Laporan Hasil Praktek Fisika Hukum Archimedes dan Hisrostatik

HUKUM ARCHIMEDES

Tujuan : Menentukan massa jenis zat padat yang tidak beraturan

A.    Dasar Teori

Hukum Archimede adalah sebuah hukum tentang prinsip pengapungan diatas benda cair yang ditemukan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani yang juga merupakan penemu pompa spiral untuk menaikan air yang dikenal dengan istilah Sekrup Archimede. Hukum Archimedes berhubungan dengan gaya berat dan gaya ke atas suatu benda jika dimasukan kedalam air. Berikut ini adalah bunyi hukum Archimedes yang sangat terkenal itu.

Bunyi Hukum Archimedes:

“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”

Rumus Hukum Archimedes:

FA = ρa x Va x g

Keterangan: FA =  Gaya keatas yang dialami benda (N)   ρa=  Massa Jenis zat cair (kg/m3)             Va=  Volume air yang terdesak (m3)               g = Percepatan Gravitasi (m/det2)

Berdasarkan bunyi dan rumus hukum Archimede diatas, suatu benda yang akan terapung, tenggelam atau melayang didalam zat cair tergantung pada gaya berat dan gaya keatas. Maka dari itu, berdasarkan hukum diatas, terciptalah 3 hukum turunan dari hukum Archimedes yang berbunyi:

1. Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih kecil dari massa jenis zat cairnya

2. Benda akan melayang jika massa jenis benda  yang dimasukan kedalam air sama dengan massa jenis zat cairnya

3. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih besar dari pada massa jenis zat cairnya.

B.     Alat dan Bahan

·         Alat           : -    Neraca Pegas/Dinamo Meter

-          Gelas Ukur 1000mL

·         Bahan        : -    Air                        -    Batu Bata

-          Tali

C.     Cara Kerja

Pertama siapkan alat-alat yang akan digunakan seperti Gelas ukur,Neracapegas,batu bata,air dan minyak.

1.      Menentukan berat batu bata di udara

 Pertama siapkan  neraca pegas dan benda yang akan di ukur seperti batu bata, batu atau genteng yang akan di ukur beratnya.kemudian kaitkan benda tersebut pada neraca pegas. Kemudian ukur benda tersebut, cara mengukurnya dengan melihat tanda merah pada neraca pegas untuk menentukan hasil ukur benda tersebut.

2.      Menentukan berat batu bata di dalam air

Siapkan batu bata dan neraca kemudian kaitkan pada neraca pegas, kemudian celupkan batu bata pada gelas ukur. ukur batu bata pada di dasar air kemudian ukur perubahan air di dalam gelas ukur. Kemudian ukur batu bata di tegah air lalu lihat hasil dari percobaan terbut, yang terakhir ukur batu bata di antara udara dan air, kemudian lihat hasilnya lagi

D.    Data, Pengolahan Data dan Pembahasan

1.      Data

-          Volume awal : 800mL

-          Berat batu di udara (W_u) : 2,3N

-          Berat batu di dasar air : 0,8N

-          Berat batu di tengah air : 1,1N

-          Berat batu di antara udara dan air :1,6N

-          Volume air setelah di celupkan : 900mL

2.      Pengolahan Data

-          Menghitung F_A

F_A = Wu - W¹

        = 2,3 - 1,1

      = 1,2 N

-          Menghitung ρ_B

F_A = ρ_a x v x g

F_A

1,2 =

ρ_b =  = 1916,67 = 1917 kg/m³

3.      Pembahasan

1.      Mengapa berat batu bata di udara dan di dalam air berbeda ?

Karena bila benda didalam air dia akan mendapat gaya tekan ke atas sebesar zat cir yg dia pindahkan. Sedangkan di udara terbuka benda juga dapat gaya ke atas sesuai dengan berat udara yg ia pindahkan.  Berat/masa Air jauh lebih besar dari masa udara

2.      Mengapa berat batu saat terapung, melayang, dan tenggelam berbeda ?

Mengapung, Melayang, dan Tenggelam

Telah kita tahu bahwa yang menjadi penyebab benda itu terapung, melayang, atau tenggelam adalah gaya angkat ke atas.

Benda Mengapung

Sebuah benda dikatakan mengapung apabila gaya angkat ke atas lebih besar dari gaya berat benda. Hanya sebagian kecil bagian benda yang masuk ke dalam air.Massa jenis fluida lebih besar dari massa jenis benda.

ρ_benda < ρ_air

Benda Melayang

Benda melayang jika seluruh benda tercelup ke air tetapi tidak menyentuh dasar. Gayang tekan ke atas sama dengan gaya berat benda. Massa jenis benda sama dengan massa jenis fluida.

ρ_benda = ρ_air

Benda Tenggelam

Benda tenggelam karena gaya berat benda lebih besar dari gaya tekan ke atas. Gaya angkat sudah tidak kuat lagi menahan gaya berat sehingga benda jatuh ke dasar fluida

ρ_benda > ρ_air

E.     Kesimpulan

Jadi, masa jenis suatu zat/suatu benda dan tekanan/gaya angkat ke atas mempengaruhi berat berat benda yang akan di ukur.

HUKUM HIDROSTATIK

Tujuan : Menentukan massa jenis fluida yang belum diketahui

A.    Dasar Teori

Hukum Utama Hidrostatis.

“Tekanan hidrostatis pada sembarang titik yang terletak pada satu bidang  mendatar di dalam suatu jenis zat cair yang dalam keadaan setimbang adalah sama.”

Zat cair / fuida dalam keadaan diam ( statis ) menghasilkan tekanan yang sama untuk semua titik-titik yang mempunyai kedalaman yang sama yang disebut tekanan hidrostatika. Tekanan tersebut timbul untuk mengimbangi berat fluida yang ada di atasnya yang dirumuskan sebagai berikut :

keterangan :
Ph = tekanan hidrostatika ( N.m^-2)
g   = percepatan grafitasi ( m.s^-2), besar percepatan grafitasi biasanya 10 m.s^-2 atau 9,8 m.s^-2
h   = kedalaman ( m )

apabila fluida terletak pada tempat yang terbuka atau berhubungan dengan udara luar maka fluida tersebut juga akan mendapatkan tekanan udara / atmosfer ( Po ). Suatu titik di dalam fluida dengan kedalaman tertentu mempunyai tekanan total / mutlak yang dirumuskan :

tekanan atmosfer terkadang ditulis dalam satuan atm sedangkan tekanan hidrostatika dalam N.m^-2 maka harus dijadikan dalam satuan yang sama.

1 atm = 1.10⁵ N.m^-2

B.     Alat dan Bahan

·         Alat           : - Tabung U

·         Bahan        : -    Air

-          Minyak Goreng

C.     Cara Kerja

1.      Siapkan pipa U, air, dan minyak. Kemudian masukan air dalam pipa U, lalu masukan minyak ke dalam salah satu lubang yang ada di pipa U. perhatikan tinggi air dan minyak yang ada di di dalam pipa U, kemudian ukur ketinggiannya dengan penggaris.

D.    Data, Pengolahan Data dan Pembahasan

1.      Data

-          Hminyak   : 6,7cm = 0,067m

-          Hair           : 5,7cm = 0,057m

2.      Pengolahan Data

Menghitung h_minyak (tinggi minyak)

Diketahui :  _A = 1000

                        h_m = 6,7 cm = 0,067

                        h_A = 5,7 cm = 0,057

Ditanyakan : _minyak ?

Jawab :

_A.g. h_A = _m.g. h_m

1000.10.0,057 = _m.10.0,067

            570 = 0,67_m 

            _m =

                  = 850,75

3.   Pembahasan

1.      Mengapa massa jenis air lebih tinggi dari massa jenis minyak goreng setelah dimasukan ke pipa U ?

Secara molekuler ukuran molekul air jauh lebih kecil daripada ukuran molekul minyak, hal ini berakibat kerapatan antar molekul semakin rapat. Selain itu juga terjadi interaksi di antara molekul-molekul air yang melibatkan ikatan hidrogen menyebabkan jarak antar molekul juga semakin kecil. Hal ini berbeda untuk minyak dimana interaksi antar molekul minyak hanya melibatkan gaya london saja, sehingga jarak antar molekul semakin besar.
Jika jarak antar partikel berbeda maka volume yang ditempati oleh air dan minyak pada massa yang sama juga akan berbeda. Untuk massa yang sama, volume yang ditempati minyak akan lebih besar daripada volume air, akibatnya massa jenis minyak akan lebih kecil dari pada massa jenis air.

2.      Kenapa ketinggian air dan minyak goreng di dalam pipa U berbeda?

 air di dalam pipa U akan berubah ketinggian air dan perbandingan air dan minyak tanah/goreng setelah di isi minyak goreng dan minyak tanah. Minyka goreng da minyak tanah akan berbeda perubahannya karena minyka tanah dan minyak goreng mempunyai zat yang berbeda.

E.     Kesimpulan

Zat yang sama memiliki massa jenis yang sama, berapapun volumenya sebaliknya zat yang berbeda umumnya memiliki massa jenis yang berbeda pula. Setiap zat cair mempunyai massa jenis zat yang berbeda-beda, dan tidak akan sama dengan zat lainnya.