Selasa, 11 Februari 2014
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikumWr. Wb.
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
atas rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan tugas Fisika ini. Saya juga
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya menyelesaikan
tugas ini.
Secara khusus ucapan terima kasih saya
sampaikan kepada Bapak Kusmugo Waluyo selaku guru Fisika di SMA N 1 Kedungwuni yang telah
memberikan ilmunya sehingga saya dapat memahami materi
ini.
Selain untuk melengkapi nilai tugas Fisika saya, saya juga berharap
tugas Fisika ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Saya menyadari pada tugas ini masih terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, saya senantiasa mengharapkan masukan dari pembaca
demi penyempurnaan tugas-tugas saya selanjutnya.
Terima kasih atas perhatiannya.
Wassalamu’alaikum
FLUIDA BERGERAK
A. Latar Belakang
Dengan neraca pegas kita dapat menimbang berat suatu
benda.Berapa nilai maksimum yang dapat ditimbang? Untuk neraca-neraca pegas pada
umumnya dapat berbeda. Pada kegiatan ini kita akan pelajari bagaimana
menghitung benda pada air.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu untuk
menentukan selisih berat benda di udara dan dalam air.
C. Landasan teori
Hukum Archimedes
Archimedes dari Syracusa (sekitar
287 SM – 212 SM) Ia belajar di kota Alexandria, Mesir. Pada waktu itu yang
menjadi raja di Sirakusa adalah Hieron II, sahabat Archimedes. Archimedes
sendiri adalah seorang matematikawan, astronom, filsuf, fisikawan ,dan insinyur
berbangsa Yunani. Ia dibunuh oleh seorang prajurit Romawi pada penjarahan kota
Syracusa, meskipun ada perintah dari jendral Romawi, Marcellus bahwa ia tak
boleh dilukai. Sebagian sejarahwan matematika memandang Archimedes sebagai
salah satu matematikawan terbesar sejarah, mungkin bersama-sama Newton dan
Gauss.
Hukum Archimedes
|
Pada suatu
hari Archimedes dimintai Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota
emasnya dicampuri perak atau tidak. Archimedes memikirkan masalah ini
dengan sungguh-sungguh. Hingga ia merasa sangat letih dan menceburkan dirinya
dalam bak mandi umum penuh dengan air. Lalu, ia memperhatikan ada air yang
tumpah ke lantai dan seketika itu pula ia menemukan jawabannya. Ia bangkit
berdiri, dan berlari sepanjang jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Setiba di
rumah ia berteriak pada istrinya, “Eureka! Eureka!” yang artinya
“sudah kutemukan! sudah kutemukan!” Lalu ia membuat hukum Archimedes.
Dengan itu
ia membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri dengan perak. Tukang yang
membuatnya dihukum mati.
Penemuan
yang lain adalah tentang prinsip matematis tuas, sistem katrol yang
didemonstrasikannya dengan menarik sebuah kapal. Ulir penak, yaitu rancangan
model planetarium yang dapat menunjukkan gerak matahari, bulan, planet-planet,
dan kemungkinan rasi bintang di langit.
Archimedes adalah orang yang
mendasarkan penemuannya dengan eksperimen sehingga ia dijuluki Bapak IPA
Eksperimental.
HUKUM ARCHIMEDES
Hukum Archimedes mengatakan bahwa “Jika
suatu benda dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair, maka benda itu akan mendapat
tekanan keatas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang terdesak oleh
benda tersebut”.
a.
Rumus Hukum Archimedes (Gaya Apung )
Ketika suatu benda
dimasukkan ke dalam air, ternyata beratnya seolah-olah berkurang. Peristiwa ini
tentu bukan berarti ada massa benda yang hilang, namun disebabkan oleh suatu
gaya yang mendorong benda yang arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Archimedes
mempelajari hal ini dengan cara memasukkan dirinya pada bak mandi. Ternyata, ia
memperoleh hasil, yakni beratnya menjadi lebih ringan ketika di dalam air. Gaya
ini disebut gaya apung atau gaya ke atas (Fa). gaya apung sama dengan berat
benda di udara dikurangi dengan berat benda di dalam air. Persamaan Hukum
Archimedes:
Fa = Wu–Wa
Fa = gaya apung atau gaya
ke atas (N),
Wu = gaya berat benda di
udara (N),
Wa= gaya berat benda di
dalam air (N)
Besarnya gaya apung ini
bergantung pada banyaknya air yang didesak oleh benda tersebut. Semakin besar
air yang didesak maka semakin besar pula gaya apungnya. Hasil penemuannya
dikenal dengan Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa apabila suatu benda
dicelupkan ke dalam zat cair, baik sebagian atau seluruhnya, benda akan mendapat
gaya apung (gaya ke atas) yang besarnya sama dengan berat zat cair yang
didesaknya (dipindahkan) oleh benda tersebut. Secara matematis ditulis :
FA = ρ.g.V
Keterangan :
FA = Tekanan Archimedes =
N/M2
ρ = Massa Jenis Zat Cair =
Kg/M3
g = Gravitasi = N/Kg
V = Volume Benda Tercelup
= M3
KEADAAN BENDA
Tiga keadaan benda di
dalam zat cair :
a.
Melayang
pb, rata-rata = pf
w = Fa
KETERANGAN
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
b.
Tenggelam
pb, rata-rata > pf
w > Fa
KETERANGAN
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
c.
Terapung
pb, rata-rata < pf
w = Fa
KETERANGAN
pb = massa jenis benda
pf = massa jenis fluida
w = berat benda
Fa = gaya Apung
Terdapat 3 jenis yang
termasuk kedalam hukum Archimedes yaitu terdiri dari : mengapung, melayang, dan
tenggelam.
·
Mengapung - Suatu benda dikatakan mengapung apabila masa jenis benda lebih
kecil dibandingkan massa jenis fluida.
·
Melayang - Suatu benda dikatakan melayang apabila massa jenis benda sama
dengan massa jenis fluida.
·
Tenggelam - Suatu benda dikatakan tenggelam apabila massa jenis benda lebih
kecil dibandingkan massa jenis fluida.
Contoh penerapan Hukum
Archimedes dalam kehidupan sehari-hari.
antara lain : kapal selam, kapal laut, hidrometer, balon udara, Jembatan Poton, Galangan kapal, dll.
antara lain : kapal selam, kapal laut, hidrometer, balon udara, Jembatan Poton, Galangan kapal, dll.
D. Alat
1.
Neraca Pegas
2.
Gelas Ukur
3.
Bebanberupa balok
4.
Air
secukupnya
E.
Langkah Kegiatan
Langkah Kegiatan |
1.
Ukurlah berat
benda yaitu berupa balok di udara dengan
neraca pegas.
2.
Isilah dengan
gelas ukur dan catatlah volumenya.
3.
Masukkan
benda balok 1 ke dalam gelas ukur yang sudah diisi air dengan takaran tertentu.
4.
Ukurlah berat
benda 1 dalm air dan catatlah perubahan volume air.
5.
Ulangi
kegiatan tersebut pada benda 2 dan benda 3.
F.
Hasil
pengamatan
Tabel pengamatan
Benda
|
Wu
|
Wa
|
ho
|
h’
|
∆h=h’-h
|
FA=
ρ.g.Vb
|
V=∆h.A
|
Benda 1
|
1,4
|
1,2
|
100ml
|
230ml
|
130ml
|
2 . 10-5m3
|
6531,2m3
|
Benda 2
|
0,8
|
0,62
|
100ml
|
200ml
|
100ml
|
0,18x10-4 m3
|
5024m3
|
Benda 3
|
0,65
|
0,3
|
100ml
|
190ml
|
90ml
|
0,35x10-4 m3
|
376,8m3
|
Pembahasan:
Benda 1
Wu = 1,4N
Wa= 1,2N
h= 100ml
h’= 230ml
Jawab :
Fa = Wu–Wa
= 1,4-1,2
= 0,2 N
FA = ρ.g.Vb
0,2 =1000.10.Vb
=Vb
0,2x10-4 m3=Vb
∆h =h’-h
=230-100
=130ml
V =∆h.A
= 130.πr2
=130.3,14.42
= 6531,2m3
Benda 2
Wu = 0,8N
Wa= 0,62N
h= 100ml
h’= 200ml
Jawab :
Fa = Wu–Wa
= 0,8-0,62
= 0,18 N
FA = ρ.g.Vb
0,18 =1000.10.Vb
=Vb
0,18x10-4 m3=Vb
∆h =h’-h
=200-100
=100ml
V =∆h.A
=
100.πr2
=100.3,14.42
=5024m3
Benda 3
Wu = 0,65N
Wa= 0,3N
h= 100ml
h’= 190ml
Jawab :
Fa = Wu–Wa
= 0,65-0,3
= 0,35N
FA = ρ.g.Vb
0,35 =1000.10.Vb
=Vb
0,35x10-4 m3=Vb
∆h =h’-h
=190-100
=90ml
V =∆h.A
=
90.πr2
=90.3,14.42
=376,8m3
Kesimpulan :
Data pengamatan dan data
perhitungan selisihnya sedikit.
Pada percobaan tersebut, selisih
berat beban di udara dan dalam air merupakan gaya keatas yang dilakukan oleh
air.beban mengakibatkan sejumlah air berpindah (didesak oleh beban). Jika
dihitung, gaya ke atas dan berat air yang dipindahkan akan sama. Dan hal
tersebut dikenal dengan hukum archimedes.
Hukum
archimedes menyatakan bahwa suatu benda yang terendam sebagian atau seluruhnya
dalam zat cair akan mendapat gaya tekan ke atas sebesar zat cair yang
dipindahkan oleh benda itu.
Pertanyaan
:
1.
Bandingkan
berat benda di udara dan dalam air.
2.
Setelah
dimasuki benda, volume air bertambah misalnya sebesar ∆h. Bandingkan berat air
sebanyak ∆h dengan selisih berat benda di udara dan dalam air.
3.
Apa
kesimpulan anda ?
Jawaban :
1.
Benda : Wu :
Wa
Benda 1 : 1,4 :
1.2
Benda 2 : 0,8 :
0,62
Benda 3 : 0,65 : 0,3
2.
Benda : h : h’
Benda 1 : 100 : 130
Benda 2 : 100 : 100
Benda 3 : 100 : 90
3.
Kesimpulan :
·
Data
pengamatan dan data perhitungan selisihnya sedikit.
·
Pada
percobaan tersebut, selisih berat beban di udara dan dalam air merupakan gaya
keatas yang dilakukan oleh air.beban mengakibatkan sejumlah air berpindah
(didesak oleh beban). Jika dihitung, gaya ke atas dan berat air yang
dipindahkan akan sama. Dan hal tersebut dikenal dengan hukum archimedes.
·
Hukum
archimedes menyatakan bahwa suatu benda yang terendam sebagian atau seluruhnya
dalam zat cair akan mendapat gaya tekan ke atas sebesar zat cair yang
dipindahkan oleh benda itu.
Daftar pustaka:
Buku paket Theory and Application of Physics
Kelas XI IPA.
http://fisika/hukum-archimedes.html
http://wikipedia.com
