Prinsip Archimedes adalah hukum fisika tentang bagaimana cairan berinteraksi dengan benda padat di tengah-tengah mereka. Hukum Archimedes pada dasarnya, konsep apung: sebuah benda direndam dalam cairan akan- dikenakan gaya ke atas sama dengan cairan yang dipindahkan. Ini gaya ke atas dikenal sebagai gaya apung, dan itu adalah apa yang membuat kapal, orang dan benda-benda mengapung.
Galileo Pada 1586, pada usia 22 tahun, ia menerbitkan artikel La Bilancetta, di mana ia menggambarkan cara untuk membandingkan massa jenis dengan keseimbangan yang terendam dan mengusulkan bahwa itu bisa menjadi konsep asli Archimedes sendiri.
Apa itu Prinsip Archimedes?
Prinsip Archimedes adalah prinsip fisika yang menyatakan bahwa setiap benda yang terbenam dalam fluida mengalami dorongan vertikal dan ke atas yang setara dengan berat fluida yang dipindahkan.
Bunyi prinsip Archimedes menyatakan bahwa:
Gaya apung ke atas yang diberikan pada benda yang direndam dalam fluida, baik sebagian atau seluruhnya terendam, sama dengan berat fluida yang dipindahkan benda dan bekerja dalam arah ke atas di pusat massa fluida yang dipindahkan.
Nilai gaya dorong diberikan oleh hukum Archimedes yang ditemukan oleh Archimedes dari Syracuse Yunani. Ketika suatu benda sebagian atau seluruhnya dicelupkan ke dalam cairan, kehilangan berat yang tampak sama dengan berat cairan yang dipindahkan olehnya.
Sejarah
Selain menjadi penemuan awal dalam studi fisika, prinsip Archimedes juga melahirkan cerita warna-warni yang masih diveritakan lebih dari dua milenium kemudian. Ada simpanan kontemporer kehidupan Archimedes ‘bertahan hidup, dan cerita ini mungkin telah dibuat oleh sejarawan fantastis dari era Romawi.
Galileo, menulis pada 1586, mengusulkan bahwa Archimedes juga bisa mencapai hasil yang sama dengan metode yang sedikit lebih ilmiah.
Archimedes hidup di Syracuse, sebuah koloni Yunani di Italia, pada abad ketiga SM Dia adalah salah satu ilmuwan terbesar zaman kuno, yang bekerja dalam ilmu baik teori maupun terapan. Dia menciptakan perangkat untuk ilmu pengetahuan dan perang dan menemukan prinsip-prinsip dasar kalkulus matematika. Sementara penemuannya yang lebih dikenal daripada teori selama hidupnya, sebaliknya adalah benar di zaman modern. Penemuan Prinsip Archimedes adalah salah satu cerita paling terkenal tentang pemikir besar.
Menurut legenda diceritakan oleh sejarawan Romawi Vitruvius, raja Syracuse menantang Archimedes untuk mengetahui apakah mahkota itu benar-benar terdiri dari emas murni, atau jika logam lain telah ditambahkan, karena ia dicurigai. Archimedes menghabiskan beberapa waktu mempertimbangkan masalah, karena dia tidak bisa mencairkan atau merusak mahkota untuk menganalisis komposisinya.
Solusinya datang kepadanya dalam sekejap karena ia menetap ke dalam bak penuh dan menyadari air yang dipindahkan dari bak mandi adalah sama dengan massa tubuhnya. Pada saat inspirasi, dikatakan, ia tahu ia bisa memecahkan masalah dengan cara merendam mahkota. Jika air dipindahkan kurang dari kuantitas setara emas, itu berisi logam lainnya. Untuk tujuan praktis air mampat, sehingga mahkota terendam akan menggantikan sejumlah air yang sama dengan volume sendiri. Dengan membagi massa mahkota dengan volume air yang dipindahkan, kepadatan mahkota bisa diperoleh. Massa jenis ini akan lebih rendah dibandingkan emas jika logam lebih murah dan kurang padat telah ditambahkan.
Archimedes konon telah begitu gembira dengan penemuan ini bahwa ia meninggalkan rumahnya, balapan telanjang melalui jalan-jalan Syracuse berteriak, “Eureka!” Kata Yunani berarti “saya telah menemukan itu,” dan masih digunakan di zaman modern untuk menunjukkan momen pencerahan atau penemuan. Legenda populer prinsip Archimedes ‘menggambarkan, dan mungkin telah membantu untuk membangun, persepsi umum dari ilmuwan linglung yang menghargai pengetahuan dan teori lebih basa-basi sosial seperti pakaian.
Rumus Prinsip Archimedes
Dalam bentuk sederhana, hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung pada suatu benda sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Secara matematis ditulis sebagai:
Fb = ρ x g x V
Dimana,
- Fb adalah gaya apung
- ρ adalah massa jenis fluida
- V adalah volume yang terendam
- g adalah percepatan gravitasi
Pengapungan
Jika berat aktual benda yang direndam dalam cairan kurang dari, sama dengan, atau lebih besar dari gaya dorong, 3 kemungkinan situasi terjadi.
- Jika gaya dorong kurang dari berat benda, itu akan berakhir tenggelam dan mengendap di bagian bawah.
- Jika gaya dorong sama dengan berat benda, itu akan tenggelam dalam cairan tetapi mengambang di dalamnya.
- Jika gaya dorong lebih besar dari berat, benda akan berakhir naik, menjaga satu bagian terendam dan yang lainnya menonjol dari cairan.
Berat aktual lebih besar dari gaya dorong
Benda akan mulai turun ke dalam cairan sampai sesuatu menghentikannya bergerak maju. Dalam hal ini volume fluida yang dipindahkan identik dengan volume benda yang terendam.
Massa jenis benda > massa jenis fluida
Berat aktual sama dengan gaya dorong
Bena yang tenggelam akan tetap seimbang di dalam cairan. Ini berarti:
Massa jenis benda = massa jenis fluida
Juga dalam hal ini, volume cairan yang terlepas adalah identik dengan volume benda.
Berat aktual kurang dari gaya dorong
Benda akan naik ke permukaan dan melayang sambil tetap seimbang. Karena itu, ketika berhenti, memang benar bahwa:
Massa jenis benda < massa jenis fluida
Berlawanan dengan situasi lain, volume cairan yang dikeluarkan adalah bagian dari volume benda, karena sebagian cairan berada di luar.
Contoh Penerapan Prinsip Archimedes
Berikut ini adalah penerapan prinsip Archimedes:
1. Kapal selam:
Alasan mengapa kapal selam selalu berada di bawah air adalah karena mereka memiliki komponen yang disebut ballast tank yang memungkinkan air untuk masuk membuat kapal selam berada di posisinya di bawah air karena bobot kapal selam lebih besar daripada gaya apung.
2. Balon udara:
Alasan mengapa balon udara panas naik dan mengapung di udara karena gaya apung balon udara panas kurang dari udara di sekitarnya. Ketika kekuatan apung dari balon udara panas lebih, itu mulai turun. Ini dilakukan dengan memvariasikan jumlah udara panas di dalam balon.
3. Hidrometer:
Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kerapatan relatif cairan. Hidrometer terdiri dari bidikan timah yang membuatnya melayang secara vertikal pada cairan. Semakin rendah hidrometer tenggelam, semakin kecil densitas cairannya.