0,75 gr/cm3

Air = 1 gr/cm3

Ditanya         : mbalok = ?

Jawab:                      Fa = WB ZC

ZC . g .Vcelup = B . g . Vbenda

1 . Vcelup = 0,75.(Vcelup + Vapung)

Vcelup = 0,75 Vcelup + 0,75.100

Vcelup = 0,75 Vcelup + 75

Vcelup – 0,75 Vcelup = 75

0,25 Vcelup = 75

Vcelup = 75/0,25

Vcelup = 300 cm3

VB =   Vcelup +   Vapung

= 300 + 100

= 400 cm3

mbenda =   benda . Vbenda

= 0,75 . 400

=       x 400

= 300 gram

 

Jadi, massa benda sebesar 300 gram.

2)   Diket             : benda   = 920 kg/m3

Air laut = 1030 kg/m3

Vbenda                  = V1

Vcelup   = V2

Ditanya         : V2       = ?

 

Jawab            : V2 / V1 = benda / air laut

V2        = benda . V / air laut

V2       = (920 . V1) / 1030

= 0,893 bagian

 

D.  Pengertian Fluida dan Macam-macamnya

Pengertian fluida

Fluida adalah zat yang mempunyai kemampuan untuk mengalir sehingga tidak dapat mempertahankan bentuknya. Fluida sebagai zat alir dapat berada dalam dua kondisi, yaitu saat fluida tidak mengalir dan saat mengalir. Fluida tidak mengalir atau diam disebut fluida statis, sedangkan fluida mengalir disebut dengan fluida dinamik.

Macam-macam Fluida

Di alam, fluida ada 2 macam, yaitu zat cair dan zat gas. Keadaan umum tersebut sering disebut dengan fase.

Zat cair tidak dapat mempertahankan bentuk yang tetap. Bentuk zat cair senantiasa sesuai dengan bentuk wadahnya. Seperti halnya benda padat, zat cair tidak dapat ditekan secara langsung. Perubahan volume yang begitu berarti hanya akan terjadi jika pada zat cair dikerjakan gaya yang sangat besar.

Pada fase gas, materi tidak memiliki bentuk dan volume yang tetap. Gas akan menyebar dan memenuhi ruang atau wadahnya. Sebagai contoh, ketika kita memompa ban mobil atau motor dengan compressor, udara yang dipompa ke dalam ban tidak seluruhnya akan mengalir ke bagian bawah ban saja seperti zat cair, melainkan akan menyebar ke seluruh bagian ban. Zat cair dan gas tidak mempertahankan bentuk yang tetap dan keduanya memiliki kemampuan untuk mengalir.

BAB III

GAYA ARCHIMEDES PADA FLUIDA

 

  1. A.    Faktor-faktor yang Mempengaruhi Gaya Archimedes

Gaya Archimedes dipengaruhi oleh beberapa faktor-faktor diantaranya yaitu :

1)      Massa jenis zat cair

2)      Gaya gravitasi bumi

3)      Volume benda

  1. Massa Jenis ( )

          =

 

Massa jenis merupakan suatu besaran turunan dalam fisika, yang dapat mempresentasikan kerapatan suatu zat. Massa jenis suatu zat di definisikan sebagai perbandingan antara massa zat ( m ) dituliskan dalam persamaan matematika sebagai berikut :

 

 

 

Keterangan :

  : Massa jenis (kg/m3 atau g/cm3)

m : Massa zat (kg atau g)

v  : Volume zat (m3 atau cm3)

 

11

Persamaan di atas akan sangat berguna untuk menuliskan massa sebuah benda dalam persamaan m = .v. adapun berat benda dapat dinyatakan dengan persamaan

 

WB = m . g

=           . V . g

 

 

 

 

Penerapan massa jenis :

Dalam pengukuran massa jenis suatu benda adalah mengukur massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumnya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volume.

Contoh : ada 2 Hp yang ukuran volumnya sama, akan tetapi Hp A massanya lebih besar dari Hp B. Setelah dicek fisik dan massa yang terukur lebih ringan. Dengan kata lain, Hp A lebih rapat / lebih berisi / lebih rapat penyusunannya daripada Hp B. Dengan demikian massa jenis Hp B lebih besar dari massa jenis Hp A.

Massa jenis menentukan zat, setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Satu zat berapapun massanya berapapun volumnya akan memiliki massa jenis yang sama

Berikut tabel beberapa massa jenis zat :

Nama Zat ρ dalam   kg/m3 ρ   dalam gr/cm3
Air

Alkohol

Air raksa

Aluminium

Besi

Emas

Kuningan

Perak

Platina

Seng

Udara ( 270   C )

Es

1000

800

13.600

2.700

7.900

19.300

8.400

10.500

21.450

7.140

1,2

920

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

1

0,8

13,6

2,7

7,9

19,3

8,4

10,5

21,45

7,14

1,2

0,92

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

gr/cm3

 

Tabel     1.

Tabel     Massa Jenis Zat

 

  1. Gaya gravitasi

Benda yang dilemparkan ke atas akan kembali lagi ke permukaan bumi. Gejala alam lain yang sama dengan gejala tersebut yang pada awalnya dianggap sama sekali berbeda adalah gerak bulan dan benda langit yang lain. Hal tersebut menunjukkan adanya gaya gravitasi (Gaya tarik bumi).

Apabila dalam suatu perumusan nilai gravitasinya tidak diketahui, maka nilainya adalah 10 m/s2.

  1. Volume benda  (m3)

Volume benda merupakan bersaran turunan dari bersaran pokok panjang

V = p x l x t

= p x p x p

= m x m x m = m3

Dimensi Volume :

V = p x l x t

= p x p x p

= [L] x [L] x [L]

= [L]3

 

 

 

 

Berikut tabel daftar rumus volume benda 3 dimensi :

No Bangunan Rumus Volume ( m3)
Kubus V= s x s x s
Balok V=p x l x t
Bola V=⁴/₃.π   r2 t
Kerucut V=⅓ .π. r2 t r2 t
Tabung V= π. r2 t
Limas V=⅓ Lalas   . t
Prisma V= Lalas .   t

Tabel 2.

Rumus Volume Benda     3 Dimensi

 

  1. B.     Peristiwa Terapung, Melayang dan Tenggelam

a)      Terapung

Benda dikatakan terapung apabila benda tersebut sebagian berada di permukaan zat cair, atau seluruh bagian dari benda tersebut berada di permukaan air. Telah dikemukakan sebelumnya bahwa setiap benda di dalam zat cair mengalami gaya ke atas atau gaya berat benda yang di celupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan terapung.

Jadi benda dapat terapung dalam zat cair karena berat benda di lawan oleh gaya Archimedes.

 

Gambar 3.

Peristiwa     Terapung

Dalam peristiwa terapung, volume zat cair yang dipindahkan tidak sama dengan volume benda, akan tetapi hanya sebagian saja.

 

 

Dengan demikian, jika benda yang terapung ditekan hingga seluruh benda tercelup dalam zat cair, dalam kondisi ini gaya Archimedes lebih besar dibandingkan gaya berat benda. Oleh karena itu, jika dilepaskan benda akan terlempar ke permukaan air ( muncul kembali ).

Syarat suatu benda dikategorikan terapung :

  1. benda < zat cair
  2. Karena benda terdesak oleh gaya Archimedes maka WB < Fa

Analisis perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis zat cair ketika terapung :

Keterangan :

                       WB < Fa

                       B     . VB . g <          f     . Vt . g

B     <          f

di     mana :             B     /          f   =     Vt /     VB

 

Wb =  berat benda (N)

 

B = massa jenis benda (gr/cm3)

g  = gaya gravitasi (m/s2)

f = massa jenis fluida

Vb = Volume benda

Vt = Volume benda yang  dipindahkan

 

 

b)      Melayang

Benda dikatakan melayang apabila benda tersebut secara keseluruhan tercelup dalam zat cair. Saat benda diletakkan dalam zat cair, benda tidak akan terus bergerak ke atas atau ke bawah (melayang).

Contoh benda yang melayang adalah ikan-ikan yang berenang bebas di laut. Ikan tersebut melayang karena berat ikan keseluruhan sama dengan gaya ke atas. Dengan demikian jika dihubungkan dengan massa jenisnya pasti sama dengan masa jenis fluida.

Analisis perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida ketika melayang:

VB = Vt

Wb = Fa

B . VB . g = f . Vt . g

Gambar 4.

Peristiwa     Melayang

B = t

 

 

c)      Tenggelam

Benda dikatakan tenggelam apabila benda tersebut berada di dasar wadah zat cair. Saat benda diletakan di dalam zat cair, benda akan bergerak ke bawah sampai menyentuh dasar. Benda tenggelam terjadi karena gaya ke atas tidak mampu melawan gaya berat benda sehingga benda jatuh sampai di dasar wadah zat cair.

Contoh, benda tenggelam yaitu tenggelamnya batuan di dasar sungai. Batuan jika dimasukkan dalam zat cair akan turun sampai menyentuh dasar wadah zat cair dan tidak bergerak naik lagi.

Syarat satuan benda dikatakan tenggelam :

  1.   benda > zat cair
  2. Wbenda > Fa

 

 

Gambar 5.

Peristiwa     Tenggelam

 

 

 

 

 

Analisis perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida ketika benda tenggelam :

   Vb     = Vt

  WB > Fa

B     . VB     . g     >          f     . Vt     . g

B     >              f

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Praktikum Fisika ( Hukum Archimedes dan massa jenis )

Gaya Archimedes mengakibatkan 3 peristiwa besar, terapung, melayang, dan tenggelam. Peristiwa tersebut sangat logis dan dapat dibuktikan secara ilmiah. Untuk itu kami akan mengadakan percobaan dengan tujuan untuk mengetahui massa jenis zat cair pada benda.

Alat dan bahan :

  1. Telur ayam mentah dan rebus
  2. Garam dan gula
  3. Vetsin Ajinomoto

Gambar 6.

Alat dan     Bahan  Percobaan

Merica Ladaku

 

  1. Gula jawa
  2. Asam kamal
  3. Air Mentah
  4. Gelas bening

 

Langkah kerja :

  1. Siapkan 14 gelas bening yang berisi air mentah.
  • 2 gelas air mentah.
  • 2 gelas dicampur dengan 1 sendok garam.
  • 2 gelas dicampur dengan 1 sendok gula.
  • 2 gelas dicampur dengan vetsin Ajinomoto.
  • 2 gelas dicampur dengan Merica Ladaku.
  • 2 gelas dicampur dengan gula jawa.
  • 2 gelas dicampur dengan minyak goreng.
  1. Masukkan telur ayam mentah dan matang pada 2 gelas yang telah diberi campuran.
  2. Catatlah hasil pengamatan pada tabel.

Hasil pengamatan :

  1. Telur dimasukkan dalam air mentah.

 

 

 

 

 

 

Gambar 7.

Percobaan     Air Mentah

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Telur dimasukan dalam air + garam.

 

 

 

 

 

Gambar 8.

Percobaan     Air + Garam

 

 

 

 

 

  1. Telur dimasukan dalam air + gula.

 

 

 

 

 

Gambar 9.

Percobaan     Air + Gula

 

 

 

 

 

  1. Telur dimasukan dalam Air + Vetsin Ajinomoto.

 

 

 

 

 

Gambar 10.

Percobaan     Air + Vetsin

 

 

 

 

  1. Telur dimasukan dalam Air + Merica Ladaku.

 

 

 

 

 

Gambar 11.

Percobaan     Air + Merica

 

 

 

 

 

  1. Telur dimasukan dalam air + gula jawa

 

 

 

 

 

Gambar 12.

Percobaan     Air + Gula Jawa

 

 

 

 

 

  1. Telur dimasukan dalam air + minyak goreng

 

 

 

 

 

Gambar 13.

Percobaan     Air + Minyak Goreng

 

 

 

 

Tabel hasil pengamatan :

No Jenis Air Telur ayam mentah Telur ayam matang
1 Air   + mentah Tenggelam Tenggelam
2 Air   + garam Melayang Melayang
3 Air   + gula Tenggelam Tenggelam
4 Air   + vetsin Ajinomoto Tenggelam Tenggelam
5 Air   + merica ladaku Tenggelam Tenggelam
6 Air   + gula jawa Tenggelam Tenggelam
7 Air   + minyak goreng Tenggelam Tenggelam

Tabel 3.

Tabel Hasil Pengamatan

Kesimpulan :

Dari percobaan yang telah dilakukan di atas, dapat ditarik suatu kesimpulan sesuai dengan hukum Archimedes :

”Jika suatu benda dicelupkan pada zat cair, maka benda tersebut akan mendapat tekanan ke atas yang sama besarnya dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

Namun ada pula pengaruh massa jenis dalam percobaan kali ini, terlihat saat percobaan dengan menggunakan air + garam, telur ayam menjadi terapung. Adanya kadar garam dalam air membuat suatu benda terapung di permukaan.

 

  1. C.    . Penerapan Prinsip Archimedes dalam Kehidupan Sehari-hari

Benda-benda yang bekerja berdasarkan Archimedes antara lain :

  1. Hidrometer.
  2. Kapal laut.
  3. Galangan kapal.
  4. Kapal selam.
  5. Balon udara.
  6. Kran otomatis pada penampungan air.
  7. Jembatan Ponton.

 

  1. Hidrometer

Hidrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jenis zat cair. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besar kandungan air pada bir atau susu.

 

Gambar 14.

Hidrometer

Hidrometer terbuat dari kaca. Supaya tabung kaca terapung tegak dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter bagian  bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hidrometer lebih besar. Dengan demikian dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung pada zat cair.

 

Tangkai tabung kaca hidrometer didesain  supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangki yang tercelup dalam zat cair. artinya  perbedaan bacaan skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.

  1. Kapal Laut

Kapal laut terbuat dari baja atau besi, lebih besar daripada massa jenis air laut.

 

Gambar 15.

Kapal     laut

Berdasarkan hukum Archimedes, Kapal laut dapat terapung karena berat kapal sama dengan gaya ke atas yang dikerjakan oleh  air laut meskipun terbuat dari baja atau besi. Badan kapal dibuat berongga agar volume air yang dipindahkan oleh badan kapal lebih besar. Gaya ke atas sebanding dengan volume air yang dipindahkan. Kapal laut bukan hanya asal terapung, melainkan harus tegak dengan keseimbangan stabil agar tidak terbalik. Kestabilan kapal dapat terapung ditentukan oleh posisi titik berat benda, dan titik dimana gaya ke atas bekerja.

 

  1. Galangan kapal

Untuk memperbaiki kerusakan dari bagian bawah kapal, maka kapal perlu diangkat dari dalam air. Alat yang digunakan untuk mengangkut bagian bawah tersebut dinamakan galangan kapal. Setelah diberi topang yang kuat sehingga kapal seimbang, air dikeluarkan secara perlahan-lahan. Kapal akan terangkat ke atas setelah seluruh air dikeluarkan dari galangan kapal.

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 16.

Galangan     Kapal

 

 

 

 

 

  1. Kapal selam

Kapal selam dapat diposisikan mengapung, melayang dan tenggelam di dalam laut. Oleh karena itu, kapal selam sangat cocok digunakan dalam bidang militer dan penelitian. Bentuk badan kapal selam dirancang agar dapat melayang, mengapung dan tenggelam dalam air. Selain itu dirancang untuk menahan tekanan air di kedalaman laut.

 

Gambar 17.

Kapal     Selam

Ketika rongga terisi udara, volume air yang dipindahkan sama dengan berat kapal, kapal selam mengapung. Ketika rongga katup atas dan bawah pada rongga kapal dibuka, udara dalam rongga keluar atau air masuk mengisi rongga tersebut. Akibatnya kapal selam mulai tenggelam. Katup akan ditutup jika kapal selam telah mencapai kedalaman yang diinginkan. Dalam keadaan tersebut kapal selam, dalam keadaan melayang. Jika katup udara pada rongga dibuka kembali volume air dalam rongga akan bertambah sehingga kapal selam akan tenggelam. Jika kapal selam akan muncul ke permukaan dari keadaan tenggelam, air dalam rongga dipompa keluar sehingga rongga hanya terisi udara. Dengan demikian, kapal selam mengalami gaya apung sama dengan berat kapal selam. Akhirnya kapal selam akan naik ke permukaan dan mengapung.

 

  1. Balon udara

Udara (gas) termasuk fluida, sehingga dapat melakukan gaya ke atas terhadap benda. Gaya ke atas yang dilakukan benda sama dengan berat udara yang pindahkan oleh benda.

 

Gambar 18.

Balon     Udara

Agar balon udara bisa naik ke atas, balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udara atmosfer, sehingga balon udara dapat terbang karena mendapat gaya ke atas. Misalnya diisi udara yang dipanaskan. Balon udara tersebut merupakan penerapan prinsip Archimedes di udara.

 

 

  1. Kran otomatis pada penampung air

Jika kran di rumah menggunakan mesin pompa air, maka dapat dilihat bahwa tangki pelampungnya 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 akan tertutup.

  1. Jembatan ponton

Jembatan ponton merupakan kumpulan drum-drum kosong yang ditutup rapat dan disusun berjajar sehingga menyerupai jembatan. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip Archimedes yaitu benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk kedalamnya.

 

Gambar 19.

Jembatan     Ponton

Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.

BAB IV

PENUTUP

 

  1. A.    Kesimpulan

Berdasarkan pada uraian di atas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

  1. Faktor-faktor yang mempengaruhi gaya Archimedes.
    1. Massa jenis
    2. Volume benda
    3. Gaya gravitasi bumi
    4. Peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam.
      1. Terapung

Benda dikatakan terapung apabila suatu benda tersebut sebagian atau seluruhnya benda di permukaan air. Untuk dapat terapung benda harus mempunyai massa jenis lebih kecil daripada massa jenis air.

  1. Melayang

Benda dikatakan melayang apabila seluruh bagian benda di dalam bagian zat cair dan tidak akan turun ke bawah atau naik ke atas (melayang). Untuk dapat melayang benda harus mempunyai massa jenis sama dengan massa jenis air.

 

 

27

 

 

 

  1. Tenggelam

Benda dikatakan tenggelam apabila seluruh bagian benda di dalam zat cair dan tetap berada di dasar wadah zat cair, tidak bergerak naik atau turun. Untuk dapat bergerak benda harus mempunyai massa  jenis lebih besar dari pada massa jenis air.

  1. Penerapan prinsip Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.
    1. Hidrometer
    2. Kapal laut
    3. Galangan kapal
    4. Kapal selam
    5. Balon udara
    6. Kran otomatis pada penampung air
    7. Jembatan ponton
  2. B.     Saran

Setelah penulis menulis paper ini, maka penulis memberikan saran-saran sebagai berikut :

  1. Sesuatu akan anda kuasai dengan mudah jika anda mengetahui ilmunya. Jadi, tidak ada salahnya jika pembaca mempelajari hukum Archimedes.
  2. Gaya Archimedes merupakan suatu hal yang alami dan merupakan suatu anugrah dari Tuhan. Jadi, bagi pembaca yang menyadari akan hal tersebut tidak ada salahnya jika pembaca bersyukur atas kejadian tersebut.

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Ade. 2011. Penerapan Hukum Archimedes, (online),

(http://ade-fisikamode-on.blogspot.com/2011/03/penerapan-hukum-archimedes.html, diakses 5 Agustus 2011).

Anonim. 2010. Penerapan Hukum Archimedes, (online),

(http://mediafisika.wordpress.com/2010/05/06/penerapan-hukum-archimedes/, diakses 5 Agustus2011)

____.2011. Gaya Archimedes, (online),

(http://fisika79.wordpress.com/2011/04/30/hukum-archimedes/, diakses 5 Agustus 2011)

____. 2011. Hukum Archimedes, (online),

(http://mediabelajarfisika.blogspot.com/2011/06/01/archive.html, diakses 5 Agustus 2011)

____. 2011. Massa Jenis, (online),

(http://fisika79.wordpress.com/2011/04/21/massa-jenis/, diakses 5 Agustus 2011)

____. 2011. Penerapan Hukum Archimedes, (online),

(http://fisika79.wordpress.com/2011/05/10/penerapan-hukum-archimedes/, diakses 5 Agustus 2011)

____. 2011. Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-hari,   (online),

(http://anaksmppleret.blogspot.com/2011/02/penerapan-hukum-archimedes-dalam.html, diakses 5 Agustus 2011)

____. tt. Biografi Archimedes, (online), (http://www.id.wikipedia.com, diakses 12 Maret 2011)

Fendi, Purwoko. 2007. Fisika. Jakarta Timur: Yudhistira.

Gusni, Louisa. 2011. Percobaan Fisika (Hukum Archimedes dan Massa Jenis), (online), (http://www.lifeconnector.com/forum/viewtopic.php?=3895, diakses 12 Maret 2011)

Maarif, Bustanul Spd.I, dkk. 2011. Buku Pedoman Penulisan Paper. Ponorogo: MA Darul Huda.

Maemanah, Sri. 2005. Pelajaran Matematika untuk SMP Kelas VIII. Depok: Arya Duta.

Rustan, Jeni. tt. Penerapan Hukum Archimedes, (online), (http://jeni-rustan.blogspot.com/, diakses 5 Agustus 2011).

Sujatmiko, Ponco. 2005. Matematika Kreatif. Solo: PT. Tiga Serangkai Pustaka Mandiri.

 

 

 

 

 

 

 

BIODATA PENULIS

Nama : Latifatul   Hidayah
Tempat,   Tanggal Lahir : Ngawi,   8 September 1994
Nama   Orang Tua    
         Ayah : Kasburi
         Ibu : Sri’atun
Pendidikan : MI   Islamiyah Gerih
  : SMP   Negeri 1 Geneng
  : MA   Darul Huda
Pekerjaan   Orang Tua : Tani
Hobby : Kumpul   sama temen-temen dan rekreasi
Cita-Cita : Guru   Fan Fisika dan Matematika
Motto :
  • Ø “Impossible Is Nothing”
  :
  • Ø “Don’t be the best but do the best”
  :
  • Ø “Don’t you be other people… Be your self and believe your   potention…
Pesan :
  • Ø Jadilah orang yang berprinsip dan punya pedoman hidup.
  :
  • Ø Darul Huda membawa kita pada surga, jadi “seng tenanan neng   pondok”.
  :
  • Ø Jadikanlah ilmu yang kau peroleh sebagai “علم   ينتنع به
Kesan : I   can feel happy, worry, and sad only in Darul Huda . . .

Darul   Huda is place that makes me find my characters. I like it, and I will always   remember it.

I   love Darul Huda . . .

 

LAMPIRAN

 

Biografi Archimedes

Archimedes yang hidup di Yunani pada tahun 287 sampai 212 sebelum masehi, adalah seorang matematikawan, fisikawan, astronom sekaligus filsuf. Archimedes dilahirkan di kota pelabuhan bernama Syracuse, kota ini sekarang dikenal sebagai kota Sisilia. Archimedes merupakan keponakan raja Hiero II yang memerintah di Syracuse pada masa itu. Ia dibunuh oleh seorang prajurit Romawi pada penjarahan kota Syracusa, meskipun ada perintah dari jendral Romawi, Mercellus  bahwa ia tidak boleh dilukai. Sebagian sejarawan matematika memandang Archimedes sebagai salah satu matematikawan terbesar sejarah, mungkin bersama-sama Newton dan Gauss.

Nama Archimedes menjadi terkenal setelah ia melompat dari bak mandinya dan berlari-lari telanjang setelah membuktikan bahwa mahkota raja tidak terbuat dari emas murni. Ucapannya “Eureka ( aku menemukannya )” menjadi terkenal sanpai saat ini. Archimedes  juga merupakan orang pertama yang mendefinisikan sistem angka yang mengandung “myriad (10000)”, myramid menunjukan sesuatu bilangan yang nilainya tidak berhingga. Ia juga mendefinisikan perbandingan antara keliling lingkaran dan jari-jari lingkaran yang dikenal sebagai pi sebesar 3.1429.

Raja Hiero II kala itu terikat perjanjian dengan bangsa Romawi. Syracuse harus mengirimkan gandum dalam jumlah yang besar pada bangsa Romawi, agar mereka tidak diserang. Hingga pada sutu ketika Hiero II tidak mampu lagi mengirim gandum dalam jumlah yang ditentukan. Karena itu Archimedes ditugaskan merancang dan membuat kapal jenis baru untuk memperkuat angkatan laut raja Hiero II.

Pada masa itu kapal yang dibuat adalah kapal terbesar. Untuk dapat mengambang,  kapal ini harus dikeringkan dahulu dari air yang menggenangi dek kapal. Karena besarnya kapal ini, jumlah air yang harus dipindahkan amat banyak. Karena itu Archimedes menciptakan sebuah alat yang disebut “Sekrup Archimedes”. Dengan ini dapat dengan mudah air disedot dari dek kapal. Ukuran kapal yang besar ini juga menimbulkan masalah lain. Massa kapal yang berat , menyebabkan ia sulit untuk dipindahkan. Untuk mengatasi hal ini, Archimedes kembali menciptakan sistem katrol yang disebut “Compound Pulley”. Dengan  sistem ini, kapal tersebut beserta awak kapal dan muatanya dapat dipindahkan  hanya dengan menarik seutas  tali. Kapal ini kemudian diberi nama Syracusia, dan menjadi kapal fenomenal pada zaman itu.

Selama perang dengan bangsa Romawi, yang dikenal dengan punik kedua, Archimedes kembali berjasa besar. Archimedes mendesain sejumlah peralatan  untuk mencegah pasukan Romawi dibawah pimpinan Marcus Marcellus, merebut  Syracuse.

Saat armada Romawi yang terdiri dari 120 kapal mulai tampak di cakrawala Syracuse. Archimedes berfikir keras  untuk mencegah musuh merapat di pantai. Archimedes  kemudian mencoba  membakar kapal-kapal Romawi ini dengan menggunakan sejumlah cermin yang disusun dari perisai-perisai prajurit Syracuse. Archimedes berencana untuk  membakar kapal-kapal musuh dengan memusatkan sinar matahari. Namun rencana ini tampaknya kurang berhasil. Hal ini disebabkan untuk memperoleh jumlah panas yang cukup untuk membakar sebuah kapal, kapal tersebut harus diam.

Walau hasil kurang memuaskan, dengan alat ini Archimedes berhasil menyilaukan pasukan Romawi hingga mereka kesulitan untuk memanah. Panas yang ditimbulkan juga berhasil membuat musuh kegerahan, hingga mereka lelah sebelum berhadapan dengan pasukan Syracuse.

Saat musuh mulai mengepung pantai Syracuse, Archimedes kembali memutar otak. Tujuannya kali ini adalah mencari cara untuk  menenggelamkan kapal-kapal Romawi ini. Archimedes kemudian menciptakan alat yang disebut  cakar Archimedes. Alat ini bentuknya muirip derek pada masa kini. Akibatnya kapal musuh akan oleng, atau bahkan robek dan tenggelam.

Selain kedua alat ini  Archimedes juga mengembangkan ketapel dan balista untuk melawan pasukan Romawi. Namun sayangnya walau didukung berbagai penemuan  Archimedes, Syracuse masih kalah kuat  dibanding pasukan Romawi. Archimedespun akhirnya terbunuh oleh pasukan Romawi. Saat tewas Archimedes sedang mengerjakan persoalan geometri dengan menggambarkan lingkaran-lingkaran diatas tanah. Sebelum dibunuh Ia meneriaki pasukan Romawi yang lewat “Jangan ganggu lingkaranku!!!”

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s