BAB IPENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Disekitar kita,kadang pernah mengamati bahwa sebuah

benda yang diletakan di dalam air terasa lebih ringan dibandingkan

dengan beratnya ketika di udara kadang ada yang terapung,kadang

juga ada benda yang melayang didalam air,kadang juga ada benda

yang tenggelam di dalam air. Jika benda dicelupkan dalam zat cair,

sesungguhnya berat benda itu tidak berkurang. Gaya tarik bumi

kepada benda itu besarnya tetap. Akan tetapi zat cair mengadakan

yang arahnya ke atas kepada setiap benda yang tercelup di

dalamnya. Ini menyebabkan berat benda seakan-akan berkurang.Menghitung gaya ke atas dalam zat cair sesungguhnya dapat kita lakukan dengan menggunakan pengetahuan kita tentang tekanan di dalam zat cair   Pada kesempatan ini kita akan membahas hukum archimedes secara mendetail, karena dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis gerak yang menyerupai sistem ini. Aplikasi hukum archimedes dapat kita jumpai dalam berbagai peralatan misalnya hidrometer , kapal laut, kapal selam, dan balon udara.

TUJUANo        Menentukan massa jenis zat cair berdasarkan hukum

Archimedes

RUMUSAN MASALAHo        Bagaimana hubungan antara massa jenis  zat cair

dengan gaya ke atas?o        Manakah massa jenis yang paling besar  dari kedua zat cair

tersebut?

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Hukum ArchimedesHukum 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".

Rumus Prinsip Hukum Archimedes

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

            Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur

dalam air daripada di udara karena dalam air, benda mendapat

gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang

sesungguhnya.

Dalam Persamaan :

Wb = mb.g

Ketika dalam air, dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan

dengan:

Wdf = Wb – FA

Keterangan :

Wdf : berat dalam fluida, dikatakan juga berat semu (N)

Wb : berat benda sesungguhnnya, atau berat di udara (N)

FA : gaya angkat ke atas (N)

Gaya angkat ke atas ini yang disebut juga gaya apung.

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat

diturunkan dari hukum newton juga. Bila gaya archimedes sama

dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda melayang .

- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang

- Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa telur maka

agar telur berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang

dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume telur.Artinya tidak

seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain

benda mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair

yang dipindahkan harus sama dengan volume telur dan

rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda. Jika

rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka

benda akan mengalamigaya total ke bawah yang tidak sama

dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam. Berdasarkan

Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair

akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W)

dan gaya ke atas (FA) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga

peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut

yaitu seperti berikut.

• Tenggelam

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam

jika berat benda (W)

lebih besar dari gaya ke atas (FA).

W > FA

pb Vb g  > pf Vf g

pb > pf

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa

zat cair (p)

• Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang

jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (FA) atu benda

tersebut tersebut dalam keadaansetimbang

W = FA

pb Vb g  = pf Vf g

pb = pf

Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku

:

EA = Eb

• Terapung

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika

berat benda (W) lebih kecil dari gaya ke atas (FA).

W > FA

pb Vb g  > pf Vf g

pb > pf

Penemuannya

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 sendirian saja. Ulir penak, yaitu rancangan model planetarium

yang dapat menunjukkan gerak matahari, bulan, planet-planet, dan

kemungkinan konstelasi di langit.

Di bidang matematika, penemuannya terhadap nilai pi lebih

mendekati dari ilmuan sebelumnya, yaitu 223/71 dan 220/70.

Archimedes adalah orang yang mendasarkan penemuannya dengan

eksperimen sehingga ia dijuluki Bapak IPA Eksperimental

D Massa Jenis

1. Satuan Massa JenisSatuan massa jenis dalam SI adalah kg/m3. Bagaimana cara

mengubah satuanmassa jenis kg/m3 menjadi g/cm3 ataupun

sebaliknya? Tentu kamu dapat melakukannya dengan cara sebagai

berikut.

Misalnya massa jenis air 1000 kg/m3. Konversikan ke dalam g/cm3

2. Menentukan Massa Jenis Zat Padata. Bentuknya teratur

Langkah yang harus dilakukan adalah mengukur massa zat dengan

menggunakan neraca atau timbangan. Volume zat dapat dihitung

menggunakan rumus berdasarkan bentuknya misalnya, kubus,

balok. Langkah terakhir menentukan massa jenis zat dengan

membagi massa zat dengan volume zat.

b. Bentuknya tidak teratur

Misalnya yang hendak kamu ketahui adalah massa jenis batu.

Langkah yang harus kamu lakukan sebagai berikut :

1) Timbanglah batu dengan menggunakan neraca untuk

mengetahui massa batu. Catat hasil pengukuranmu!

2) Sediakan gelas ukur dan tuangkan air ke dalam gelas ukur

tersebut. Catat volumenya, misal V1 = 50 ml.

3) Masukkan batu yang hendak kamu ketahui volumenya ke dalam

gelas ukur yang berisi air. Catat kenaikan volume airnya, misalnya

V2 = 70 ml.

4) Volume batu = V2 – V1

5) Massa jenis zat merupakan hasil bagi massa zat dengan volume

zat.

3. Menentukan Massa Jenis Zat CairMassa jenis zat cair dapat diukur langsung dengan menggunakan

hidrometer. Hidrometer memiliki skala massa jenis dan pemberat

yang dapat mengakibatkan posisi hidrometer vertikal. Cara

mengetahui massa jenis zat cair adalah dengan memasukkan

hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Hasil pengukuran dapat

diperoleh dengan acuan semakin dalam hidrometer tercelup,

menyatakan massa jenis zat cair yang diukur semakin kecil. Atau

dapat pula menggunakan rumus seperti yang diatas.

BAB IIIMETODE

Alat dan Bahan :         Neraca pegas

         Gelas ukur

         Benda yang berbeda jenisLangkah Kerja :

         Menyiapkan alat dan bahan         Mengikat benda dengan tali pada neraca pegas, mengukur berat

benda  diudara dan mencatat hasilnya         Menimbang benda di dalam air pada gelas ukur dengan neraca

pegas, mencatat volum air sebelum (Vo) benda di masukan dan volum setelah (V) benda dimasukan dan mencatatnya.

         Menghitung massa jenis benda jika massa jenis air 1gram/cm³.            Berat benda di udara   = ………………        volum air mula-mula(Vo)=………

Berat benda dalam air = ………………         volum air akhir (V)          =………

Massa jenis benda       = ………………

         Mengulang dari langkah nomor 2 dan 3 benda dimasukan ke dalam zat cair yang  berbeda, dengan hasil massa jenis (nomor 4), menghitung massa jenis zat cairnya dan memasukan data dalam tabel

BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A.Hasil Pengamatan1.      Tabel hasil penelitian dalam zat cair berupa air

BENDA WU (N) WA (N) FA (N) V0 (m3) V (m3) ∆V (m3)

= Vb

Massa jenis

zat cair

I 25 X 10-2 15 x 10-2 10 x 10-2 100 x 10-6 110 x 10-6 10 x 10-6 1000 kg/m3

II 18 X 10-2 10 x 10-2 8 x 10-2 100 x 10-6 104 x 10-6 4 x 10-6 2000kg/m3

III 30 X 10-2 20 x 10-2 10 x 10-2 100 x 10-6 112 x 10-6 12 x 10-6 830 kg/m3

2.      Tabel hasil penelitian dalam zat cair berupa minyak

BENDA WU (N) WM (N) FA (N) V0 (m3) V (m3) ∆V (m3) =

Vb

Massa jenis

zat cair

I 25 X 10-2 15 x 10-2 10 x 10-2 200 x 10-6 210 x 10-6 10 x 10-6 1000 kg/m3

II 18 X 10-2 10 x 10-2 8 x 10-2 27 x 10-6 33 x 10-6 6 x 10-6 1330 kg/m3

III 30 X 10-2 20 x 10-2 10 x 10-2 60 x 10-6 74 x 10-6 14 x 10-6 700 kg/m3

B.Pembahasan

          Benda dalam air

Benda IF = Wu – Wa

      = 25 X 10-2 - 15 x 10-2

      = 10 x 10-2

FV.g

10 x 10-2 = 10 x 10-

6 10      = 1000 kg/m3

g/cm3

        = 2500 kg/m3

Benda IIF = Wu – Wa

      = 18 X 10-2 - 10 x 10-2

      = 8 x 10-2

FV.g

8 x 10-2 = 4 x 10-6 10      = 2000 kg/m3

g/cm3

        = 4500 kg/m3

Benda IIIF = Wu – Wa

      = 30 X 10-2 - 20 x 10-2

      = 10 x 10-2

FV.g

10 x 10-2 = 12 x 10-

6 10      = 830 kg/m3

g/cm3

        = 2500 kg/m3

         Benda dalam minyak

Benda IF = Wu – Wa

      = 25 X 10-2 - 15 x

Benda IIF = Wu – Wa

      = 18 X 10-2 - 10 x

Benda IIIF = Wu – Wa

      = 30 X 10-2 - 20 x

10-2

      = 10 x 10-2

FV.g

10 x 10-2 = 10 x 10-

6 10      = 1000 kg/m3

g/cm3

                           = 1500 kg/3

10-2

      = 8 x 10-2

FV.g

8 x 10-2 = 6 x 10-6 10      = 1330 kg/m3

g/cm3

                  =1670 kg/m3

10-2

      = 10 x 10-2

FV.g

10 x 10-2 = 14 x 10-

610      = 700 kg/m3

g/cm3

                  =1430 kg/m3

BAB VPENUTUP

Ternyata dari hasil yang didapatkan, pada benda I,II,dan III yang dicelupkan dalam zat cair berupa air memiliki gaya ke atas yang sama dengan benda yang dicelupkan ke dalam zat cair berupa minyak namun massa jenis mereka berbeda.

Dari seluruh hasil percobaan menentukan massa jenis zat cair, didapatkan beberapa kesimpulan yaitu :

1.      Massa jenis benda dengan :

Massa jenis  benda yang dicelupkan dalam air benda  I= 2500 kg/m3, II = 4500

kg/m3, dan III = 2500 kg/m3

Massa jenis benda yang dicelupkan dalam minyak benda I= 1500 kg/m3, II=1670

kg/m3, dan III = 1430 kg/m3

SARAN   Hendaknya berhati-hati dalam melakukan praktikum, hingga

diperoleh hasil yang maksimum         Melakukan pengukuran berulang agar hasil yang di peroleh dapat lebih akurat

DAFTAR PUSTAKA

    Ibrahim, Solihin. 2000. Fisika. erlangga: Jakarta     http/id.wikipedia,org/wiki/hukum archimides   (http://www.gurumuda.com/2008/10/hukum-

hukumarchimedes/)     www.google.com

      http://www.scribd.com/doc/8188870/Massa-Jenis      www.gudangmateri.com