Percobaan Hukum Archimedes

The Learning university

PERCOBAAN HUKUM ARCHIMEDES

Disusun Oleh :

SILFIA DWI ANANDA/120351402784/Kelompok 2

Prodi Pendidikan IPA

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

SEMESTER GASAL 2013/2014

PERCOBAAN HUKUM ARCHIMEDES

I. Hari dan Tanggal Percobaan

Rabu, 10 September 2013

II. Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah hubungan antara massa benda dengan gaya keatas (gaya Archimedes)?

III. Tujuan percobaan

1. Membuktikan fenomena hukum Archimedes

2. Menentukan hubungan massa benda dengan gaya Archimedes

IV. Alat dan Bahan

1. Neraca Pegas

2. Botol mineral bekas

3. Gelas Plastik

4. 5 Macam batu

5. Air

6. Benang Kasur

7. Sedotan

8. Plastisin

V. Langkah Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan

2. Menyusun rangkaian alat percobaan

3. Menimbang masing-masing massabatu di udara

4. Mencatat hasil pengukuran

5. Memasukkan batu ke dalam air yang ada dalam botol mineral

6. Menimbang massabatu di dalam air


8. Menimbang massaair yang tumpah ke dalam plastic


10. Mengulangi percobaan memvariasi massabatu

VI. Data Pengamatan

Nomor

Benda

Masa Benda (gr)Gaya Apung (Fa)

(N)

MassaAir yang

Dipindahkan

(gr)Di udara (Wu) Dalam air (Wa)

1 50 20 30 30

2 130 70 60 50

3 230 140 90 80

4 240 140 100 80

5 440 250 190 190

*Ket:

Fa = Wu-Wa

VII. Kesimpulan data

Data yang dapat kami peroleh dalam praktikum percobaan hukum Archimedes adalah

1. Pada percobaan pertama massa batu di udara adalah 50 gr, ketika batu dimasukkan

kedalam botol yang berisi air, massabatu berubah menjadi 20 gr, dan massa air yang

tumpah ketika batu dimasukkan kedalam botol adalah 30 gr.

2. Pada percobaan kedua massa batu di udara adalah 130 gr, ketika batu dimasukkan



3. Pada percobaan ketiga massabatu di udara adalah 230 gr, ketika batu dimasukkan

kedalam botol yang berisi air, massa batu berubah menjadi 140 gr, dan massa air yang


4. Pada percobaan pertama massabatu di udara adalah 240 gr, ketika batu dimasukkan



5. Pada percobaan pertama massabatu di udara adalah 440 gr, ketika batu dimasukkan

kedalam botol yang berisi air, massabatu berubah menjadi 250 gr, dan massaair yang


Secara sederhana telah diketahui bahwa Fa = W benda yang tercelup. Pembuktian dari

hasil percobaan dapat digunakan melalui penghitungan sebagai berikut;

1) Percobaan benda 1

Berat benda di udara (Wu)

mu = 50 gr = 0,05 kg

Wu = mu x g

= 0,05 kg x 10 m/s2 = 0,5 N

Berat benda di air (Wa)

ma = 20 gr = 0,02 kg

Wa = ma x g

= 0,02 kg x 10 m/s2 = 0,2 N

Berat air yang di pindahkan (Wair )

mair = 30 gr = 0,03 kg

Wair = mair x g

= 0,03 kg x 10 m/s2 = 0,3 N

Sehingga:

Gaya ke atas dari air (Fa)

Fa = Wu – Wa

Fa = 0,5 N – 0,2 N

Fa = 0,3 N

Hubungan Fa dengan Wair

Fa = Wair

0,3 N = 0,3 N

Selisih Fa dengan Wair

Fa - Wair

0,3 N -0,3N = 0

Ralat selisih Fa dengan Wair

selisi hFa

x100 %

0

0,3 Nx100 %=0%

jadi, nilai Fa = 0,3 N dan Wair = 0,3 N dengan ralat hubungan antara keduanya sebesar

0 %



mu = 130 gr = 0,13 kg

Wu = mu x g

= 0,13 kg x 10 m/s2 = 1,3 N


ma = 70 gr = 0,07 kg

Wa = ma x g

= 0,07 kg x 10 m/s2 = 0,7 N


mair = 50 gr = 0,05 kg

Wair = mair x g

= 0,05 kg x 10 m/s2 = 0,5 N

Gaya keatas dari air

Fa = Wu – Wa

Fa = 1,3 N – 0,7 N

Fa = 0,6 N


Fa = Wair

0,6 N = 0,5 N


Fa - Wair

0,6 N -0,5N = 0,1


selisi hFa

x100 %

0,1

0,6 Nx100 %=16,66 %


16,66 %



mu = 230 gr = 0,23 kg

Wu = mu x g

= 0,23 kg x 10 m/s2 = 2,3 N


ma = 140 gr = 0,14 kg

Wa = ma x g

= 0,14 kg x 10 m/s2 = 1,4 N


mair = 80 gr = 0,08 kg

Wair = mair x g

= 0,08 kg x 10 m/s2 = 0,8 N

Sehingga:

Gaya keatas dari air (Fa)

Fa = Wu – Wa

Fa = 2,3 N – 1,4 N

Fa = 0,9 N


Fa = Wair

0,9 N = 0,8 N


Fa - Wair

0,9 N -0,8N = 0,1


selisi hFa

x100 %

0,1

0,9 Nx100 %=11,11%


11,11%



mu = 240 gr = 0,24 kg

Wu = mu x g

= 0,24 kg x 10 m/s2 = 2,4 N


ma = 140 gr = 0,14 kg

Wa = ma x g

= 0,14 kg x 10 m/s2 = 1,4 N


mair = 80 gr = 0,08 kg

Wair = mair x g

= 0,08 kg x 10 m/s2 = 0,8 N

Sehingga:


Fa = Wu – Wa

Fa = 2,4 N – 1,4 N

Fa = 1 N


Fa = Wair

1 N = 0,8 N


Fa - Wair

1 N -0,8N = 0,2


selisi hFa

x100 %

0,21 N

x 100 %=20 %

jadi, nilai Fa = 1 N dan Wair = 0,8 N dengan ralat hubungan antara keduanya sebesar 20 %

5) Percobaan pada benda 5


mu = 440 gr = 0,44 kg

Wu = mu x g

= 0,44 kg x 10 m/s2 = 4,4 N

Berat benda Ma = 250 di air

gr = 0,25 kg

Wa = ma x g

= 0,25 kg x 10 m/s2 = 2,5 N

Berat air yang di pindahkan

mair = 190 gr = 0,19 kg

Wair= mair x g

= 0,19 kg x 10 m/s2 = 1,9 N

Sehingga:


Fa = Wu – Wa

Fa = 4,4 N – 2,5N

Fa = 1,9 N


Fa = Wair

1,9 N = 1,9 N


Fa - Wair

1,9 N -1,9 N = 0


selisi hFa

x100 %

0

1,9 Nx100 %=0 %

jadi, nilai Fa = 1,9 N dan Wair = 1,9 N dengan ralat hubungan antara keduanya sebesar 0 %

VIII. Pembahasan

Berdasarkan hasil percobaan kami, dapat diketahui bahwa ternyata gaya apung sama

dengan massabenda di udara dikurangi dengan massabenda di dalam air. Besarnya gaya

apung ini bergantung pada banyaknya air yang didesak oleh benda tersebut. Semakin besar

air yang didesak maka semakin besar pula gaya apungnya. Apabila benda yang dimasukkan

ke dalam fluida, terapung, di mana bagian benda yang tercelup hanya sebagian maka volume

fluida yang dipindahkan = volume bagian benda yang tercelup dalam fluida tersebut. Tidak

peduli apapun benda dan bagaimana bentuk benda tersebut, semuanya akan mengalami hal

yang sama. Fenomena ini di kenal dengan Prinsip Archimedes, menyatakan bahwa :

Ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian di dalam zat cair, zat cair akan

memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, di mana besarnya gaya ke atas

(gaya apung) sama dengan massazat cair yang dipindahkan.

F A= wu−wa

dengan:

F A = gaya apung atau gaya ke atas (N)

wu = gaya massabenda di udara (N)

wa= gaya massabenda di dalam air (N)

Dari hukum Archimedes tersebut dapat diketahui Volume air yang tumpah = volume

benda yang tercelup dalam air tersebut. Jika seluruh bagian benda tercelup dalam air, maka

volume air yang tumpah = volume benda tersebut. Tapi jika benda hanya tercelup sebagian,

maka volume air yang tumpah = volume dari bagian benda yang tercelup dalam air.

Besarnya gaya apung yang diberikan oleh air pada benda = massaair yang tumpah (massaair

yang tumpah = w = m x g = massajenis air x volume air yang tumpah x percepatan

gravitasi). Volume air yang tumpah = volume benda yang tercelup dalam air.

Pada gambar di samping, tampak sebuah benda

melayang di dalam air. Fluida yang berada dibagian bawah

benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida yang

terletak pada bagian atas benda. Hal ini disebabkan karena

fluida yang berada di bawah benda memiliki kedalaman yang

lebih besar daripada fluida yang berada di atas benda (h2 > h1).

Besarnya tekanan fluida pada kedalamana h2 adalah :

P2=F2

A→ F2=P2 A=ρg h2

Besarnya tekanan fluida pada kedalamana h1 adalah :

P1=F1

A→ F1=P1 A=ρg h1 A

Dengan :

F2 = gaya yang diberikan oleh fluida pada bagian bawah benda,

F1 = gaya yang diberikan oleh fluida pada bagian atas benda,

A = luas permukaan benda.

Selisih antara F2 dan F1 merupakan gaya total yang diberikan oleh fluida pada benda,

yang kita kenal dengan istilah gaya apung. Besarnya gaya apung adalah

Fapung=F1−F2

Fapung=( ρgh2 A )– ( ρgh1 A )

Fapung=ρgA ¿

Fapung=ρ f gAh

Fapung=ρ f gV

Keterangan :

ρ f= Massajenis fluida

G= Percepatan gravitasi

V= Volume benda

Karena

ρ=mV

→ m= ρV

Maka persamaan yang menyatakan besarnya gaya apung (Fapung) di atas bisa kita tulis

menjadi :

Fapung=ρ f gV

Fapung=mf g=W f

mFg = wF = massafluida yang memiliki volume yang sama dengan volume benda yang

tercelup.

Berdasarkan persamaan di atas, kita bisa mengatakan bahwa gaya apung pada benda

sama dengan massa fluida yang dipindahkan. Ingat bahwa yang dimaksudkan dengan fluida

yang dipindahkan di sini adalah volume fluida yang sama dengan volume benda yang

tercelup dalam fluida. Pada gambar di atas, penulis menggunakan ilustrasi di mana semua

bagian benda tercelup dalam fluida (air). Jika dinyatakan dalam gambar maka akan tampak

sebagai berikut :

Secara sistematis, hukum archimedes

dapat ditulis sebagai berikut :

F A= ρaV g

F A = gaya angkat ke atas pada benda (N)

ρa = massa jenis zat cair (kg/m3)

Va = volume zat cair yang terdesak (m3)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Berdasarkan rumus Fa = ρ g V atau Fa = m g, dapat disimpulkan bahwa Fa (gaya

angkat ke atas) sebanding atau sama dengan berat fluida yang dipindahkan atau berat air yang

tumpah apabila dikaitkan dengan percobaan. Namun data yang dihasilkan dalam percobaan

adalah sebagai berikut,

Tabel di atas merupakan tabel dari data praktikum, dimana terjadi kekeliruan atau

ketidaksamaan antara gaya angkat ke atas dengan berat fluida. Kekeliruan tersebut dapat

terjadi karena beberapa hal beberapa hal, antara lain (1) Jarum penunjuk pada neraca pegas

tidak tepat menunjuk pada angka nol, (2) Air yang keluar tidak mengalir dengan lancar (ada

sedikit sumbatan pada sedotan) atau karena terdapat kebocoran plastisin, (3) Batas pengisian

Gaya apung Fa

(N)

Massa air yang

dipindahkan (gr)

0,3 30

0,6 50

0,9 80

1,0 80

1,9 190

air sebelum dimasuki batu, belum tepat pada garis bawah lubang sedotan, (4) kesalahan

pembacaan karena posisi pengamat kurang tegak lurus terhadap jarum neraca pegas.

Hasil percobaan yang telah dilakukan dengan rincian hasil perhitungan pada

kesimpulan data sebagai berikut:

a. Dari perhitungan A (Perhitungan percobaan pada beban 1) jelas bahwa nilai dari gaya ke atas

( Fa=0.3 N) dan nilai dari berat air yang dipindahkan (Wair =0.3 N ) dengan dengan ralat

sebesar 0 % , hasil ini membuktikan bahwa beratnya zat cair yang dipindahkan adalah sama

besarnya dengan gaya ke atas.

b. Dari perhitungan B (Perhitungan percobaan pada beban 2) bahwa nilai dari gaya keatas

( F a=0.6 N) dan nilai dari berat air yang dipindahkan (Wa=0.5 N ) dengan ralat sebesar 16,66

% yang membuktikan bahwa beratnya zat cair yang dipindahkan adalah mendekati sama

besarnya dengan gaya keatas. Kesalahan B ini Fa > Wa terjadi karena bisa disebabkan

kesalahan. kami dalam membaca hasil pengukuran berat zat cair yang dipindahkan yang

tidak kurang benar.

c. Dari perhitungan C (Perhitungan percobaan pada beban 3 ) bahwa nilai dari gaya keatas

( F a=0,9 N) dan nilai dari berat air yang dipindahkan (Wa=0,8N ) dengan ralat selisih sebesar

11,11 % yang membuktikan bahwa beratnya zat cair yang dipindahkan adalah lebih mendekati

sama besarnya dengan gaya keatas. Kesalahan C ini Fa > Wa terjadi karena bisa

disebabkan kesalahan kami dalam membaca hasil pengukuran berat zat cair yang

dipindahkan yang tidak benar, ketika sebelum melakukan penimbangan angka yang

ditunjukkan pada neraca pegas tidak tepat pada angka 0. hal itulah yang kemungkinan

tejadi juga pada percobaan beban ke 2

d. Dari perhitungan D ( Perhitungan percobaan pada beban 4) sangat jelas bahwa nilai dari gaya

keatas ( Fa = 1,0 N) dan nilai dari berat air yang dipindahkan ( Wair = 0.8 N ) dengan

ralat selisih sebesar 20% yang membuktikan bahwa beratknya zat cair yang dipindahkan

adalah agak jauh berbeda dengan gaya ke atas.Kesalahan D ini Fa > Wair terjadi

disebabkan kebocoran lubang antara botol dan sedotan karena plastisin yang tidak

menempel dengan rapat..

e. Dari perhitungan F ( pergitungan percobaan pada beban 5) tebukti bahwa gaya keatas sama

dengan berat air yang dipindahkan yaitu Fa = Wair = 1,9 dari perhitungan F ini dapat

dilihat secara jelas yang sesuai dengan hubungan antara gaya ke atas dengan berat zat

cair yang dipindahkan adalah mempunyai nilai yang sama besar (Fa = Wair). Meskipun

pada beban 2, beban 3,dan beban 4. Terdapat perbedaan yang tidak jauh berbeda antara

Wa dengan Fa tetapi hal tersebut dianggap sebanding,sehingga didapat hubungan antara

keduanya yaitu Wair = Fa.

Percobaan Hukum Archimedes

Documents

Transcript of Percobaan Hukum Archimedes