TEKANAN GAS PADA PROSES PENAPASAN MANUSIA

 Pernapasan Dada

Terjadi karena aktivitas otot antartulang rusuk. Bila otot antartulang rusuk berkerut (berkontraksi), maka tulang-tulang rusuk akan terangkat dan volume rongga dada akan membesar. Keadaan ini menyebabkan penurunan tekanan udara di dalam paru-paru. Karena tekanan udara di luar tubuh lebih besar, maka udara dari luar yang kaya oksigen masuk ke dalam paru-paru. Dengan demikian terjadilah inspirasi.

Bila otot-otot antartulang rusuk mengendor (relakasasi), yaitu kembali pada posisi semula, maka tulang-tulang rusuk akan tertekan. Akibatnya, volume rongga dada mengecil. Keadaan ini mengakibatkan naiknya tekanan udara di dalam paru-paru.

Pada saat insipirasi (a) rongga dada membesar dan (b) diafragma mendatar

 Pernapasan Perut

Pernapasan perut terjadi karena aktivitas otot-otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga dada. Bila otot diafragma berkontraksi, maka diafragma akan mendatar. Keadaan ini mengakibatkan rongga dada membesar sehingga tekanan udara di paru-paru mengecil. Akibatnya, udara luar yang kaya oksigen masuk ke dalam paru-paru melalui saluran pernapasan. Dengan demikian, terjadilah inspirasi.

Sebaliknya, bila otot diafragma relaksasi (kembali pada posisi semula), maka kedudukan diafragma melengkung ke atas. Keadaan ini mengakibatkan rongga dada membesar. Akibatnya, udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida terdorong ke luar. Dengan demikian terjadilah ekspirasi.

Sumber : http://aviskariska.blogspot.com/2018/01/tekanan-gas-pada-proses-pernapasan.html

TEKANAN DARAH PADA SISTEM PEREDARAN DARAH MANUSIA

Tekanan yang terdapat pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti hukum pascal.Hal ini karena tekanan pada pembuluh darah merupakan tekanan yang berada pada ruang tertutup. Pada jantung memompa darah, darah memberikan dorongan pada dinding pembuluh darah yang disebut dengan tekana darah. Saat mengalir dalam pembuluh darah, darah memberikan dorongan pada dinding pembuluh darah yang disebut dengan tekanan darah. Agar tekanan darah tetap terjaga, maka pembuluh darah harus terisi penuh oleh darah.Tekana darah yang normal berkisar antara 120/80mmHg

PENGANGKUTAN NUTRISI PADA TUMBUHAN

PENGANGKUTAN NUTRISI PADA TUMBUHAn

     

           semua bagian tumbuhan memerlukan nutrisi. agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan, maka di butuhkan proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dam asam amino keseluruh tumbuhan.pengangkutan hasil fotosintesis melalui pembuluh floem.

           pengangkutan di mulai dari daun (daerah yang memiliki konsentrasi gula tinggi) kebagian tanaman yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah) dengan bantuan sirkulasi air yang mengalir melalu pebuluh xilem dan floem

pengangkutan nutrisi

Sumber: http://1-klik-di-sini.blogspot.com/2018/01/proses-pengangkutan-nutrisi-pada.html

PENGANGKUTAN AIR PADA TUMBUHAN

PROSES PENGANGKUTAN AIR PADA TUMBUHAN

Proses pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah oleh tumbuhan berawal dari air di dalam tanah diserap oleh rambut akar. Air dan mineral dari tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, melintasi korteks akar, dan masuk ke dalam stele. Dari stele air dan mineral – mineral terlarut di dalam xilem (Champbell, 2008: 354). Air mengalir karena ada perbedaan kepekatan (konsentrasi) cairan di antara sel. Pemasukan air ke dalam akar sebagai gerakan horisontal, maka bagian – bagian akar yang dilewatinya adalah bulu akar, sel – sel korteks, sel – sel endodermis, sel – sel perisikel, dan akhirnya air itu sampai pada pembuluh kayu (xilem) (Dwidjoseputro, 1994: 84). Air tanah mempunyai kepekatan larutan yang lebih encer dibandingkan dengan cairan sel sehingga air tanah dapat masuk ke rambut akar. Air yang masuk ini mengakibatkan sel tumbuhan mengembang. Air didorong keluar dari satu sel ke sel berikutnya sampai ke pembuluh kayu. Selanjutnya, air diangkut oleh pembuluh kayu melalui batang sampai ke daun. Naiknya air ke daun dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tekanan akar, kapilaritas batang, dan daya isap daun. Berikut ini akan dijabarkan mengenai ketiga faktor pengangkutan air dan mineral tumbuhan.

1) Tekanan akar.
Rambut akar mengambil air dari dalam tanah secara osmosis. Osmosis adalah gerakan air dari larutan yang kurang pekat ke larutan yang lebih pekat melalui selaput semipermeabel. Selaput semipermeabel adalah selaput yang hanya dapat dilalui oleh air. Rambut akar mengambil air secara osmosis karena dinding-dinding selnya bersifat semipermeabel dan cairan selnya lebih pekat daripada air tanah. Saat rambut akar menyerap air, cairan sel rambut akar akan menjadi lebih encer daripada cairan sel-sel yang terletak disebelah dalam rambut akar. Karena sel bagian dalam lebih pekat, maka sel bagian dalam akan menyerap air dari rambut akar. Dengan cara ini, air akan bergerak dari sel ke sel sampai pada pembuluh kayu. Pergerakan air secara osmosis dari sel ke sel pada akar menimbulkan suatu tekanan yang disebut tekanan akar. Tekanan akar akan mendorong air sehingga naik ke pembuluh kayu di batang. Tekanan akar tampak pada sebagian besar tumbuhan, tapi hal ini terjadi jika tanah cukup lembab, dan bila kelembaban udara tinggi artinya ketika transpirasi sedang sangat rendah. Tetesan air akan terlihat keluar dari bukaan (hidatoda) pada ujung atau tepi daun rerumputan atau daun arbei. Fenomena itu disebut gutasi. Jika tumbuhan ditempatkan pada kondisi atmosfer yang cukup kering, atau di tanah yang berkelembapan rendah atau sekaligus dalam kedua keadaan tersebut, maka tekanan akar tidak muncul sebab air dalam batangnya berada di bawah tegangan dan bukan di bawah tekanan (Salisbury, F. B. & C. W. Ross, 1995: 103).

2) Kapilaritas batang.
Air yang sudah sampai ke pembuluh kayu batang akan terus naik hingga ke daun. Naiknya air pada pembuluh kayu batang disebabkan oleh adanya kapilaritas batang. Kapilaritas merupakan interaksi antara permukaansinggung dari suatu bahan cair dan bahan padat, sehingga permukaan cair tersebut berubah bentuk, dari datar menjadi agak mengerut. Kapilaritas menyebabkan naiknya cairan ke dalam tabung yang sempit, yang terjadi karena zat cair tersebut membasahi dinding tabung (dengan adanya adesi) lalu tertarik ke atas. Hal itu terlihat jelas dari lengkungan meniskus di puncak kolom zat cair itu (Salisbury, F. B. & C. W. Ross, 1995: 104). Cara kerja kapilaritas ini seperti sumbu kompor yang direndam di dalam cairan (air atau minyak). Walaupun hanya bagian bawah sumbu yang terendam cairan, bagian atas sumbu dapat menjadi basah karena cairan merembes dari bagian bawah ke bagian atas. Kapilaritas pada pembuluh kayu ini dapat terjadi karena pembuluh kayu merupakan pembuluh yang sangat halus berupa pipa-pipa kapiler. Pembuluh xilem dapat kita pandang sebagai pembuluh kapiler, sehingga air naik di dalamnya sebagai akibat adanya adhesi antara dinding xilem dengan molekul-molekul air.

3) Daya isap daun.
Air di dalam daun dapat keluar melalui stomata. Keluarnya air tersebut melalui proses transpirasi (penguapan). Transpirasi menyebabkan cairan sel pada daun menjadi lebih pekat, sehingga sel daun menyerap air dari pembuluh kayu pada tulang daun. Air yang diambil dari pembuluh kayu daun akar digantikan oleh air dari pembuluh kayu batang. Air di pembuluh kayu batang akan digantikan oleh air dari pembuluh kayu akar. Seluruh proses tersebut akhirnya menimbulkan aliran air terus menerus dari akar sampai ke daun. Tenaga yang ditimbulkan dari proses transpirasi disebut daya isap daun.

Sumber : https://oktavianipratama.wordpress.com/2014/12/17/proses-pengangkutan-air-pada-tumbuhan/

Tekanan pada Zat Gas

Adanya perbedaan tekanan udara di suatu tempat dapat menimbulkan angin. Angin bertiup dari daerah yang tekanan udaranya tinggi ke daerah yang tekanannya lebih rendah. Pengaruh tekanan udara dapat dirasakan pada beberapa peristiwa, di antaranya:
1) Ketika memasak air, di pegunungan akan lebih cepat mendidih dibandingkan memasak air di pantai. Hal ini disebabkan tekanan udara di pegunungan lebih rendah daripada di pantai sehingga gas oksigennya pun lebih rendah.
2) Ketika kita pergi ke daerah yang lebih tinggi (misalnya dari pantai ke pegunungan), pada ketinggian tertentu kita akan merasakan dengungan di telinga kita. Hal ini disebabkan oleh selaput gendang telinga yang lebih menekuk keluar pada tekanan udara yang lebih rendah.
3) Pada tekanan udara tinggi, suhu terasa dingin, tetapi langit cerah. Sebaliknya, saat tekanan udara rendah, dapat dimungkinkan terjadinya hujan, bahkan badai.

Ketiga peristiwa di atas memberikan gambaran bahwa tekanan udara memiliki hubungan yang cukup erat dengan ketinggian suatu tempat. Tekanan tersebut berubah sesuai dengan ketinggian dari atas tanah. Semakin tinggi suatu tempat, maka tekanan udaranya semakin rendah. Suatu daerah yang memiliki struktur geografis yang lebih tinggi misalnya di pegunungan Himalaya terdapat partikel-partikel udara yang lebih sedikit. Partikel-partikel yang lebih sedikit mendorong satu sama lain menghasilkan tekanan lebih rendah.

Hal ini ternyata telah dibenarkan melalui suatu penelitian yang dilakukan para ahli. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa setiap kenaikkan 10 m, tekanan udara berkurang 1mmHg sehingga makin tinggi suatu tempat dari permukaan air, makin rendah tekanan udaranya. Pernyataan ini dapat digunakan untuk memperkirakan ketinggian suatu tempat di atas permukaan laut, asalkan tekanan udara di sekitarnya diketahui.

Pada tempat yang sangat tinggi, seperti di puncak Himalaya, tekanan udara menjadi sangat kecil dan dapat menimbulkan masalah serius bagi para pendaki. Pendaki rentan terkena sindrom kekurangan oksigen karena ketinggian, yang dikenal dengan istilah hipoksia.

Partikel –partikel dalam gas bebas bergerak dalam ruang dan saling bertumbukan satu sama lain. Tumbukan antara partikel gas dengan dinding wadah akan menyebabkan tekanan.Semakin banyak jumlah tumbukan antar molekul maka semakin tinggi tekanan yang terjadi. Pada proses bernapas Hukum Boyle berlaku. Hukum Boyle berbunyi “Jika volume suatu wadah gas diperkecil, maka tekanan gas tersebut membesar, asalkan suhu gas tersebut tetap. Memperbesar volume wadah tersebut menyebabkan tekanan gas tersebut turun. Penting untuk dicatat bahwa hukum ini berlaku asal suhu gas tersebut tetap”.

Jika gas ditekan ke suatu ruang yang lebih kecil, molekul-molekulnya akan lebih sering menumbuk dinding ruang tersebut. Akibatnya tekanan gas itu bertambah. Hal sebaliknya akan terjadi. Jika gas diberikan ruang yang lebih besar, molekul-molekul gas tersebut menjadi lebih jarang menumbuk dinding dan tekanan gas tersebut mengecil. Gerakan pernapasan menyebabkan perubahan volume dada dan perubahan tekanan gas dalam rongga dada, yang mengakibatkan udara mengalir ke dalam atau ke luar rongga dada.

Agar lebih memahami materi ini,  kerjakan LKS tekanan zat gas

Inspirasi merupakan proses aktif dimana diafragma berkontraksi dan mendatar dan otot-otot antariga berkonstraksi. Sebelum inspirasi, tekanan udara di dalam paru seimbang dengan tekanan udara atmosfer yaitu 760 mmHg atau 1 atm. Karena tekanan udara di dalam paru-paru lebih rendah daripada tekanan udara atmosfer, maka udara mengalir ke dalam paru-paru. Kondisi ini diperoleh dengan jalan membesarkan volume paru-paru. Tekanan gas di dalam tempat tertutup berbanding terbalik dengan besarnya volume. Bila ukuran tempat diperbesar, tekanan udara di dalamnya turun. Bila ukuran diperkecil, tekanan udara di dalamnya naik. Inilah hukum Boyle.

Agar inspirasi terjadi, paru-paru harus membesar, dengan demikian tekanan di dalam paru-paru akan turun. Untuk membesarkan paru-paru, harus melibatkan kerja otot inspirasi utama yaitu otot diafragma dan otot antar tulang rusuk. Pada orang hamil, orang gemuk atau pakaian yang terlalu sesak di daerah perut, dapat menghalangi turunnya diafragma dengan sempurna.

Tepat sebelum inspirasi, tekanan intrapleura kira-kira 756 mmHg, setelah otot-otot inspirasi bekerja yang menambah ukuran rongga dada, tekanan intrapleura turun sampai kira-kira 754 mmHg. Akibatnya, dinding paru-paru terisap ke arah luar karena hampa sebagian. Bila volume paru bertambah, tekanan di dalam paru turun dari 760 mmHg menjadi 758 mmHg. Udara bergerak dari atmosfer ke paru-paru dan terjadilah inspirasi. Udara terus bergerak ke paru-paru sampai tekanan dalam paru seimbang dengan tekanan atmosfer.
Inspirasi secara ringkas sebagai berikut:

Ekspirasi normal merupakan proses dimana diafragma berelaksasi dan bergerak ke atas. Ekspirasi (menghembuskan napas) diperoleh dari perbedaan tekanan, tetapi dalam hal ini perbedaaan berubah sehingga tekanan dalam paru lebih besar daripada di atmosfer. Ekspirasi normal adalah proses pasif karena otot antar tulang rusuk relaksasi, lengkungan diafragma bergerak dari datar kembali melengkung. Gerakan ini mengurangi diameter vertikal dan rusuk belakang rongga dada, ini mengembalikan pada ukuran istirahatnya.

Selama ini otot antar tulang rusuk internal menggerakkan rusuk ke arah bawah serta menekan otot antar tulang rusuk sehingga menekan diafragma ke atas. Karena tekanan intrapleura kembali ke tingkat sebelum inspirasi (756 mmHg), dinding paru-paru tidak lagi diisap ke arah luar. Tekanan dalam paru-paru naik menjadi 763 mmHg dan udara bergerak dari daerah bertekanan udara lebih tinggi ke daerah bertekanan udara lebih rendah di atmosfer. Ekspirasi secara ringkas sebagai berikut:

Tekanan udara berhubungan dengan Hukum Boyle. Masih ingatkah kalian bagaimana bunyi Hukum Boyle? Hukum Boyle berlaku apabila suhu gas tidak berubah, maka hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap.

Secara matematik Hukum Boyle tersebut dapat dinyatakan sebagai:

Jadi, yang tetap dalam keadaan ini adalah suhunya. Pada banyak kejadian, tekanan dan volume tempat tertutupnya berubah. Namun, keadaan ini tetap memenuhi hukum Boyle. Oleh karena itu, dapat juga dinyatakan sebagai:

Keterangan:
P = tekanan (atm atau N/m2)
1 atm = 76 cmHg
V = volume udara (m3)

Dengan P1 adalah tekanan mula-mula, P2 adalah tekanan akhir, V1 adalah volume udara mula-mula dan V2 adalah volume udara akhir.

Contoh Soal:
Suatu ruangan tertutup mengandung gas dengan volume 200 m3. Jika tekanan ruangan tersebut adalah 60 cmHg, hitunglah tekanan gas pada ruangan jika volumenya menjadi 150 m3?

Penyelesaian:
Diketahui :
V1 = 200 m3
P1 = 60 cmHg
V2 = 150 m3

Ditanyakan:
P2………….?
Dijawab:
P1V1 = P2V2
Maka
P2 = (P1 x V1) / V2
= (200 m3 x 60 cmHg) / 150 m3
= 80 cmHg
Jadi, tekanan gas pada ruangan yang volumenya 150 m3 adalah 80 cmHg.

Sumber : https://prodiipa.wordpress.com/kelas-viii/tekanan-dalam-tubuhku/tekanan-pada-zat-gas/

Hukum Pascal

Hukum Pascal dinyatakan oleh seorang filsuf sekaligus ilmuwan Prancis, Blaise Pascal (1623-1662) menyatakan bahwa:

"Jika tekanan eksternal diberikan pada sistem tertutup, tekanan pada setiap titik pada fluida tersebut akan meningkat sebanding dengan tekanan eksternal yang diberikan.”

Hukum Pascal ini menggambarkan bahwa setiap kenaikan tekanan pada permukaan fluida, harus diteruskan ke segala arah fluida tersebut. Hukum pascal hanya dapat diterapkan pada fluida, umumnya fluida cair.

Rumus Hukum Pascal

Rumus hukum Pascal dalam sistem tertutup dapat disimpulkan dengan:

Agar lebih simpel, formula diatas ditulis dengan 

Seperti yang sudah kita tahu bahwa tekanan adalah gaya dibagi besar luasan penampangnya (P = F/A), maka persamaan diatas dapat ditulis kembali sebagai berikut:

Atau

Besarnya keuntungan mekanis dari sistem fluida/hidrolik yang menggunakan hukum Pascal dapat diketahui dari rasio gaya yang keluar dibagi gaya yang diberikan.

Karena luasan penampang berbanding lurus dengan gaya, maka keuntungan mekanis juga dapat langsung diketahui dari rasio kedua luasan penampang.

Perhatikan gambar mekanisme hidrolik diatas. Karena cairan tidak dapat ditambahkan ataupun keluar dari sistem tertutup, maka volume cairan yang terdorong di sebelah kiri akan mendorong piston (silinder pejal) di sebelah kanan ke arah atas. Piston di sebelah kiri bergerak ke bawah sejauh h1 dan piston sebelah kanan bergerak ke atas sejauh h2. Sesuai hukum Pascal, maka:

Penerapan Hukum Pascal

Hukum Pascal banyak diterapkan untuk memudahkan pekerjaan manusia. Salah satu contoh yang paling sederhana adalah pengungkit hidrolik. Pada pengungkit hidrolik, sedikit gaya masuk yang diberikan digunakan untuk menghasilkan gaya keluar yang lebih besar dengan cara membuat luasan piston bagian luar lebih besar daripada luasan piston bagian dalam. Dengan cara ini, keuntungan mekanis yang didapatkan akan berlipat ganda tergantung rasio perbedaan luasan piston. Sebagai contoh, jika luasan piston luar 20 kali lebih besar daripada piston bagian dalam, maka gaya yang keluar dikalikan dengan faktor 20; sehingga jika gaya yang diberikan setara dengan 100 kg,  maka dapat mengangkat mobil hingga seberat 2000 kg atau 2 ton.

Contoh lainnya adalah rem hidrolik pada mobil seperti yang dapat dilihat pada gambar dibawah. Ketika pengemudi menginjak pedal rem, tekanan pada silinder utama akan meningkat. Kenaikan tekanan ini akan diteruskan keseluruh bagian fluida di sepanjang sistem hidrolik sehingga silinder rem akan mendorong kanvas rem terhadap cakramyang menempel pada roda mobil. Akibat gesekan antara kanvas rem dengan cakram akan menyebabkan laju mobil berkurang. Rem hidrolik seperti ini biasa disebut rem cakram dan digunakan pula di sepeda motor. Fluida yang digunakan sebagai media penyalur tekanan adalah oli.

Dapat dikatakan bahwa semua sistem hidrolik menggunakan hukum Pascal. Sistem hidrolik dipakai di seluruh kendaraan berat, mesin pengangkut, pabrik-pabrik, dan semua peralatan yang membutuhkan gaya yang besar menggunakan sistem hidrolik karena keuntungan mekanisnya yang cukup tinggi dan sistem kerjanya yang sederhana.

Contoh Soal Hukum Pascal

Contoh Soal 1

Sebuah pengungkit hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil. Udara bertekanan tinggi digunakan untuk menekan piston kecil yang memiliki jari-jari 5 cm. Takanan yang diterima diteruskan oleh cairan didalam sistem tertutup ke piston besar yang memiliki jari-jari 15 cm. Berapa besar gaya yang harus diberikan udara bertekan tinggi untuk mengangkat mobil yang memiliki berat sebesar 13.300 N? Berapa tekanan yang dihasilkan oleh udara bertekanan tinggi tersebut?

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus hukum Pascal  dapat dicari nilai gaya yang diperlukan:

Sehingga didapat:

 = 1.480 N[/latex]

Kemudian, banyaknya tekanan udara yang dibutuhkan sebesar:

 

Besarnya tekanan yang diperlukan, hampir dua kali besar tekanan atmosfer.

Contoh Soal 2

Sebuah pengungkit hidrolik memiliki piston masuk (utama) dengan diameter 1 cm dan silinder luar dengan diameter 6 cm. Tentukan gaya yang dikeluarkan oleh silinder luar ketika diberikan gaya sebesar 10 N pada silinder masuk. Jika piston masuk bergerak sejauh 4 cm, seberapa jauh piston luar bergerak?

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus hukum Pascal  dapat dicari nilai gaya yang dihasilkan:

Didapat besar gaya yang dihasilkan sebesar:

 

Lalu, didapat jarak gerakan piston luar sebesar:

 

Jadi dapat disimpulkan bahwa piston luar bergerak sejauh 1/36 dibandingkan piston masuk.

Bunyi, Penerapan, Contoh Soal Hukum Archimedes

Hukum Archimedes – Masih membahas tentang dunia Fisika, kali ini kita coba mengulas tentang Hukum Archimedes dari mulai bunyi hukum archimedes, penerapan hukum dalam kehidupan sehari-hari, rumus beserta contoh soal hukum archimedes. Sebelum kita membahas lebih dalam tentang hukum ini, lebih baik kita ketahui terlebih dahulu orang dibalik hukum ini.

Sejarah Hukum ArchimedesPenemu hukum ini sesuai dengan nama hukumnya yaitu Archimedes, seorang dengan kebangsaan Yunani. Pada satu waktu Archimedes dituntut Raja Hieron II untuk menyelidiki apakah mahkota yang dipakai sang raja emasnya dicampur perak atau tidak. Archimedes mempedulikan masalah ini dengan benar-benar.

Sehingga dia merasa sangat lelah dan menceburkan diri ke dalam bak mandi yang biasanya penuh dengan air. Lalu kemudian dia memperhatikan ada air yang tumpah keluar dari bak mandi ke lantai kemudian saat itu juga dia menemukan jawabannya.

Archimedes bangkit dan berdiri, berlari sepanjang jalan ke rumah dengan tanpa sehelai benangpun alias telanjang bulat. Saat tiba dirumah dia berteriak ke istrinya “Eureka Eureka!” yang berarti “Sudah kutemukan! sudah kutemukan!”. Nah dari itulah dia membuat hukum Archimedes. Dengan itu pula Archimedes membuktikan bahwa mahkota Raja Hieron II dicampur perak, tukang yang membuat mahkota dihukum mati. (Wikipedia: https://id.wikipedia.org/wiki/Archimedes)

Bunyi Hukum Archimedes

Hukum Archimedes berbunyi:

“Jika sebuah benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda tersebut akan memperoleh gaya yang disebut gaya apung (gaya ke atas) sebesar berat zat cair yang dipindahkannya”

Akibat adanya gaya apung, berat beda di dalam zat cair akan berkurang, sehingga benda yang diangkat di dalam zat cair akan lebih ringan daripada benda yang diangkat di darat. Seakan benda berkurang bila benda dimasukan ke zat cair atau air. Karena adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air dan diterima oleh benda.

Maka resultan gaya antara gaya ke atas dan gaya berat merupakan berat benda di dalam zat cair. Kemudian berat disebut dengan berat semu yaitu berat benda tidak sebenarnya karena keadaan benda di dalam zat cair.

Coba Anda perhatikan gambar di atas akan terlihat bahwa sebagian zat cair naik ke atas ketika ada benda yang dimasukan ke dalamnya. Jika ΔV menyatakan volume zat cair yang dipindah oleh benda, maka besar ΔV akan sama sesuai dengan volume benda yang dicelupkan.

Rumus Hukum Archimedes

Rumus dari hukum archimedes ini yaitu FA = ρc.Vb.g

Keterangan:

• FA = gaya apung
• (N) ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• Vb = volume benda yang tercelup (m3)
• g = gravitasi (m/s2).

Bila benda dicelupkan ke dalam zat cair atau fluida, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu tenggelam, melayang, dan terapung.

1. Benda Terapung

Benda akan mengapung apabila massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair (ρb < ρc). Saat benda terapung maka hanya sebagian volume benda yang tercelup ke dalam zat cair, sedangkan sebagian lagi dalam keadaan mengapung. Volume total benda sejumlah dari volume benda yang tercelup ditambah dengan volume benda yang mengapung.

Vb = V’ + V”FA = ρc.V”.g

Dengan :

• V’ = volume benda yang terapung (m3)
• V” = volume benda yang tercelup (m3)
• Vb = volume benda keseluruhan (m3)
• FA = gaya apung
• (N) ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• g = gravitasi (m/s2)

Jika sistem dalam keadaan setimbang, maka berlaku :

> FA = W
> ρc.V”.g = ρb.Vb.g ρc.V” = ρb.Vb

Dengan :
ρb = massa jenis benda (kg/m3).

2. Benda Melayang

Benda akan melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (ρb = ρc). Benda melayang akan berada di antara permukaan zat car dan dasar bejana.

Karena massa jenis benda dan zat cair sama, maka berlaku :

FA = ρc.Vb.g = ρb.Vb.g

Dengan :

• FA = gaya apung
• (N) ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• ρb = massa jenis benda (kg/m3)
• Vb = volume benda (m3)
• g = gravitasi (m/s2)

3. Benda Tenggelam

Saat massa jenis benda lebih besar daripada masas jenis zat cair (ρb > ρc), maka benda akan tenggelam dan berada di dasar bejana. Berlaku:

FA = Wu − Wc

Dengan :

• FA = gaya apung (N)
• Wu = berat benda di udara/ berat sebenarnya (N)
• WC = berat benda dalam zat cair
• (N) g = gravitasi (m/s2) Wu > Wc

Karena berata benda merupakan hasil kali massa dengan gravitasi, maka diperoleh :

ρc.Vb = mu − mc

Dengan :

• ρc = massa jenis zat cair (kg/m3)
• mu = massa benda di udara (kg)
• mc = massa seolah-olah benda dalam zat cair (kg)
• Vb = volume benda (m3)

Contoh Soal Hukum Archimedes1. Hitunglah gaya apung yang dialami oleh benda bervolume 400 cm3 yang dimasukkan ke dalam air dan berada dalam posisi melayang.
Pembahasan :

Dik : Vb = 4 x 10-4 m3 ; ρc = 103 kg/m3.
FA = ρc.Vb.g
⇒ FA = 103.(4 x 10-4) (10)
⇒ FA = 4 N.

Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini beberapa penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang Yuksinau.id dapatkan:

1. Kapal selam

Tahukah Anda kenapa kapal selam bisa menyelam serta bisa mengapung? itu karena terdapat tangki dimana jika kapal selam berada di darat tangki itu akan terisi udara sehingga bisa mengapung. Dan jika kapal selam dimasukan ke dalam air maka tangki akan terisi air sehingga kapal bisa menyelam.

2. Hidrometer

Penerapan hukum archimedes juga diterapkan untuk mengukur massa jenis zat cair dengan hidrometer. Hidrometer berbentuk tabung yang ruang udara dan pemberat sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika.

3. Jembatan poton

Jembatan poton merupakan jembatan yang berasal dari kumpulan drum kosong yang mengapung di atas air da diatur sehingga bisa menyerupai sebuah jembatan. Atau biasa juga disebut dengan jembatan apung.

Agar dapat mengapung, drum yang dijadikan sebagai jembatan poton harus dalam keadaan kosong dan tertutup rapat agar udara di dalam drum tidak bisa keluar dan air tidak bisa masuk ke dalam drum

4. Balon Udara

Penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari bukan hanya berlaku untuk benda jenis cair tetapi juga benda jenis gas. Agar bisa melayang di udara balon udara harus diisi dengan gas yang mempunyai masa jenis lebih kecil daripada udara atmosfer.

Balon udara bisa melayang karena mendapatkan gaya ke atas, misalkan balon udara diisi dengan udara yang dipanaskan, karena udara yang dipanaskan mempunyai tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa.

 Sumber: http://www.yuksinau.id/hukum-archimedes/#!