LAPORAN PRAKTIKUM "HUKUM ARCHIMEDES

HUKUM ARCHIMEDES

A.    PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Hukum Archimedes adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan di atas benda cair yang ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuan Yunani yang juga merupakan penemu pompa spiral untuk menaikkan air yang dikenal dengan istilah Sekrup Archimedes. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan gaya ke atas suatu benda yang dimasukkan ke dalam air.

Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena di dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang sesungguhnya.

Oleh karena itu, dalam praktikum ini kamu ingin menyelidiki perbedaan berat benda di udara dan di dalam zat cair. Kami juga ingin menyelidiki hubungan gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan.

2.      Tujuan

Tujuan praktikum yang kami lakukan pada praktikum tentang “Archimedes”, yaitu :

a.       Menyelidiki perbedaan berat benda di udara dan di dalam fluida.

b.      Menyelidiki hubungan gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan.

B.     KAJIAN TEORI

Ketika kita menimbang batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbanggan pegas menjadi lebih kecil dibandingkan dengan ketika menimbang batu di udara (tidak di dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan kecil karena ada gaya apung yang menekan batu ke atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga berat batu menjadi menjadi lebih kecil, tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada batu tersebut sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan (Tipler, 2001).

Gaya apung terjadi karena adanya perbedaan tekanan fluida pada kedalaman yang berbeda.Tekanan fluida bertambah terhadap kedalam.Semakin dalam fluida (zat cair), semakin besar tekanan fluida tersebut. Ketika sebuah benda dimasukkanke dalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan antara fluida pada bagian atas benda dan tekanan fluida pada bagian bawah benda. Fluida yang terletak pada bagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida yang berada dibagian atas benda.

Apabila benda yang dimasukkan ke dalam fluida terapung, di mana bagian benda yang tercelup hanya sebagian, maka volume fluida yang dipindahkan sama dengan volume bagian benda yang tercelup dalam fluida tersebut. Tidak peduli apapun benda benda dan bagaimana bentuk benda tersebut, semuanya akan mengalami hal yang sama. Ini adalah buah karya Archimedes  yang saat ini diwariskan  kepada kitaa 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, dimana besarnya gaya ke atas (gaya apung) sama dengan zat cair yang dipindahkan” (Giancolli, 1989).

C.     METODE PRAKTIKUM

1.      Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang kami gunakan pada praktikum tentang “Archimedes” dapat dilihat pada tabel 7.3.1 berikut :

Tabel 7.3.1 Alat dan bahan praktikum “Archimedes”

No	Alat dan bahan	Kegunaan
1	Satu set statif	Untuk menggantungkan beban dan dinamometer
2	Tuas	Untuk menyeimbangkan beban yang diamati
3	Dinamometer	Untuk mengukur gaya berat beban
4	Tabung berpancuran	Untuk memancurkan air ke dalam gelas beaker
5	Silinder ukur	Untuk mengukur zat cair yang dipindahkan
6	Gelas ukur	Untuk menyimpan air yang akan diukur massanya
7	Neraca empat lengan	Untuk menimbang massa yair yang dipindahkan
8	Air	Sebagai media pengamatan
9	Beban	Sebagai bahan pengamatan yang akan diukur massanya ketika berada di dalam  air dan di luar air

2.      PROSEDUR PERCOBAAN

Pada praktikum tentang “Archimedes” kami melakukan dua prosedur kerja, yaitu:

a.       Prosedur kerja pertama, sebagai berikut :

1)      Mencatat berat beban di udara yang ditunjukkan oleh skala dinamometer misalkan sebesar .

2)      Menuangkan air dari gelas beaker ke dalam tabung berpancuran sampai ada sedikit air yang tumpah ke silinder ukur lewat pipa tabung berpancuran. Setelah air tak menetes lagi, menimbang dan mencatat massa silinder ukur yang telah berisi air, misalkan .

3)      Menempatkan kembali silinder ukur di bawah pipa tabung berpancuran dengan mengendorkan bautnya, menurunkaan balok pendukung sehingga beban seluruhnya terbenam ke dalam air dan membiarkan air dari tabung berpancuran mengalir ke silinder ukur.

4)      Setelah tidak ada lagi air yang menetes, mngamati dan mencatat petunjuk skala dinamometer tentang berat benda setelah dipenaruhi air, misalkan . Menimbang dan mencatat massa silinder ukur + air tumpahan misalnya .

5)      Mengulangi langkah (1) sampai (4) untuk 2 beban dan 3 beban.

6)      Melengkapi seluruh isian tabel.

b.      Prosedur kerja kedua, sebagai berikut :

1)      Merakit alat seperti pada gambar berikut ini.

 

Gambar 7.4.1. Rangakaian alat praktikum Archimedes

2)      Mengisi air pada wadah A sampai penuh, kemudian menyeimbangkan dengan beban yang telah disediakan pada wadah B.

3)      Mencatat massa benda yang dimasukkan pada wadah B.

4)      Memasukkan balok kayu yang telah disedikan pada wadah A dan mencatat bagaimana keadaan timbangan setelah balok kayu dimasukkan ke dalam fluida. Apakah masih seimbang atau tidak?

5)      Menimbang tumpahan air pada wadah dan mencatat hasil timbangannya. Apakah sama massa air tumpahan dengan massa balok?

D.    HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Hasil

a.       Data Pengamatan

Data pengamatan pada praktikum “Archimedes” dapat dilihat pada tabel 7.5.1 berikut.

Tabel 7.5.1 Data pengamatan praktikum”Archimedes”

Jumlah Beban	1 buah	2 buah	3 buah
Berat beban di udara ()	0,5 N	1,0 N	1,5 N
Berat beban saat di dalam air ()	0,4 N	0,86 N	1,3 N
Gaya ke atas oleh air ( - )
Massa (silinder ukur + air) awal ()	Kg	Kg	Kg
Massa (silinder ukur + air) akhir ()	Kg	Kg	Kg
Massa air yang dipindahkan ( - )
Berat air yang dipindahkan (g)

 -

 -

b.      Analisis Data

1)      Menghitung gaya ke atas oleh air

Ø  Untuk 1 buah beban (50 gram)

 :           = 0,5 N

       = 0,4 N

 :             = . . . .?

–

    = 0,5 – 0,4

          = 0,1 Newton

Ø  Untuk 2 buah beban (100 gram)

 :           = 1,0 N

       = 0,86 N

 :             = . . . .?

 -

= 1,0 – 0,86

= 0,14 Newton

Ø  Untuk 3 buah beban (150 gram)

 :           = 1,5 N

= 1,3 N

 :             = . . . .?

 -

= 1,5 – 1,3

      = 0,2 Newton

2)      Menghitung massa air yang dipindahkan ()

Ø  Untuk 1 buah beban (50 gram)

 :            = 66,6 .  Kg

       = 59,5 .  Kg

 :            = . . . .?

 = (66,6 .  (59,5 . )

= 7,1 .  Kg

Ø  Untuk 2 buah beban (100 gram)

:            = 66,9 .  Kg

       = 50,9 .  Kg

 :           = . . . .?

=  (66,9 .  (50,9 . )

= 16 . Kg

Ø  Untuk 3 buah beban (150 gram)

:            = 79,2 .  Kg

       = 55,0 .  Kg

 :            = . . . .?

=  (79,2 .  (55,0 . )

 = 24,2 .  Kg

3)      Menghitung berat air yang dipindahkan ()

Ø  Untuk 1 buah beban (50 gram)

: = 7,1 .  Kg

g          = 9,8

 :            = . . . .?

g

=  (7,1 . (9,8)

= 69,58.

Ø  Untuk 2 buah beban (100 gram)

: = 16 .  Kg

 g         = 9,8

 :            = . . . .?

g

=  (16 . (9,8)

= 156,8.

Ø  Untuk 3 buah beban (150 gram)

: = 16 .  Kg

               g       = 9,8

 :            = . . . .?

g

            =  (24,2 . (9,8)

            = 237,16.

2.      Pembahasan

Pada praktikum tentang “Archimedes”, kami membuktikan tetang Prinsip Archimedes yang menyatakan bahwa “ketika sebuah benda seluruhnya atau sebagian dimasukkan ke dalam zat cair, maka cairan akan memberikan gaya ke atas pada benda, setara dengan berat zat cair yang dipindahkannya.”

Pada percobaan ini juga perbedaan berat benda di dalam fluida dan di udara terbukti berbeda karena pada benda yang berada di dalam fluida mengalami gaya gravitasi dan gaya ke atas (gaya apung) sedangkan untuk benda di udara hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi.

Hubungan gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan pada percobaan ini terbukti karena zat cair yang dipindahkan sebesar berat benda yang dicelupkan ke dalam fluida.

Pada percobaan ini, kamu juga mencari gaya ke atas oleh air, massa air yang dipindahkan dan berat air yang dipindahkan dengan menggunakan satu buah benda sebesar 0,05 Kg, dua buah benda sebesar 0,1 Kg dan tiga buah benda sebesar 0,15 Kg.

Untuk mencari gaya ke atas oleh air secara berurutan untuk satu buah benda, dua buah benda dan tiga buah benda diperoleh gaya ke atas sebesar 0,1 Newton, 0,14 Newton dan 0,2 Newton.

Selanjutnya kami mencari massa air yang dipindahkan untuk masing-masing satu buah benda, dua buah benda dan tiga buah benda berturut-turut sebesar 7,1 .  Kg,  16 .  Kg dan 24,2 . Kg.

Terakhir kami mencari berat air yang dipindahkan untuk satu buah benda, dua buah benda dan tiga buah benda berturut-turut sebesar 69,58 . , 156,8. , dan 237,16. .

E.     PENUTUP

1.      Kesimpulan

Pada praktikum tentang “Archimedes”, kami menyimpulkan bahwa :

a.       Berat benda di udara lebih berat daripada berat benda di dalam air karena berat benda di udara hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, sedangkan berat benda di dalam air dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya ke atas (gaya apung).

b.      Hubungan gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan adalah gaya ke atas sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.

2.      Saran

Adapun saran yang dapat saya ajukan setelah melakukan pratikum tentang “Archimedes”, yaitu :

a.       Untuk laboratorium, sebaiknya sarana dan prasarana yang rusak segera di perbaiki atau di ganti dengan yang baru dan dilengkapi.

b.      Untuk asisten, sebaiknya dapat menjelaskan materi yang akan di praktekan dengan singkat, jelas dan mudah dimengerti.

c.       Untuk praktikan, sebaiknya praktikan yang lain menjaga kebersihan, ketenangan dan ketentraman ruang praktikum agar praktikum dapat terlaksana sesuai harapan dan tujuan.

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli.1989.FISIKA.Jakarta:Erlangga

Tipler.2001.FISIKA UNTUK SAINS DAN TEKNIK.Jakarta:Erlangga