Sebuah Drum Besi Dapat Mengapung Di Dalam Air Disebabkan Oleh
Pertanyaan mengenai mengapa sebuah drum besi dapat mengapung di dalam air merupakan pertanyaan yang cukup penting untuk diketahui. Dalam kehidupan sehari-hari, kita bisa melihat banyak benda yang mengapung di atas permukaan air, seperti perahu, kapal, dan lain-lain. Namun, apakah Anda pernah bertanya-tanya mengapa hal tersebut bisa terjadi?
Jawabannya terletak pada prinsip fisika yang dinamakan dengan hukum Archimedes. Seorang ilmuwan bernama Archimedes menemukan hukum ini pada abad ke-3 SM. Hukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang dicelupkan ke dalam cairan akan menerima gaya angkat ke atas sebesar berat cairan yang dipindahkan.
Prinsip Hukum Archimedes
Prinsip hukum Archimedes dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Berat benda dan berat air yang dipindahkan
Jika sebuah benda memiliki berat lebih besar dari berat air yang dipindahkan, maka benda tersebut akan tenggelam. Sebaliknya, jika berat benda lebih kecil dari berat air yang dipindahkan, maka benda tersebut akan mengapung.
Contoh:
- Drum besi memiliki massa 50 kg
- Volume drum besi 20 liter atau 0,02 m3
- Densitas air 1 kg/L atau 1000 kg/m3
Berat air yang dipindahkan oleh drum besi adalah:
Berat air = Volume x Densitas x Gravitasi
Berat air = 0,02 m3 x 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2
Berat air = 196 N
Berat drum besi adalah:
Berat drum besi = Massa x Gravitasi
Berat drum besi = 50 kg x 9,8 m/s2
Berat drum besi = 490 N
Karena berat drum besi lebih besar dari berat air yang dipindahkan, maka drum besi akan tenggelam jika dicelupkan ke dalam air.
2. Densitas benda dan densitas cairan
Densitas adalah massa per unit volume sebuah benda atau cairan. Jika densitas benda lebih besar dari densitas cairan, maka benda tersebut akan tenggelam. Jika densitas benda lebih kecil dari densitas cairan, maka benda akan mengapung di atas cairan.
Contoh:
- Besi memiliki densitas 7.874 g/cm3 atau 7874 kg/m3
- Densitas air 1 g/L atau 1000 kg/m3
Sebuah drum besi memiliki massa 50 kg dan volume 20 liter atau 0,02 m3.
Densitas drum besi = Massa / Volume = 50 kg / 0,02 m3 = 2500 kg/m3
Densitas besi lebih besar dari densitas air, yaitu 7874 kg/m3 > 1000 kg/m3.
Karena densitas drum besi lebih besar dari densitas air, maka drum besi akan tenggelam jika dicelupkan ke dalam air.
3. Bentuk benda
Bentuk benda juga mempengaruhi apakah benda tersebut akan mengapung atau tenggelam di dalam cairan. Benda yang berbentuk pipih akan lebih mudah mengapung di atas permukaan air dibandingkan dengan benda yang berbentuk volumetrik.
Contoh:
Berdasarkan hukum Archimedes, benda yang memiliki bentuk pipih seperti papan kayu lebih mudah mengapung di atas air dibandingkan dengan benda yang memiliki bentuk volumetrik seperti bola besi.
4. Tekanan cairan
Tekanan cairan juga mempengaruhi apakah sebuah benda akan mengapung atau tenggelam. Jika sebuah benda memiliki tekanan lebih besar dari tekanan air, maka benda tersebut akan tenggelam. Jika sebuah benda memiliki tekanan lebih kecil dari tekanan air, maka benda tersebut akan mengapung.
Contoh:
Sebuah benda dengan volume 1 L akan dicelupkan ke dalam air. Jika tekanan benda sebesar 101 kPa dan tekanan air sebesar 100 kPa, maka benda tersebut akan mengapung di atas air. Namun, jika tekanan benda sebesar 1000 kPa dan tekanan air masih sebesar 100 kPa, maka benda tersebut akan tenggelam.
Kesimpulan
Berdasarkan penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa sebuah drum besi dapat mengapung di dalam air karena densitas besi lebih kecil dari densitas air. Selain itu, bentuk drum besi yang berbentuk volumetrik juga mempengaruhi apakah drum besi tersebut akan mengapung atau tenggelam.
Saran
Untuk meningkatkan pemahaman mengenai hukum Archimedes, dapat dilakukan beberapa upaya, seperti:
- Melakukan eksperimen sederhana mengenai hukum Archimedes
