ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan yang berjududul “Hukum Archimedes” yang bertujuan untuk Membuktikan Hukum Archimdes dan menentukan massa jenis benda dengan menerapkan prinsip Archimedes dari 4 beban, yaitu beban A3, A4, B3, dan B4. Prinsip Archimedes adalah “Ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, di mana besarnya gaya ke atas (gaya apung) sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.” Metode yang digunakan adalah pengukuran terhadap zat cair tumpah dari benda yang dicelupkann. Besarnya gaya ke atas atau gaya Apung dapat dicari dengan rumus F_a = ρ_c . g . V_c. Dari rumus gaya apung tersebut dapat diketahui massa jenis benda yang dicelupkan. Dalam praktikum kami didapatkan hasil Pada benda A3, A4, B3, dan B4 sebesar 851,38(, 819,44(), 1642,18( , 1272,22( 

BAB I PENDAHULUAN

1.1  Tujuan

Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa dapat:

1.      Membuktikan Hukum Archimdes.

2.      Menentukan massa jenis benda dengan menerapkan prinsip Archimedes.

1.2 Dasar Teori

1.2.1 Gaya Apung

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.

wu = mg

Ketika dalam air, benda dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:

ws = wu –Fa …………..(1.1)

Keterangan:  ws berat semu (N)

                      wu berat sesungguhnya (N)

                      Fa gaya angkat keatas (N)

Gaya angkat ke atas ini disebut juga gaya apung .Gaya Apung dapat di ilustrasikan dalam gambar 1.1 di bawah ini

           Gambar 1.1

mFg = wF = berat fluida yang memiliki volume yang sama dengan volume benda yang tercelup.

Berdasarkan persamaan di atas, kita bisa mengatakan bahwa gaya apung pada benda sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Ingat bahwa yang dimaksudkan dengan fluida yang dipindahkan di sini adalah volume fluida yang sama dengan volume benda yang tercelup dalam fluida. Pada gambar di atas, penulis menggunakan ilustrasi di mana semua bagian benda tercelup dalam fluida (air). Jika dinyatakan dalam gambar maka akan tampak sebagai berikut :

Gambar 1.2

Apabila benda yang dimasukkan ke dalam fluida, terapung, di mana bagian benda yang tercelup hanya sebagian maka volume fluida yang dipindahkan = volume bagian benda yang tercelup dalam fluida tersebut. Tidak peduli apapun benda dan bagaimana bentuk benda tersebut, semuanya akan mengalami hal yang sama. Ini adalah buah karya Archimedes (287-212 SM) yang saat ini diwariskan kepada kita dan lebih dikenal dengan julukan “Prinsip Archimedes”. Prinsip Archimedes menyatakan bahwa :

“Ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, di mana besarnya gaya ke atas (gaya apung) sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.” (Acott, Chris, 1999)

1.2.2 Benda Dalam Hukum Archimedes

Bila benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

2.                  Benda Tenggelam

Benda disebut tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu terletak pada dasar tempat zat cair berada.

Gambar 1.3

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

2.                  Benda Melayang

Benda melayang dalam zat cair apabila posisi benda di bawah permukaan zat cair dan di atas dasar tempat zat cair berada.

Gambar 1.4

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (FA) atau benda  tersebut dalam keadaan setimbang

W = FA

pb Vb g  = pf Vf g

pb = pf

2.                  Benda Terapung

Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair.

Gambar 1.5

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

BAB II METODOLOGI

2.1  Alat dan Bahan

1.      Neraca O-hauss

2.      Kawat

3.      Air

4.      Bak

5.      Wadah tumpahan air

6.      Wadah air kecil

7.      Gelas ukur

8.      Beban Terapung ( A3 dan A4)

9.      Beban Tenggelam ( B3 dan B4)

2.2  Prosedur Percobaan

            Disiapkan alat dan bahan. Kemudian ditimbang beban A3, A4, B3, B4, dan berat wadah air kecil. Diisi bak air hingga penuh dan diletakkan wadah tumpahan air di bawah bak tersebut. Lalu dimasukkan beban A3, A4, B3, dan B4 secara bergantian ke dalam bak air. Dimasukkan tumpahan air yang berada dalam bak ke dalam wadah air kecil dan ditimbah massanya serta diukur pula volume tumpahan air dengan menggunakan gelas ukur. Khusus untuk benda tenggelam (B3 dan B4) untuk memasukkannya didalam bak menggunakan penghubung kawat dengan neraca ohaus untuk diukur berat beban dalam zat cair. Dimasukkan data pengukuran ke dalam tabel.

2.3  Set up alat

           

BAB III HASIL PERCOBAAN

3.1   Analisa Data

Diketahui : Wadah air beratnya 0,836 kg

Sampel	Massa beban	Massa air	massa benda	Volume air
	di udara (kg)	yang tumpah + wadah (kg)	dalam zat cair (kg)	yang tumpah (m3)
A3	0.613	1,373	-	0.00054
A4	0.590	1,309	-	0.00048
B3	1,051	1,472	0,036	0.00064
B4	0.916	1,55	0,024	0.00072

3.2  Perhitungan

Contoh Perhitungan:

·         Sampel A3

Berat air tumpah

Massa air tumpah (mt)      = (massa air tumpah + wadah) – wadah air

                                          = 1,373 kg - 0,836 kg                                     

Wt = m_t . g

            = 0,537 kg . 9,8 m/s²

            = 5,2626 kg m/s²

     Berat dalam air

                 W_c = W_u-W_t

           = 6,0074-5,2626

           = 0,7448 N

                 Gaya angkat ke atas

     F_a = ρ_c . g . V_c

          = 1000 kg/m³ . 9,8 m/s² . 0,00054 m³

          = 5,292 kg m/s²

                    Massa jenis benda

                Benda yang tercelup adalah ¾  bagian maka berat benda sebenarnya atau di      udara (V_b):

   V_c     = n V_b ,

  V_b      = V_c/n

            = 0,00054 m³/ 0,75

   V_b     = 0,00072 m³

Massa jenis benda (ρ_b)

 ρ_b          = m_u/V_b

             = 0,613 kg/0,00072 m³

 ρ_b        = 851,38 kg/m³

No	Kode Benda	Berat di udara (Wu)	Berat air tumpah (Wt) N	Berat dalam air (Wc)	Gaya Angkat Ke atas (N)	Massa Jenis Benda (
1	A3	6,0074	5,2626	0,7448	5,292	851,38
2	A4	5,7820	4,6354	1,1466	4,704	819,44
3	B3	10,2998	6,2328	0,3528	6,72	1642,18
4	B4	8,976	6,9972	0,2352	7,056	1272,22

3.3 Pembahasan

Sampel	Kondisi (Mengapung/Tenggelam/Melayang)	Massa Jenis (	Fa (N)
A3	Melayang	851,38	5,292
A4	Melayang	819,44	4,704
B3	Tenggelam	1642,18	6,72
B4	Tenggelam	1272,22	7,056

           

            Bunyi dari Hukum Archimedes adalah “ Apabila sebuah benda, sebagian atau seluruhnya terbenam ke dalam air, maka benda tersebut akan mendapatkan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut.

            Dalam percobaan yang telah kami lakukan hukum Archimedes telah terbukti yaitu gaya angkat atau gaya apung nilainya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut, berat zat cair yang dipindahkan yang dimaksud adalah berat air yang tumpah. Walaupun dalam tabel percobaan nilai berat zat cair yang tumpah tidak sama persis dengan nilai gaya apung, namun disini kita asumsikan bahwa kedua nilai tersebut sama dan kami telah membuktikan hukum Archimedes tersebut.

            Percobaan selanjutnya yaitu mencari nilai massa jenis benda. Massa Jenis benda dihihitung dari rumus ρ_b = m_u/V_b.  Pada benda A3 besar massa jenisnya adalah 851,38(. Pada benda A4 besar massa jenisnya adalah 819,44(. Pada benda B3 besar massa jenisnya adalah 1642,18( dan benda A3 masa jenisnya sebesar 1272,22(.

.

BAB IV KESIMPULAN

1.       Dalam pembuktian hukum Archimedes ini dibuktikan bahwa nilai gaya apung atau gaya angkat ke atas nilainya sama dengan berat benda cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.

2.       Pada benda A3 besar massa jenisnya adalah 851,38(. Pada benda A4 besar massa jenisnya adalah 819,44(. Pada benda B3 besar massa jenisnya adalah 1642,18( dana benda A3 masa jenisnya sebesar 1272,22(

DAFTAR PUSTAKA

http://damayantilinda.blogspot.co.id/2011/12/praktikum-hukum-archimedes-telur.html

https://www.google.co.id/search?q=gambar+praktikum+pembuktian+hukum+archimedes&hl=en&biw=1366&bih=661&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIlJGc9eexyAIVRpqUCh0S4g6o#hl=en&tbm=isch&q=gambar+tabung+ukur&imgrc=Tt2-CkAYB8C2DM%3A

https://www.google.co.id/search?q=gambar+gelas+ukur+wikipedia&hl=en&biw=1366&bih=705&tbm=isch&imgil=dfXMrcOqK4pQeM%253A%253BuMNdNfcWt_WkFM%253Bhttps%25253A%25252F%25252Fsmpplklatenscienceclub.wordpress.com%25252F2011%25252F12%25252F06%25252Fperalatan-laboratorium-terbuat-dari-kaca-glassware%25252F&source=iu&pf=m&fir=dfXMrcOqK4pQeM%253A%252CuMNdNfcWt_WkFM%252C_&usg=__0Tf90B-PEhsRGKy2uB0s4FTk9HA%3D&ved=0CCoQyjdqFQoTCJqAk9XsscgCFUk4lAodsf8EdA&ei=tNcVVprWGcnw0ASx_5OgBw#imgrc=dfXMrcOqK4pQeM%3A&usg=__0Tf90B-PEhsRGKy2uB0s4FTk9HA%3D

Lampiran-lampiran

Lampiran 1. Analisa Perhitungan

1.      Sampel A3

Berat beban diudara (W_u)

W_u  = m_u . g

        = 0,613 kg . 9,8 m/s²

        = 6,0074 kg m/s²

Berat air yang tumpah (W_t)

W_t = m_t . g

            = 0,537 kg . 9,8 m/s²

            = 5,2626 kg m/s²

Berat benda dalam zat cair (W_c)

      W_c = W_u-W_t

              = 6,0074-5,2626

      W_c = 0,7448 N

      Gaya angkat keatas (F_a)

       F_a = ρ_c . g . V_c

           = 1000 kg/m³ . 9,8 m/s² . 0,00054 m³

           = 5,292 kg m/s²

Benda yang tercelup adalah ¾  bagian maka berat benda sebenarnya atau di udara (V_b):

        V_c            = n V_b ,

        V_b            = V_c/n

= 0,00054 m³/ 0,75

            = 0,00072 m³

       Massa jenis benda (ρ_b)

ρ_b            = m_u/V_b

             = 0,613 kg/0,00072 m³

                   ρ_b   = 851,38 kg/m³

2.      Sampel A4

Berat beban diudara (W_u)

W_u             = m_u . g

                        = 0,590 kg . 9,8 m/s²

                        = 5,782 kg m/s²

      Berat air yang tumpah (W_t)

W_t        = m_t . g

                        = 0,473 kg . 9,8 m/s²

                        = 4,6354 kg m/s²

Berat benda dalam zat cair (W_c)

W_c          = W_u-W_t

                                = 5,782-4,6354

            = 1,1466 N

Gaya angkat keatas (F_a)

F_a         = ρ_c . g . V_c

                        = 1000 kg/m³ . 9,8 m/s² . 0,00048 m³

Fa        = 4,704 N

Benda yang tercelup adalah 2/3 bagian maka berat benda sebenarnya atau di udara (V_b):

V_c        = n V_b ,

V_b        = V_c/n

                        = 0,00048 m³/ 0,67

            V_b        = 0,00072 m³

Massa jenis benda (ρ_b)

            ρ_b            = m_u/V_b

                        = 0,590 kg/0,00072 m³

                        = 819,44 kg/m³

3.      Sampel B3

Berat beban di udara

W_u             = m_u . g

                        = 1,051 kg . 9,8 m/s²

                        = 10,299 kg m/s²

      Berat air yang tumpah (W_t)

      Wt             = m_t . g

                        = 0,636 kg . 9,8 m/s²

                        = 6,2328 kg m/s²

      Berat benda dalam zat cair (W_c)

      W_c                  = m_c . g

                        = 0,036 kg . 9,8 m/s²

                        = 0,3528 kg m/s²

= 0,3528 N

       Gaya angkat keatas (F_a)

      F_a               = ρ_c . g . V_c

                        = 1000 kg/m³ . 9,8 m/s² . 0,00064 m³

                        = 6,272 kg m/s²

       Massa jenis benda (ρ_b)

      ρ_b                    = m_u/V_b

                        =1,051 kg/0,00064 m³

                            =1642,18 kg/m³

4.      Sampel B4

Berat beban diudara (W_u)

      W_u             = m_u . g

                        = 0,916 kg . 9,8 m/s²

                        = 8,9768 kg m/s²

      Massa air yang tumpah (m_t) = 1,550-0,836 = 0,714 kg

      Berat air yang tumpah (W_t)

      W_t              = m_t . g

                        = 0,714 kg . 9,8 m/s²

                        = 6,9972 kg m/s²

     Berat benda dalam zat cair (W_c)

     W_c                   = m_c . g

                        = 0,024 kg . 9,8 m/s²

                        = 0,2352 kg m/s²

     Gaya angkat keatas (F_a)

    F_a                      = ρ_c . g . V_c

                        = 1000 kg/m³ . 9,8 m/s² . 0,00072 m³

                         = 7,056 kg m/s²

     Massa jenis benda (ρ_b)

    ρ_b                      = m_u/V_b

                        = 0,916 kg/0,00072 m³

=1272,22 kg/m³