Berdasarkan ilmu fisika terdapat istilah mengenai fluida. Fluida ialah sebuah zat yang bisa mengalir karena tidak bisa mempertahankan bentuknya. Fluida tersebut tidak seperti zat padat yang dapat menjaga bentuknya. Bentuk fluida selalu mengikuti ruang atau wadah yang ditempatinya. Menurut ilmu fisika, ada tiga bentuk wujud zat yaitu zat gas, zat padat dan zat cair. Zat gas dan zat cair inilah yang termasuk kedalam jenis fluida. Fluida juga berkaitan erat dengan hukum archimedes. Hukum ini juga memiliki bunyi hukum archimedes dan rumus hukum archimedes.
Kemudian fluida tersebut juga dapat dibagi menjadi dua yaitu fluida statis maupun fluida dinamis. Untuk fluida statis menunjukkan sifat dan gejala yang dialami oleh fluida, baik dalam keadaan setimbang maupun tidak bergerak (hukum archimedes). Sedangkan fluida dinamis menggambarkan keadaan fluida yang sedang bergerak. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan mengenai bunyi hukum archimedes dan rumus hukum archimedes. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.
Bunyi dan Rumus Hukum Archimedes
Dalam bunyi hukum archimedes dan rumus hukum archimedes terdapat hal hal yang menarik ketika diamati. Misalnya kita mengukur berat benda ketika diudara dan mengukur berat benda ketika di air. Pengukuran benda diudara dan diair akan mengalami perbedaan berat. Untuk benda yang berada di air akan memiliki berat yang lebih ringan. Bagaimana hal ini bisa terjadi? Berdasarkan pendapat Archimedes menunjukkan bahwa benda yang terdapat di air akan memperoleh gaya dari zat cair tersebut. Kemudian benda akan mengarah ke atas, hal inilah yang dinamakan Gaya Apung. Gaya apung memang memberikan arah ke atas sehingga dapat mengurangi gaya berat suatu benda ketika masuk ke dalam air. Gaya tersebutlah yang dinamakan gaya Archimedes.
Bunyi Hukum Archimedes
Sebelum membahas mengenai bunyi hukum archimedes, saya akan menjelaskan mengenai pengertiannya terlebih dahulu. Hukum archimedes merupakan hukum yang menjelaskan mengenai tekanan pada sebuah benda yang diletakkan dalam zat cair. Pada tahun 187-212 SM terdapat ilmuan Matematika dari Yunani yang bernama Archimedes. Ilmuan tersebut menemukan sebuah aturan yang dinamakan hukum archimedes. Berikut bunyi hukum archimedesnya:
“Jika sebuah benda dimasukkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan memperoleh gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) dengan besar berat zat cair yang dipindahkannya”
Berdasarkan bunyi hukum archimedes di atas dapat kita simpulkan bahwa gaya apung mengakibatkan berat benda yang berada di dalam zat cair akan berkurang. Kemudian jika benda diangkat dalam zat cair akan lebih ringan daripada benda yang diangkat ketika didaratan. Dengan kata lain berat benda tersebut seolah olah berkurang ketika berada didalam air.
Rumus Hukum Archimedes
Dalam hukum archimedes terdapat resultan gaya yang berada diantara gaya berat dengan gaya yang menuju ke atas (berat benda di air). Berat inilah yang dinamakan berat semu (berat benda di air) yang memiliki berat tidak sebenarnya. Dalam rumus hukum archimedes benda yang berada diair memiliki simbol "Ws". Kemudian terdapat rumus hukum archimedes yang berkaitan dengan berat benda diudara (W), berat semu (Ws) dan gaya ke atas (Fa) :
Ws = W-Fa
Keterangan:
Ws = berat benda di dalam zat cair (Kg.m/s²)
W = berat benda sesungguhnya (Kg.m/s²)
Fa = gaya apung (N)
Selain rumus hukum archimedes diatas, adapula rumus gaya apung yaitu :
Fa = ρcair x Vb x g
Keterangan:
ρcair = massa jenis pada zat cair (kg/m³)
Vb = volume benda yang dicelupkan (m³)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
Jika benda dimasukkan kedalam zat cair maka akan mengalami tiga kemungkinan yaitu akan terapung, tenggelam ataupun melayang. Kemungkinan kejadian tersebut memiliki rumus hukum archimedes yang berbeda beda. Berikut penjelasannya
Benda Tenggelam
Sebuah benda dikatakan tenggelam ke dalam zat cair jika benda tersebut berada didasar tempat zat cair tadi.
W = N + Fa
Sehingga diperoleh :
W > Fa
m x g > ρZC x Vb x g
ρb x Vb x g > ρZC x Vb x g
ρb > ρzc
Keterangan :
W = gaya berat benda
Fa = gaya archimedes
N = gaya normal bidang
ρb = massa jenis benda
ρZC = massa jenis zat cair
Benda Melayang
Sebuah benda dikatakan melayang di dalam zat cair jika benda tersebut berada diantara permukaaan zat air dengan dasar tempat zat cair.
Untuk benda melayang akan mengalami dua gaya yakni W dan Fa. Ketika benda dalam kondisi seimbang akan menghasilkan rumus hukum archimedes yaitu
W = Fa
Sehingga diperoleh:
W = Fa
ρb x Vb x g = ρZC x Vb x g
ρb = ρzc
Benda Terapung
Sebuah benda dikatakan terapung di dalam zat cair jika benda tersebut sebagian berada dipermukaan zat cair dan sebagian lain berada di dalam zat cair.
Untuk benda terapung akan mengalami dua gaya yakni W dan Fa. Ketika benda dalam kondisi seimbang akan menghasilkan rumus hukum archimedes yaitu:
W = Fa
Sehingga diperoleh :
W = Fa
ρb x Vb x g = ρZC x V2 x g
ρb x Vb = ρZC x V2
dikarenakan Vb > V2 maka ρb < ρZC.
Adapula rumus hukum archimedes dalam menentukan massa jenis benda. Berikut rumusnya:
Keterangan:
Vair = volume air yang dipindahkan
m = massa benda di udara
ms = massa semu benda (di air)
ρbenda = massa jenis benda
ρair = massa jenis air
