Hukum archimedes – “Eureka, Eureka”, Begitu ucapan yang sangat terkenal dari seorang Archimedes. Artinya kurang lebih, “Aku menemukannya. Aku menemukannya.”
Ungkapan itu bahkan cukup menjadi seruan yang melegenda setiap orang-orang berhasil menemukan sesuatu.
Ungkapan itu diteriakkan Archimedes setelah permenungannya dalam bak kamar mandi untuk mengungkap massa benda dan hubungannya dengan benda cair.
Pengetahuan yang luar biasa, yang terus terwariskan sampai kapanpun.
Pada kesempatan kali ini penulis akan mengulas mengenai hukum Archimedes beserta teori dan praktiknya.
Sebagaimana kita tahu, hukum archimedes merupakan satu teori dan metode yang penting dan bahkan cukup populer di kajian ilmu matematika.
Hukum archimedes menjadi alat pengukur massa benda ketika dihubungkan dengan air, apakah benda akan mengapung, melayang, atau tenggelam.
Hukum archimedes ini menyesuaikan nama dari penemunya dikarenakan penghargaan dan penghormatan pada pewarisan ilmu pengetahuan yang penting untuk peradaban manusia.
Ilmu matematika sebagai satu kajian mendalam atas teori, metode, rumus dan angka-angka memiliki penjabaran yang sangat luas.
Matematika mensistematiskan hukum alam dalam rumus pasti yang bisa dikukur dan bisa dipertanggungjawabkan.
Begitu pentingnya matematika dalam kehidupan ini, karena tanpa keberadaannya, hampir mustahil temuan mesin dan alat-alat canggih, bahkan komputerisasi mencapai performa terbaiknya seperti sekarang.
Hukum Archimedes adalah salah satu bagian dari teori dan metode matematika yang begitu banyak.
Hukum Archimedes hadir dalam kerangka menghitung massa benda dan kemampuan pemenuhannya untuk bertahan atau berhubungan dengan air, termasuk juga aspek turunannya.
Hukum archimedes dalam level lebih lanjutnya bisa kita praktikkan dan temukan dalam peristiwa sehari-hari di sekitar kita.
Penulis akan membagi ulasan hukum archimedes dalam beberapa topik penjelasan.
Harapannya artikel yang berjudul hukum archimesdes, teori dan praktiknya ini bisa memberikan referensi pada pembaca yang sedang menggeluti kajian yang sama.
Atau sebagai solusi dalam pemahaman atas hukum archimedes yang banyak sekali bisa dijumpai informasinya di buku-buku maupun platform media sosial lain.
Sejarah Singkat Hukum Archimedes
Archimedes adalah seorang matematikawan, ilmuwan, insinyur, penemu, dan astronomer dari Yunani yang diperkirakan hidup sekitar 287 hingga 212 sebelum Masehi.
Kisahnya yang paling terkenal adalah ketika ia menemukan satu metode untuk menentukan volume suatu objek yang memiliki bentuk yang tidak rata (irregular).
Alkisah sebuah mahkota untuk Raja Hiero II dipesan oleh sang raja dengan bahan baku yang disuplai dari sang raja yakni emas murni.
Setelah mahkota emas tersebut telah dibuat dan dipersembahkan kepada raja, namun sang raja menduga adanya kecurangan yang dilakukan oleh si pembuat mahkota.
Oleh karena itu, Archimedes diperintahkan oleh raja untuk menentukan apakah mahkota tersebut terbuat seluruhnya dari emas murni atau dipalsukan dengan mengganti bahan bakunya menjadi perak seperti dugaan raja.
Archimedes harus memecahkan masalah tersebut tanpa harus merusak mahkota raja tersebut yang berarti ia tidak boleh mencairkan mahkota tersebut untuk kemudian dicetak menjadi bentuk yang rata agar dapat dihitung massa jenisnya.
Ketika ia sedang berendam di bak mandinya, dia menyadari bahwa ketinggian air pada bak mandi bertambah seiring ia masuk ke dalam air.
Iapun menyadari bahwa efek ini dapat digunakan untuk menentukan volume mahkota raja (yang kita sebut dengan hukum Archimedes).
Air dianggap fluida yang tidak mampu mampat, jadi mahkota yang dicelupkan ke air akan memindahkan volume air sebanyak volume mahkota tersebut.
Dengan membagi massa mahkota dengan volume air yang dipindahkan maka didapatkan massa jenis mahkota (massa jenis emas lebih berat dari massa jenis perak, dan nilanya telah diketahui).
Saking gembiranya mengetahui hal ini, Archimedes kemudian berlari dari bak mandinya dengan keadaan telanjang sambil meneriakkan “Eureka!” (dari bahasa Yunani yang berarti “Aku telah menemukannya”).
Hasil tes sesungguhnya dari mahkota raja telah menunjukkan bahwa mahkota emas tersebut telah dicampur dengan perak.
Pernyataan dan Persamaan Hukum Archimedes
Dirujuk dari berbagai sumber, pembahasan hukum Archimedes memiliki pernyataan, persamaan, dan penerapannya.
Hal ini mnjadi kerangka berpikir utama untuk melihat bagaimana cara kerja hukum Archimedes.
Hukum Archimedes menjadi satu teori penting dalam meninjau matematika dalam aspek hubungannya dengan massa benda dan air. detailnya sebagai berikut:
- Hukum Archimedes menyatakan bahwa benda yang dicelupkan ke dalam zat cair, akan mengalami gaya angkat ke atas yang besarnya sama dengan zat cair yang dipindahkan. Gaya angkat ke atas inilah nantinya disebut sebagai gaya Archimedes. Adapun ilustrasinya, ditunjukkan oleh gambar berikut.
Berbekal pernyataan yang telah disebutkan sebelumnya, gaya Archimedes bisa dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
FA = gaya angkat ke atas atau gaya Archimedes (N);
ρf = massa jenis fluida (kg/m3);
g = percepatan gravitasi Bumi (m/s2); dan
Vbf = volume benda tercelup (m3).
Ternyata, konsep gaya angkat ke atas ini menyebabkan tiga kemungkinan posisi benda di dalam zat cair, yaitu terapung, melayang, dan tenggelam.
Bagaimana syarat benda dikatakan terapung, melayang, dan tenggelam? Perhatikan gambar berikut.
Gaya Archimedes menyebabkan berat benda di dalam zat cair seolah berbeda dengan beratnya di udara.
Apakah benar? Jawabannya adalah benar karena saat ditimbang, berat benda di dalam zat cair lebih kecil dibandingkan di udara.
Oleh karena itu, berat benda di dalam zat cair disebut sebagai berat semu. Secara matematis, berat semu dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
wbf = berat benda di dalam fluida (N);
wu = berat benda di udara (N);
FA = gaya Archimedes (N);
ρb = massa jenis benda (kg/m3);
ρf= massa jenis fluida (kg/m3);
Vbf = volume benda tercelup (m3); dan
g = percepatan gravitasi (m/s2).
Penerapan Hukum Archimedes
Penerapan Hukum Archimedes dalam pemandangan sehari-hari yang bisa kita jumpai ada cukup banyak.
Berbekal rumus dan teori tersebut, para ahli matematika yang juga menguasai tekhnologi permesinan menghubungkannya dalam bentuk yang matematis dan memiliki nilai guna dan manfaat untuk kehidupan.
Hal ini sejalan dengan fungsi ilmu, yaitu memiliki kegunaan dalam praktiknya langsung.
Contoh umum penggunaan hukum archimedes yang bisa kita jumpai sehari-hari adalah sebagai berikut:
Kapal Laut
Kapal laut merupakan salah satu alat transportasi yang terbuat dari besi bermassa ratusan kilogram.
Bagaimana bisa kapal laut tidak tenggelam di dalam air laut, padahal kan massa jenis besi jauh lebih besar daripada massa jenis air?
Ternyata, bagian tengah kapal laut memiliki rongga udara, lho. Rongga ini bertujuan untuk menampung udara sebanyak-banyaknya agar volume kapal bisa semakin besar.
Dengan demikian, massa jenis kapal menjadi lebih kecil dari massa jenis air laut. Jika massa jenis kapal laut sudah dipastikan lebih kecil daripada massa jenis air laut, kapal akan mengapung.
Kapal yang mengapung ini mengikuti hukum archimedes si mana syarat utama benda bisa mengapung dalam air memiliki rumus dan hitungannya tersendiri.
Jembatan poton
Jembatan poton adalah jembatan yang terbuat dari susunan drum-drum kosong. Drum-drum disusun sedemikian sehingga menyerupai jembatan.
Sebelum ditata, drum harus dikosongkan dan ditutup agar air tidak bisa masuk. Dengan demikian, massa jenis drum bisa lebih kecil daripada massa jenis air.
Akibatnya, jembatan poton bisa terapung. Jembatan poton yang bisa terapung ini menunjukkan kegunaan hukum archimedes untuk mengatasi cara pembuatan jembatan yang sederhana dan tetap memiliki nilai gunanya.
Balon udara
Hukum Archimedes bisa diterapkan tidak hanya pada zat cair, melainkan fluida. Artinya, setiap zat yang bisa mengalir, seperti zat cair dan gas, bisa memanfaatkan prinsip hukum ini.
Penerapan untuk gas bisa dilihat pada balon udara. Mengapa balon yang diisi udara bisa terbang? Hal itu karena balon diisi oleh gas yang massa jenisnya lebih kecil daripada massa jenis udara di atmosfer.
Sebagaimana hukum ini yang juga bisa diaplikasikan dalam fluida, penggunaan rumus dan teorinya bisa digunakan dalam membuat balon udara bisa terbang dan memiliki kemampuan waktunya tersendiri.
Contoh Praktik Sederhana
Silahkan para pembaca siapkan telur dalam berbagai perbedaan. Yaitu telur mentah, telur yang sudah matang, dan telur yang telah dikeluarkan isinya.
Lihat bagaimana perbedaan telur-telur tersebut ketika dicelupkan ke dalam baskom yang telah diisi penuh oleh air.
Pada praktik tersebut akan terlihat bagaimana perbedaan massa masing-masing benda dan kaitannya dengan massa air. selamat mencoba.
Demikian penjelasan kami mengenai Hukum Archimedes. Semoga bermanfaat.
Originally posted 2021-01-14 01:01:42.