Laporan Praktikum Archimedes

www.hajarfisika.com

Laporan Praktikum Archimedes

PEMBUKTIAN HUKUM ARCHIMEDES

I. Latar belakang
          Fluida diartikan sebagai suatu zat yang sanggup mengalir. Istilah fluida meliputi zat cair dan gas. Zat padat ibarat kerikil dan besi tidak sanggup mengalir sehingga tidak sanggup digolongkan dalam fluida. Air, minyak pelumas, dan susu merupakan zat cair. Massa jenis ialah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa tiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang mempunyai massa jenis lebih tinggi(misalnya besi) akan mempunyai volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang mempunyai massa jenis lebih rendah(misalnya air). "Arah gaya apung yang menrupakan gaya dari fluida terhadap benda berlawanan arah terhadap yang ditunjukkan dalam diagram bebas"(Munson,2003).
          Apabila sebuah bab air seukuran bola pantai yang berada dibawah permukaan air dan sebagian berada dalam keseimbangan, maka harus ada gaya angkat ke atas yang menyeimbangkan gaya gravitasi ke bawah pada bab tersebut. Gaya angkat ke atas ini ialah gaya apung dan besarnya sama dengan berat bab air itu. Bayangkan bahwa jikalau bab air seukuran bola diganti dengan bola sebenarnya yang berukuran sama. Gaya resultan yang diberikan pada fluida di sekliling bola ialah sama, terlepas dari apakah gaya itu bekerja pada bola pantai atau pada bab air(Serway,2009).
          Oleh alasannya itu dilakukan percobaan ini untuk menandakan serta mempelajari prinsip serta Hukum Archimedes dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.


II. Tujuan Percobaan
2.1 Mempelajari berlakunya Hukum Archimedes dalam penggunaannya untuk mengukur kerapatan zat cair
2.2 Membuktikan insiden tenggelam, terapung, dan melayang


III. Dasar Teori
          Archimedes(287-212 SM) seorang ilmuwan Yunani kuno menemukan cara dan rumus untuk menghitung volume benda yang tidak mempunyai bentuk baku. Penmuannya terjadi ketika mandi dalam kolam yang airnya tumpah akhir alasannya adanya gaya apung(bouyant force) dari zat cair dan sesudah diukur ternyata sebanding dengan besar tubuhnya. Gaya apung yang terjadi alasannya tekanan pada tiap-tiap bab permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida. Tekanan tersebut lebih besar pada bab benda yang tercelup lebih dalam(Halliday,1978).
          Ketika kita menimbang kerikil dalam air, berat kerikil yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil dibandingkan ketika menimbang kerikil di udara(tidak di dalam air). Massa kerikil yang terukur pada timbangan kecil alasannya ada gaya apung yang menekan kerikil ke atas. Efek yang sama akan terasa lebih ringan jikalau diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian kerikil atau benda yang diangkat hilang sehingga berat kerikil menjadi lebih kecil tetapi alasannya adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, dengan kata lain searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada kerikil tersebut sehingga kerikil atau benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan(Tipler,2001).
          Gaya apung terjadi alasannya adanya perbedaan tekanan fluida pada kedalaman yang berbeda. Tekanan fluida bertambah terhadap kedalaman. Semakin dalam fluida(zat cair) semakin besar tekanan fluida tersebut. Ketika sebuah benda dimasukkan dalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan antara fluida pada bab atas benda dan tekanan fluida pada bab bawah benda. Fluida yang terletak pada bab bawah benda mempunyai tekanan yang lebih besar daripada fluida yang berada dibagian atas benda(Giancolli,1989).
        Apabila benda yang dimasukkan ke dalam fluida terapung, dimana bab benda yang tercelup hanya sebagian, maka volume fluida yang dipindahkan sama dengan volume bab benda yang tercelup dalam fluida tersebut. Tidak peduli apapun bneda dan bagaimana bentuk benda tersebut, semuanya akan mengalami hal yang sama. Ini ialah buah karya Archimedes yang ketika ini diwariskan kepada kita dan lebih dikenal dengan julukan ''Prinsip Archimedes''. Prinsip Archimedes menyatakan bahwa : ''Ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, zat cair akan memperlihatkan gaya ke atas(gaya apung) pada benda, dimana besarnya gaya ke atas(gaya apung) sama dengan zat cair yang dipindahkannya."(Giancolli,1989).
          Bila gaya Archimedes sama dengan gaya berat(W) maka resultan gaya = 0 dan benda akan melayang : 
1. Bila Fa > W maka benda akan terdorong ke atas(melayang)
2. Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa telur maka supaya telur berada dalam keadaan seimbang, volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil daripada volume telur. Artinya tidak seluruhnya benda terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda melayang volume cair yang dipindahkan harus sama dengan volume telur dan rapat massa cairan sama dengan rapat massa benda
3. Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam(Subagyo,2007).


IV. Metodologi Percobaan
4.1 Alat dan Bahan
a. Neraca ohaus yang berfungsi untuk mengukur massa suatu benda (1 buah)
b. Gelas ukur yang berfungsi mengukur volume air dan benda yang dimasukkan ke dalam gelas (1 buah)
c. Pengaduk yang berfungsi untuk mengaduk garam dapur sampai larut dalam air (1 buah)
d. Air berfungsi sebagai materi yang akan dimasukkan ke dalam gelas ukur dan dimasuki benda tidak beraturan untuk mengetahui volumenya (secukupnya)
e. Benda dari logam berfungsi sebagai materi yang akan dihitung perbedaan massanya ketika berada di udara dan di dalam air (1 buah)
f. Garam dapur berfungsi sebagai materi untuk menambahkan massa pada zat cair sesudah dicampurkan dan diaduk oleh pengaduk (secukupnya)
g. Telur yang berfungsi untuk pembuktian insiden tenggelam, melayang, dan terapung (1 butir)
h. Stand yang berfungsi utuk membantu gelas ukur mencapai benda yang berada pada udara (1 buah)


4.2 Gambar Alat
-


4.3 Langkah Kerja

          4.2.1 Pengukuran massa benda diudara dan didalam air

          4.2.2 Pembuktian insiden tenggelam, melayang, dan mengapung

4.4 Metode Grafik

V. Data dan Analisa

5.1 Data Percobaan

5.2 Analisa Data

          Pada percobaan archimedes kali ini ialah mengukur massa benda(logam) yang berjumlahkan 5 baik ketika benda diudara ataupun ketika tercelup ke dalam larutan air garam(400 ml), selain mengukur massa benda juga mengukur volume benda yang nantinya akan mendapat massa jenis dari tiap benda. Pada percobaan ini diterapkan prinsip Hukum Archimedes yang berbunyi "Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, benda akan dikenai gaya apung yang besarnya sama dengan berat air yang pindahkan oleh benda".
          Percobaan Archimedes yang dilakukan kali ini sebanyak 3 kali percobaan. Percobaan yang pertama dilakukan memakai larutan air garam sebanyak 400 ml sebagai zat fluida air. Dalam pengukuran massa benda sendiri dilakukan sebnayak 5 kali untuk tiap-tiap benda. Didapatkan perolehan data antara lain, benda I dengan m_u1 = (43,54 ± 6,724).10^-3 kg,  V_b1 = (12 ± 4,5).10^-6 m³, ρ_b1 = (3628 ± 1352) kg/m³, dan ρ_f1 = (460,88 ± 141,26)kg/m³. m_u2 = (94,18 ± 4,324).10^-4 kg,  V_b2 = (18 ± 8,5).10^-6 m³, ρ_b2 = (5232 ± 2466) kg/m³, dan ρ_f2 = (584,46 ± 259,02)kg/m³. Berdasarkan ke-2 data diatas sanggup dikatakan bahwa massa jenis benda lebih besar dibandingkan massa jenis ketika berada di air. Sehingga, massa jenis sendiri berbanding lurus dengan Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa massa benda lebih ringan jikalau diukur di dalam air alasannya mendapat gaya ke atas dan akan berat jikalau diukur diudara(berat sesungguhnya).
          Pada percobaan yang ke-2 dilakukan dengan menghitung massa benda diudara. Jadi, ketika melaksanakan pengukuran benda dikaitkan satu persatu yang nantinya akan tergabung sampai berjumlah 5 benda logam. Pengukuran ini dilakukan supaya sanggup membandingkan massa benda ketika diudara dan massa benda ketika di air serta menandakan kebenaran dari Hukum Archimedes. Perolehan data yang didapat sebagai berikut m_u3 = (140,16 ± 3,4673).10^-3 kg ; m_f3 = (124,5 ± 0,050).10^-3 kg, m_u4 = (188,24 ± 4,1593).10^-4 kg, m_f4 = (165,12 ± 0,050).10^-3 kg ; m_u5 = (244,16 ± 2,6825).10^-3 kg, m_f5 = (218,28 ± 0,050).10^-3 kg. Jika dilihat menurut data yang didapat, hasil dengan teori Hukum Archimedes sanggup dikatakan benar atau saling membenarkan, alasannya massa benda ketika di udara lebih berat dibandingkan dengan massa benda di air(larutan air garam). Grafik kekerabatan antara massa benda dengan volume benda baik diudara ataupun di air sanggup dilihat sebagai berikut : 

          Pada percobaan ketiga ini, untuk menandakan ataupun menerapkan Hukum Archimedes sendiri, dilakukan percobaan dengan memakai telur, air garam(300 ml) dengan massa garam 10 gram yang nantinya telur akan dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan penambahan garam maksimal 140 gram. Saat melaksanakan percobaan, diperoleh data hasil pengamatan(Tabel 6). Berdasarkan peroleh tersebut didapatkan bahwa semakin banyak garam sebagai indikator pada percobaan ini maka semakin cepat pula telur yang diuji tersebut mengalami insiden terapung sedangkan bila garam yang dipakai pada percobaan ini sedikit atau tidak memakai garam maka akan terjadi insiden tenggelam, semua hal ini terjadi alasannya perbedaan massa jenis antara telur dan zat fluidanya.

VI. Kesimpulan

6.1 Berdasarkan perbandingan pengukuran massa benda di air dan di udara, didapatkan hasil bahwa pengukuran di udara jauh lebih berat dibanding di air alasannya pada zat cair benda mengalami gaya angkat keatas

6.2 Dari data hasil perhitungan massa jenis benda dengan massa jenis fluida(air) didapatkan hasil bahwa massa jenis benda lebih besar dibandingkan massa jenis fluida(air), yaitu : 
a. ρ_b1 = (3628 ± 1352) kg/m³, dan ρ_f1 = (460,88 ± 141,26)kg/m³
b. ρ_b2 = (5232 ± 2466) kg/m³, dan ρ_f2 = (584,46 ± 259,01)kg/m³
c. ρ_b3 = (5390 ± 1186) kg/m³, dan ρ_f3 = (602,27 ± 188,06)kg/m³
d. ρ_b4 = (5882 ± 822,2) kg/m³, dan ρ_f4 = (722,25 ± 39,207)kg/m³
e. ρ_b5 = (6425 ± 1414) kg/m³, dan ρ_f5 = (688,99 ± 160,58)kg/m³


VII. Daftar Pustaka
Giancolli, Douglas C.1898. Fisika Dasar. Jakarta : Erlangga.
Halliday, Resnick.1978. Fisika edisi III. Jakarta : Erlangga.
Munson.2013. Mekanika Fluida. Jakarta : Gramedia.
Serway, Jewett.2009. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga.
Subagyo, Hari.2007. Sains Fisika I. Jakarta : Bumi Aksara.
Tipler.2001. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Salemba Teknika.


VIII. Bagian Pengesahan
-


IX. Lampiran

Bagikan Artikel ini