MENGAPA KAPAL YANG TERBUAT DARI BESI BISA MENGAPUNG DI AIR?

Massa jenis besi lebih besar daripada massa jenis air laut, tetapi mengapa kapal laut yang terbuat dari besi bisa mengapung di atas air? Ketika suatu benda dimasukkan ke dalam zat cair, akan terjadi tiga kemungkinan keadaan yaitu terapung, melayang dan tenggelam.

Ketiga kemungkinan keadaan tersebut terjadi ditentukan oleh perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida, syaratnya adalah: Apabila benda rata rata < fluida maka benda mengapung Apabila benda rata rata > fluida maka benda tenggelam Apabila benda rata rata = fluida maka benda melayang Atau apabila dijelaskan dengan perbandingan besar gaya apung dan berat benda, maka: Benda akan tenggelam dalam fluida jika gaya apung ke atasnya tidak mampu menahan

beratnya. FA < w

Benda melayang dalam fluida syaratnya gaya apung ke atasnya harus sama dengan berat bendanya. FA = w

Benda terapung dalam fluida syaratnya apabila gaya apung lebih besar dari berat benda FA > w

tenggelam

mengapung

melayang

<

=

>

Berdasarkan konsep massa jenis, pada kapal laut massa jenis rata-rata gabungan antara bahan besi kapal, muatan, bahan lain serta udara yang menempati ruangan kapal masih lebih kecil daripada massa jenis air laut. Itulah sebabnya kapal mengapung. Apabila dijelaskan dengan perbandingan antara besar gaya apung dan berat kapal, maka kapal mengapung karena besar gaya apung (FA) lebih besar dibandingkan berat total kapal (w).

Sebagai contoh ketika kita memiliki benda yang beratnya ditimbang sebesar 50 N, kemudian kita masukkan ke dalam gelas berpancur yang berisi fluida maka angka yang muncul pada timbangan berkurang menjadi 45 N. Lalu kemana yang 5 N? Selisih angka 5 N itu muncul karena efek gaya apung yang arahnya ke atas. Kalo begitu dapat kita simpulkan besarnya gaya apung adalah 5 N. Ee diluar dugaan kita ternyata jika tumpahan air yang masuk ke dalam gelas ukur itu kita timbang ternyata beratnya adalah 5 N yaitu sama dengan gaya apung.

Jadi dapat disimpulkan bahwa suatu benda yang seluruhnya atau sebagian tercelup di dalam suatu fluida akan mendapat gaya apung yang nilainya sama dengan berat fluida yang dipindahkan/didesak (displacement) oleh benda tersebut. Hal ini pertama kali dikemukakan oleh Archimedes sehingga disebut sebagai hukum Archimedes. Secara matematis hukum Archimedes diformulasikan: Gaya apung = Berat fluida dipindahkan

=

=

=

Jadi besarnya (gaya apung N) sebanding dengan (massa jenis fluida dalam kg/m

3),

(volume benda yang tercelup dalam m3), dan (percepatan gravitasi dalam m/s2).

w: Berat Kapal

FA: Gaya Apung

Lalu kenapa saat kapal berlayar dari air laut menuju air tawar draft kapal menurun? Menurut prinsip archimedes di atas, bahwa besarnya gaya apung kapal sebanding dengan massa jenis air dimana kapal berada. Karena massa jenis air laut lebih besar dibandingkan dengan massa jenis air tawar maka gaya apung di laut lebih besar dari pada di air tawar. Karena gaya apung di air tawar lebih kecil maka draft kapal di air tawar juga lebih turun.