Hukum Archimedes adalah salah satu hukum fisika paling terkenal yang berhubungan dengan gaya apung pada fluida. Konsep ini pertama kali ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani kuno sekitar abad ke-3 SM. Hukum ini menjelaskan mengapa kapal baja yang berat bisa tetap mengapung di laut, atau mengapa balon udara bisa terbang di langit.
Menurut penelitian pendidikan, lebih dari 80% siswa SMA di Indonesia menjumpai soal tentang rumus hukum Archimedes dalam ujian fisika mereka. Artinya, memahami hukum ini tidak hanya penting untuk teori, tetapi juga bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari maupun dunia teknologi modern.
1. Apa Itu Hukum Archimedes?
Hukum Archimedes menyatakan:
“Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan benda tersebut.”
Dengan kata lain, benda yang dicelupkan ke dalam air akan terasa lebih ringan karena adanya gaya apung. Gaya inilah yang memungkinkan perahu, kapal, bahkan kapal selam bisa berfungsi.
2. Rumus Hukum Archimedes
Rumus dasar hukum Archimedes adalah:
Fₐ = ρ × g × V
Keterangan:
-
Fₐ = gaya apung (Newton, N)
-
ρ = massa jenis fluida (kg/m³)
-
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s²)
-
V = volume benda yang tercelup (m³)
Contoh:
Jika sebuah benda berukuran 0,01 m³ dicelupkan ke dalam air (massa jenis air = 1000 kg/m³), maka gaya apungnya:
Fₐ = 1000 × 9,8 × 0,01 = 98 N
3. Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan Sehari-Hari
Hukum ini tidak hanya konsep fisika, tetapi juga nyata kita temui:
-
Kapal Laut & Perahu: meskipun berat, desain lambung kapal memungkinkan perpindahan volume air yang cukup besar untuk menahan bobotnya.
-
Balon Udara: udara panas lebih ringan daripada udara dingin di sekitarnya, sehingga balon mendapat gaya apung dan bisa terbang.
-
Hidrometer: alat untuk mengukur massa jenis cairan (misalnya kadar gula pada minuman atau kadar alkohol).
-
Kapal Selam: mengatur berat jenis dengan mengisi/ mengosongkan tangki air agar bisa tenggelam atau mengapung.
-
Tubuh Manusia Saat Berenang: tubuh terasa lebih ringan di air karena gaya apung bekerja.
Menurut data World Shipping Council, lebih dari 80% perdagangan dunia diangkut menggunakan kapal laut. Tanpa pemahaman hukum Archimedes, teknologi transportasi laut modern tidak akan berkembang seperti sekarang.
4. Contoh Soal Hukum Archimedes
Soal: Sebuah balok kayu berukuran 0,02 m³ dicelupkan seluruhnya dalam air. Tentukan gaya apung yang dialami balok tersebut!
Penyelesaian:
Fₐ = ρ × g × V
= 1000 × 9,8 × 0,02
= 196 N
Artinya, balok kayu akan mengalami gaya apung sebesar 196 Newton ke arah atas.
5. Hubungan Hukum Archimedes dengan Sains Modern
Hukum Archimedes masih sangat relevan hingga kini, terutama dalam:
-
Rekayasa Kapal Modern: menentukan stabilitas dan daya angkut.
-
Aerospace: prinsip gaya apung udara dipakai pada balon helium dan aerostat.
-
Teknologi Medis: beberapa penelitian menggunakan prinsip apung untuk mengukur densitas tubuh atau cairan biologis.
-
Energi Terbarukan: sistem pembangkit listrik tenaga gelombang laut juga memanfaatkan konsep gaya apung.
Baca juga : Warmindo Mang Ujo: Warung Indomie Favorit Mahasiswa Malang
Rumus hukum Archimedes adalah fondasi penting dalam memahami gaya apung pada fluida. Rumusnya sederhana, tetapi penerapannya sangat luas: dari kapal laut, balon udara, hingga teknologi modern. Dengan memahami hukum ini, kita bisa lebih mengapresiasi sains di balik aktivitas sehari-hari seperti berenang atau mengendarai kapal ferry.
Memahami hukum Archimedes bukan hanya untuk lulus ujian, tetapi juga untuk memahami bagaimana dunia fisika bekerja dalam kehidupan nyata.
Leave a Comment