Gaya Apung, FA :

Selisih berat saat di udara terhadap berat benda ketika dicelupkan ke dalam zat cair. 

Gambar (1), menimbang berat benda saat di udara dan gambar (2) menimbang berat benda saat di dalam zat cair. 

Keterangan :

F_A = Gaya apung (N )

W_U = berat benda di udara (N)

W_f = berat benda di dalam fluida/cairan (N)

 

Hukum Archimedes :

“ Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan (didesak) oleh benda tersebut”. 

Contoh 02 :

Sebuah balok berukuran 0,2 m x 0,1 m x 0,3 m digantung vertikal pada seutas kawat ringan. Tentukan gaya apung pada balok betika balok itu :

(a)   Dicelupkan seluruhnya dalam minyak ( ρ = 800 kg/m³ )

(b)   Dicelupkan ¾ bagian dalam air ( ρ = 1000 kg/m³)

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

Balok tercelup seluruhnya dalam minyak, sehingga volume benda yang tercelup dalam minyak sama dengan volume balok. 

Bagian b)

Balok tercelup ¾ bagian dalam air : 

Mengapung, Tenggelam, dan Melayang

 

Mengapung : jika gaya ke atas lebih besar dibandingkan dengan berat bendanya   ( F_A > w ).

Kesimpulan massa jenis benda lebih kecil dibandingkan massa jenis cairan. 

Melayang : jika gaya ke atas sama dengan berat benda ( F_A = w ) 

Tenggelam : jika gaya ke atas lebih kecil dibandingkan gaya berat benda 

Contoh 03

Gambar di bawah menunjukkan sebuah balok yang massanya 120 gram.

a)      Hitunglah volume balok (dalam satuan cm³)

b)     Hitung massa jenisnya dalam g/cm³

c)      Apakah balok terapung atau tenggelam dalam air? 

Pembahasan : 

Bagian c) 

Jika balok tersebut dimasukkan ke dalam air, maka balok tersebut akan terapung. Karena massa jenis balok lebih kecil dari pada massa jenis air (ρ_air=1 g/〖cm^3 )

Penerapan gaya Archimedes

Penerapan gaya apung (Archimedes) dalam kehidupan sehari – hari :

(1)   Jembatan ponton

(2)   Hidrometer

·           Untuk memeriksa muatan akumulator, 

            kadar asam penuh (1,25) 

            kadar asam mendekati kosong (1,0)

·           Menentukan kadar lemak dalam susu. 

            Menentukan kadar alkohol dalam bir

(3)   Kapal laut

(4)   kapal selam

(5)   Balon udara