LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA

( HUKUM ARCHIMEDES )

Di SUSUN OLEH :

1. Ananda Aqilla M. S. (05)2. Ananda Farah S. (06)3. Anargya Widyadhana (07)4. Andhini Aurelia Putri (08)

KELAS : X MIPA 8SMA NEGERI 3 SIDOARJOTAHUN AJARAN 2015/2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami sampaikan kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena berkat karunia dan petunjuknya kami dapat menyelesaikan Laporan Fisika ini. Kami juga menyampaikan terima kasih kepada Guru bidang studi yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan kepada kami serta pihak-pihak yang telah banyak membantu.

Makalah ini disusun untuk membantu proses belajar khususnya dalam bidang fisika, selain itu juga untuk melengkapi tugas-tugas yang harus diselesaikan agar dapat mendapatkan kriteria nilai yang memuaskan.

Kami berharap makalah ini dapat memberi sumbangan yang berarti dalam proses pemahaman tentang Hukum Archimedes, kami menyadari makalah ini tidak luput dari kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat di harapkan demi penyempurnaan makalah ini.

DAFTAR ISI

November, 2015

Penulis

KATA PENGANTAR ……………………………………………………………………… I

DAFTAR ISI ……………………………………………………………………………….. II

BAB I : PENDAHULUAN

a. LATAR BELAKANG ....................................................................................... 1b. TUJUAN ......................................................................................................... 1

BAB II : TINJAUAN PUSTAKAc. HUKUM ARCHIMEDES ................................................................................. 2d. PENEMUANNYA ........................................................................................... 4

BAB III : METODE KERJAa. ALAT DAN BAHAN ........................................................................................ 6b. LANGKAH KERJA ......................................................................................... 6

BAB IV : PENUTUPa. HASIL PENGAMATAN .................................................................................. 7b. PEMBAHASAN .............................................................................................. 7

BAB IV : PENUTUPa. KESIMPULAN ................................................................................................ 9b. SARAN ........................................................................................................... 9

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 10

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang           Disekitar kita, kadang pernah mengamati bahwa sebuah benda yang diletakan di dalam air terasa lebih ringan dibandingkan dengan beratnya ketika di udara kadang ada yang terapung, kadang juga ada benda yang melayang didalam air, kadang juga ada benda yang tenggelam di dalam air.  Jika benda dicelupkan dalam zat cair, sesungguhnya berat benda itu tidak berkurang. Gaya tarik bumi kepada benda itu besarnya tetap. Akan tetapi zat cair mengadakan yang arahnya ke atas kepada setiap benda yang tercelup di dalamnya. Ini menyebabkan berat benda seakan-akan berkurang. Menghitung gaya ke atas dalam zat cair sesungguhnya dapat kita lakukan dengan menggunakan pengetahuan kita tentang tekanan di dalam zat cair. Pada kesempatan ini kita akan membahas Hukum Archimedes secara mendetail, karena dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis gerak yang menyerupai sistem ini. 

Aplikasi Hukum Archimedes dapat kita jumpai dalam berbagai peralatan misalnya hidrometer, kapal laut, kapal selam, dan balon udara.

B. Tujuan-  Membuktikan peristiwa tenggelam, terapung, dan melayang

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Hukum Archimedes

Archimedes adalah seorang ilmuwan terbesar pada zamannya. Ia lahir di kota Syracuse, Sisilia pada tahun 287 SM dan meninggal pada tahun 212 SM. Archimedes dikenal sebagai ahli fisika, marematika, optika dan astronomi. Ia dijuluki sebagai Bapak Eksperimen, karena mendasarkan penemuannya pada percobaan.

Ia menemukan hukum pada sebuah peristiwa yang disebut dengan Hukum Archimedes yang berbunyi “jika benda dimasukkan ke dalam cairan, baik sebagian atau seluruhnya, akan mendapatkan gaya ke atas sebesar berat cairan yang dipindahkan benda itu”. Misalnya air mempunyai volume tertentu, jika sebuah benda dimasukkan ke dalam air tersebut, maka permukaan air akan terdesak atau naik. Dengan kata lain, berat benda seolah-olah menjadi lebih ringan. Hal ini karena adanya gaya ke atas yang sering disebut gaya Archimedes.

Prinsip Archimedes

Ketika dirimu menimbang batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil dibandingkan dengan ketika dirimu menimbang batu di udara (tidak di dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan lebih kecil karena ada gaya apung yang menekan batu ke atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga berat batu menjadi lebih

kecil, tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada batu tersebut sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan.

Rumus Prinsip Hukum ArchimedesKeterangan : FA = Tekanan Archimedes  = N/m2 V = Volume Benda Tercelup = m3

ρ = Massa Jenis Zat Cair   = kg/m3

g = Gravitasi   = m/s2

            Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang sesungguhnya.

Dalam Persamaan :

Wb = mb.g

Ketika dalam air, dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:

Wdf = Wb – FA

Keterangan :

Wdf : berat dalam fluida, dikatakan juga berat semu (N)

Wb : berat benda sesungguhnnya, atau berat di udara (N)

FA : gaya angkat ke atas (N)

Gaya angkat ke atas ini yang disebut juga gaya apung.

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hukum newton juga. Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda melayang .

- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang

- Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa telur maka agar telur berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume telur.Artinya tidak seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan volume telur dan rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda. 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. Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (FA) dari zat cair itu.

Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut

FA = ρ V g

Ø Tenggelam

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (W)

lebih besar dari gaya ke atas (FA).

W > FA

pb Vb g  > pf Vf g

pb > pf

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (p)

Ø Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (FA) atu benda tersebut tersebut dalam keadaansetimbang

W = FA

pb Vb g  = pf Vf g

pb = pf

Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :

EA = Eb

Ø Terapung

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (W) lebih kecil dari gaya ke atas (FA).

W > FA

pb Vb g  > pf Vf g

pb > pf

B. Penemuannya

Pada suatu hari Archimedes dimintai Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota emasnya dicampuri perak atau tidak. Archimedes memikirkan masalah ini dengan sungguh-sungguh. Hingga ia merasa sangat letih dan menceburkan dirinya dalam bak mandi umum penuh dengan air.

Lalu, ia memperhatikan ada air yang tumpah ke lantai dan seketika itu pula ia menemukan jawabannya. Ia bangkit berdiri, dan berlari sepanjang jalan ke rumah dengan telanjang bulat. Setiba di rumah ia berteriak pada istrinya, "Eureka! Eureka!" yang artinya "sudah kutemukan! sudah kutemukan!" Lalu ia membuat hukum Archimedes.

Dengan itu ia membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri dengan perak. Tukang yang membuatnya dihukum mati. Penemuan yang lain adalah tentang prinsip matematis tuas, sistem katrol yang didemonstrasikannya dengan menarik sebuah kapal sendirian saja. Ulir penak, yaitu rancangan model planetarium yang dapat menunjukkan gerak matahari, bulan, planet-planet, dan kemungkinan konstelasi di langit.

Di bidang matematika, penemuannya terhadap nilai pi lebih mendekati dari ilmuan sebelumnya, yaitu 223/71 dan 220/70.

Archimedes adalah orang yang mendasarkan penemuannya dengan eksperimen sehingga ia dijuluki Bapak IPA Eksperimental.

BAB IIIMETODE KERJA

A. Alat dan Bahan1. Botol plastik kosong2. Baterai 3. Selang kecil4. Plastisin5. Selotip6. Air7. Wadah besar8. Cutter9. Paku

B. Langkah Pembuatan- Siapkan bahan- Belah botol menjadi 2 bagian di posisi horizontal dengan cutter- Buatlah 2 lubang pada tutup botol dengan paku- Masukkan selang kecil ke tutup pertama dan rekatkan ujungnya yang di dalam

botol menggunakan selotip, biarkan ujung yang lain terbuka- Masukkan selang lagi pada lubang lain dan rekatkan lagi pada permukaan dalam

botol, tapi kali ini ujung yang lain rekatkan pada permukaan luar botol- Satukan kedua belahan botol menggunakan selotip- Rekatkan lubang di tutup botol menggunakan lem/selotip agar tidak ada air yang

masuk melalui celah lain- Berilah plastisin di sisi botol sebagai pemberat- Beri baterai di sisi luar botol sebagai pemberat dan penyeimbang- Kapal selam sederhana telah jadi

C. Cara Kerja1. Letakkan kapal selam pada permukaan air, dengan posisi selang yang

direkatkan di luar botol di bawah agar air dapat masuk2. Sedot selang yang terbuka, lalu air akan masuk dan botol perlahan akan

tenggelam3. Jika ingin membuat botol mengapung, tiuplah selang itu, maka air akan keluar

dari botol dan botol akan mengapung

BAB IVPembahasan

A. PembahasanKapal selam bekerja berdasarkan prinsip yang cukup sederhana, yakni

kenyataan bahwa udara lebih ringan daripada air. Jika kita mengambil cangkir teh kita dan membaliknya lalu kita mendorong cangkir tersebut di dalam ember yang penuh berisi air, kita harus menerapkan banyak tekanan untuk melakukannya. Tapi begitu kita melepaskan tekanan tersebut, cangkir dengan segera akan mengapung kembali ke atas. Cangkir dapat mengapung kembali karena udara yang terjebak di dalamnya membuat cangkir lebih ringan dari air.Demikian pula pada kapal selam, kapal selam memiliki bagian-bagian yaitu :

1. Tangki Ballast berfungsi untuk menyimpan udara dan air.2. Katup udara, berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ballast (tangki).3. Katup air, berfungsi untuk memasukkan air ke dalam ballast (tangki).4. Tangki Kompresor udara, yang berfungsi memompa air keluar dari ballast dan diganti dengan udara.

Dalam kegiatan ini kapal selam sederhana juga memiliki bagian-bagian, yaitu:1. Botol plastik kosong digunakan sebagai pengganti tangki ballas yang berfungsi sebagai penyimpan udara dan air.2. Sedotan panjang diatas botol plastik digunakan sebagai pengganti katup udara yang berfungsi sebagai tempat memasukkan udara kedalam dan mengeluarkan udara dari botol plastik.3. Sedotan pendek dibawah botol plastik digunakan sebagai pengganti katup air yang berfungsi sebagai tempat untuk memasukkan air kedalam dan mengeluarkan air dari botol plastik.4. Mulut digunakan sebagai pengganti tangki kompresor udara yang berfungsi sebagai pemompa air keluar dari botol plastik dan diganti dengan udara.

Kapal selam sederhana dapat menyelam dan mengapung berkat pengaturan udara yang berada di dalamnya. Ketika kapal selam sederhana harus menyelam, botol plastik diisi dengan air. Hal ini membuat massa jenis air yang dimasukan kedalam botol plastik lebih besar dari pada massa jenis udara didalam botol plastik , sehingga kapal selam sederhana menjadi berat dan tenggelam. Ketika kapal selam sederhana ingin naik ke permukaan, air didalam botol plastik ditiup sehingga keluar dari botol plastik dan diisi dengan udara. Hal ini menyebabkan massa jenis air didalam botol plastik lebih kecil dari massa jenis udara, sehingga kapal selam menjadi ringan lagi dan mulai mengapung.

Begitu juga dengan kapal selam sebenarnya. Cara kerja kapal selam merupakan penerapan dari hukum Archimedes. Jika gaya ke atas (Fa) lebih besar daripada berat total kapal selam, maka kapal selam terapung.

Untuk dapat membuat kapal selam terbenam kedalam air laut, beratnya harus ditambah sehingga lebih besar daripada gaya keatas (w>Fa). Hal ini dilakukan dengan membuka katup- katup yang memungkinkan air laut masuk kedalam tangki pemberat. Sewaktu air laut masuk melalui katup-katup yang terletak di bagian bawah tangki pemberat, air laut tersebut mendorong udara dalam tangki keluar melalui katup-katup yang terletak di bagian atas. Air laut jauh lebih berat daripada

udara, sehingga berat total kapal selam menjadi lebih besar dan membuat kapal selam terbenam. Jika kapal selam dikehendaki menyelam pada kedalaman tertentu, maka awak kapal harus mengatur volum air laut dalam tangki pemberat sedemikian sehingga berat total sama dengan gaya keatas. Pada saat tersebut kapal selam melayang pada kedalaman tertentu dibawah permukaan laut.    

Untuk membuat kapal selam mengapung kembali, udara dipompakan ke dalam tangki pemberat. Udara ini menekan air laut sehingga air laut keluar melalui katup-katup bagian bawah. Udara jauh lebih ringan daripada air laut sehingga berat total kapal selam menjadi lebih ringan dan kapal selam mengapung kembali.

BAB VPenutup

A. Kesimpulan1.      Hukum archimedes menyatakan bahwa “sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat caair akam mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya”. 2.      Ketika kapal selam sederhana harus menyelam, botol plastik diisi dengan air. Hal ini membuat massa jenis air yang dimasukan kedalam botol plastik lebih besar dari pada massa jenis udara didalam botol plastik, sehingga kapal selam sederhana menjadi berat dan tenggelam.3.      Ketika kapal selam sederhana ingin naik ke permukaan, air didalam botol plastik ditiup sehingga keluar dari botol plastik dan diisi dengan udara. Hal ini menyebabkan massa jenis air didalam botol plastik lebih kecil dari massa jenis udara, sehingga kapal selam menjadi ringan lagi dan mulai mengapung.