Hukum Archimedes
Hukum Archimedes berbunyi:
“Suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair, baik sebagian atau seluruhnya, akan mendapatkan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”.
Secara matematis hukum Archimedes dirumuskan sebagai berikut:
Fa = Gaya apung (N)
ρc = Massa jenis zat cair (kg/m3)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
Vcp = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)
Berdasarkan hukum Archimedes, setiap benda yang dimasukkan ke dalam zat cair akan mengalami 3 kemungkinan:
- Tenggelam, apabila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair (ρ zat cair < ρ benda).
- Melayang, apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (ρ zat cair = ρ benda).
- Tenggelam, apabila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair (ρ zat cair > ρ benda).
Contoh Soal:
Perhatikan gambar berikut!
Sebuah benda memiliki berat 50 N, ketika ditimbang di dalam air beratnya hanya 45 N, maka gaya ke atas yang menekan benda sebesar…N.
A. 5
B. 25
C. 45
D. 50
Jawaban: A
Pembahasan:
Diketahui:
wudara = 50 N
wair = 45 N
Ditanyakan: Fa = …?
Jawaban:
Fa = ∆w
Fa = wudara – wair
Fa = 50 N – 45 N = 5 N
Hukum Pascal
Hukum Pascal berbunyi:
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam suatu ruang tertutup akan diteruskan oleh zat cair ke segala arah dengan sama besar.”
Hukum Pascal dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
F1 dan F2 = Gaya yang diberikan (N)
A1 dan A2 = Luas penampang (m2)
Contoh Soal:
Sebuah alat pengangkat mobil memiliki luas penampang penghisap kecil A1 sebesar 20 cm2 dan pengisap besar A2 sebesar 50 cm2.
Gaya yang harus diberikan untuk mengangkat mobil 20.000 N adalah …. N.
A. 2.000
B. 4.000
C. 5.000
D. 8.000
Jawaban: D
Pembahasan:
Diketahui:
A1 = 20 cm2 = 20 x 10-4 m2
A2 = 50 cm2 = 50 x 10-4 m2
F2 = 20.000 N
Ditanyakan: F1 = …?
Jawaban:
F1/A1 = F2/A2
F1 = A1 . F2 /A2
F1 = 20 x 10-4 . 20.000 / 50 x 10-4
F1 = 8.000 N