03 September 2010

Mengapa Jarum Tenggelam, tetapi Kapal Laut Terapung di Air?

Mungkin kamu pernah mendengar pertanyaan ini : “Mengapa jarum jahit tenggelam jika dicelupkan ke dalam air, sementara kapal laut yang jauh lebih berat dari jarum, tidak tenggelam?”, dan tahukah kamu bagaimana penjelasan atas pertanyaan tersebut ?

Setiap benda memiliki massa jenis (kadang disebut juga Berat Jenis), yaitu perbandingan antara massa dengan volume benda tersebut. Sebagai contoh Massa Jenis Air adalah 1 gr/cm3 (= 1000 kg/m3), artinya air yang memiliki ukuran kubus dengan sisi masing-masing 1 cm, akan memiliki berat 1 gram.

Apakah kamu sudah tahu bahwa sebuah benda akan terapung, melayang, tenggelam di dalam sebuah cairan, adalah karena massa jenis benda itu dibandingkan dengan massa jenis cairan tempat benda itu dicelupkan. Jadi benda akan terapung jika massa jenis benda itu lebih kecil dari massa jenis cairan. Benda akan melayang jika massa jenis benda dan cairannya sama. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis cairan.

Lantas apa yang mempengaruhi massa jenis? Seperti yang sudah di jelaskan di atas, massa jenis adalah perbandingan antara massa benda dengan volumenya. Artinya semakin kecil massa benda (semakin ringan), dan semakin besar volume benda tersebut, maka semakin kecil-lah massa jenisnya.

Kembali ke masalah jarum dan kapal laut. Katakanlah keduanya dicelupkan ke dalam cairan yang sama (yang tentu memiliki massa jenis yang sama). Jarum akan tenggelam karena massa jenis jarum lebih besar dari pada massa jenis air, dan juga masih lebih besar dari massa jenis kapal. Kenapa massa jenis kapal bisa lebih kecil dari massa jenis jarum? Penyebabnya adalah kapal laut memiliki ”ruangan” yang demikian luas beserta rongga berisi udara, yang menjadikan ”volume” kapal laut menjadi sedemikian besar dan mengakibatkan massa jenisnya jadi lebih kecil.

Bingung?, begini : massa jenis adalah Massa dibagi volumenya, nah jika volumenya semakin besar sementara massanya tetap, maka hasil pembagiannya tentu jadi lebih kecil kan? (coba deh 8 dibagi 2 = 4, sementara 8 dibagi 4 = 2, jadi lebih kecil kan?)

Massa jenis juga bergantung pada jenis bahan, sebuah kubus pejal berukuran sama yang terbuat dari kayu tentu akan memiliki massa jenis lebih kecil daripada kubus yang terbuat dari logam.

Bagaimana kaitan penjelasan di atas dengan hukum Archimedes? Barangkali ada diantara kamu yang bisa menjelaskannya?

Penjelasan Hukum Archimedes

Inti dari hukum Archimedes itu, benda yang lebih ringan Berat Jenis nya dari air akan mengapung.


Berat Jenis (BJ) baja memang 7.85 ton/m3, lebih berat dari Berat Jenis air yang 1 ton/m3. Jadi, 1 ton seukuran 1 m3 akan tenggelam di air. Tapi ingat, itu adalah baja berbentuk kubus padat dengan ukuran 1x1x1 meter. Misalkan, dari baja yang berbentuk kubus tadi di tempa ulang, dipipihkan, dan dibentuk menjadi kubus berongga dengan ukuran 10x10x10 meter, maka total volumenya adalah 1000 m3. Karena jumlah total dari Baja itu sendiri tidak berubah, yaitu (aslinya hanya 1 m3) = 7.85 ton, dibandingkan BJ air yang setara 1000 m3 = 1000 ton, maka Baja berisi 'angin' itu menjadi lebih ringan. Kalau tidak salah, cara dari

Archimedes dalam menemukan alasan tersebut adalah begini:

1. Isi bak mandi sampai penuh sehingga hampir tumpah.
2. Masukkan benda X yang ingin diperiksa sampai tenggelam semuanya.
3. Tampung air bak yang tumpah.
4. Setelah air yang tumpah terkumpul, timbang berat tumpahan air tersebut.
5. Timbang juga berat benda X.
6. Apabila berat tumpahan air lebih besar dari berat benda X, maka benda X akan mengapung di air.

Kesimpulan

Karena kapal berbentuk cekungan dan bagian dalam kapal berlubang (berisi udara). Massa total kapal (seluruh besi-besi, manusia dan udara yang ada di dalam) lebih ringan daripada massa air yang volumenya sama dengan volume kapal tersebut. Sehingga gaya gravitasi ke bawah masih bisa diimbangi oleh gaya ke atas dari air.



(dari berbagai sumber)

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar