Archimedes bisa dibilang adalah ilmuwan terbesar di dunia setidaknya yang terbesar di zaman klasik. Dia adalah seorang fisikawan, matematikawan, astronom, penemu, dan insinyur yang menciptakan apa yang disebut sebagai hukum Archimedes.
Hukum Archimedes atau Archimedes principle sendiri sampai saat ini masih digunakan. Archimedes tinggal di Syracuse di Pulau Sisilia pada abad ketiga SM.
Artikel terkait: 8 Eksperimen Sains sederhana yang dapat dilakukan anak dan orangtua di rumah
Mengenal Sosok Archimedes
Sebelum masuk ke definisi hukum yang ditemukan, mari kita mengenal sosok Archimedes terlebih dulu.
Menurut Scientific American, Archimedes menetap di Syracuse. Di sana, ia berdedikasi untuk bekerja memenuhi kebutuhan hidup serta melakukan beberapa teori dan penemuan. Ia pindah ke kota tersebut setelah mempelajari Geometri dan Antronomi di kota Alexandria, Pusat Kota Intelektual Terbesar di Zaman Kuno.
Pada waktu itu, Syracuse adalah salah satu kota paling berpengaruh di zaman kuno. Kapal dagang dari Mesir, Yunani, dan Phoenicia memenuhi pelabuhan negara kota tersebut. Syracuse juga merupakan pusat perdagangan, seni, dan sains.
Salah satu penemuan sang ilmuwan setelah pindah adalah sekrup Archimedes. Alat ini terbuat dari pembuka botol dengan tabung berongga. Saat sekrup berputar, air ditarik ke atas tabung. Awalnya digunakan untuk mengosongkan air laut dari lambung kapal. Menurut Archimedes Palimpest, benda itu masih digunakan sampai sekarang sebagai metode irigasi di negara berkembang.
Archimedes juga merancang pertahanan untuk kota Syracuse dalam melawan tentara penyerang. Dia memperkuat dinding Syracuse dan membangun mesin perang. Karya-karyanya menahan Romawi selama dua tahun. Namun, pada 212 SM, pasukan di bawah Jenderal Marcellus menguasai kota. Marcellus menghormati Archimedes dan mengirim tentara untuk menjemputnya sehingga dia bisa bertemu dengan ahli matematika terkenal itu.
Menurut Archimedes Palimpsest, dia begitu fokus pada pemecahan masalah matematika sehingga dia tidak tahu bahwa orang Romawi telah menyerbu kota. Ketika seorang tentara menyuruhnya untuk menemaninya menemui sang jenderal, Archimedes menyuruhnya pergi. Prajurit yang marah memukulnya. Marcellus memerintahkan agar Archimedes dikuburkan dengan hormat. Batu nisan Archimedes diukir dengan gambar bola di dalam silinder, yang menggambarkan salah satu risalah geometrisnya.
Definisi Hukum Archimedes
Melansir laman Boundless, hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya apung pada suatu benda yang terendam dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan dari benda itu.
Jika gelas diisi dengan air sampai penuh dan kemudian ditambahkan es batu, apa yang terjadi? Sama seperti air yang tumpah ke tepi ketika Archimedes memasuki bak mandinya, air di gelas akan tumpah ketika es batu ditambahkan ke dalamnya.
Jika air yang tumpah ditimbang (berat adalah gaya ke bawah), itu akan sama dengan massa benda yang masuk ke dalam air.
Artikel terkait: 5 Pilihan kursus sains ini bisa jadi wadah bereksplorasi untuk anak
Rumus Archimedes
Pada dasarnya, hukum Archimedes digunakan untuk menghitung gaya tekan ke atas (Fa) yang dipengaruhi oleh tiga hal berikut:
1. Massa Jenis Fluida (ρ)
Apabila massa fluida semakin besar, gaya ke atas yang dihasilkan pun semakin besar. Sebaliknya, apabila massa fluida semakin kecil, gaya ke atas yang dihasilkan pun akan semakin kecil.
2. Volume Benda (v)
Jika volume benda besar, maka gaya yang dihasilkan pun semakin besar. Sementara itu, semakin kecil volume benda, gaya yang dihasilkan pun semakin kecil.
3. Gravitasi Benda (g)
Semakin besar gravitasi benda, semakin besar gaya ke atas yang dihasilkan. Pun sebaliknya, semakin kecil gravitasi benda, gaya angkat ke atas yang dihasilkan pun semakin kecil.
Rumus dari hukum Archimedes:
F = ρ . g . V
Ket:
Fa = gaya tekan ke atas satuan Newton (N)
ρ = massa jenis satuan Kg/L
g = gravitasi satuan N /Kg
V= volume satuan m³
Penerapan Hukum Archimedes dalam Kehidupan
1. Kapal
Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa paku besi tenggelam di air tetapi kapal besar tidak?
Nah, alasan di balik itu adalah prinsip Archimedes. Paku besi tenggelam di dalam air karena berat air yang dipindahkan oleh paku lebih kecil dari beratnya sendiri, yaitu massa jenis paku besi lebih besar daripada berat air.
Saat membangun kapal, prinsip Archimedes diikuti, sebagian besar kapal dibuat berlubang dari dalam yang mempertahankan kerapatannya kurang dari kerapatan air, sehingga bobot kapal menjadi lebih kecil daripada bobot air yang dipindahkan olehnya, dan gaya apung yang besarnya sama dengan air yang dipindahkan diberikan pada kapal, dan kapal mengapung di permukaan air.
2. Bola Pantai
Bola pantai hanya berisi udara, maka ia memiliki berat yang sangat kecil sehingga tidak banyak memindahkan air.
Karena bola memindahkan lebih sedikit air, gaya apung yang bekerja padanya juga sangat kecil. Namun, ketika kita mencoba mendorong bola ke dalam air, gaya apung yang bekerja padanya meningkat, yang tidak membuat bola pantai tenggelam ke dalam air, dan itu mengapung di permukaan air.
3. Kapal Selam
Kapal selam juga bekerja berdasarkan prinsip Archimedes. Jenis kapal ini dapat tenggelam ke dalam air dan juga dapat mengapung di permukaan air dengan menjaga kepadatan air dan kapal selam yang dipindahkan.
Kepadatan ini dipertahankan oleh dua komponen penting yang ada di kapal selam, yaitu tangki tekan dan tangki pemberat. Jika tangki tekan kita isi dengan air maka akan menghasilkan densitas kapal selam yang lebih besar dari densitas air yang dipindahkan.
Dengan demikian, kapal selam menyelam ke dalam air. Sementara itu, jika air ini dikeluarkan dari tangki tekan, maka massa jenis rata-rata kapal selam menjadi lebih kecil dari massa jenis air yang dipindahkan, dan kapal selam mengapung di permukaan air.
4. Mengapung
Setiap benda memindahkan air yang beratnya sama dengan beratnya sendiri. Jika berat benda lebih besar dari gaya dorong ke atas yang bekerja padanya maka benda tenggelam, sedangkan jika berat benda sama dengan gaya dorong ke atas yang bekerja padanya maka benda mengapung di atas zat cair.
Es dan gunung es mengapung di permukaan air karena gaya apung ke atas yang seimbang yang bekerja pada mereka. Jadi, prinsip mengapung adalah bahwa gaya dorong ke atas yang bekerja pada benda harus sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.
5. Hidrometer
Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis atau massa jenis zat cair. Ini bekerja berdasarkan hukum Archimedes. Terdiri dari tabung kaca berongga dengan bagian bawah berbentuk bohlam yang lebih lebar, disegel dari kedua ujungnya.
Bagian bawah yang lebih lebar berfungsi sebagai tangki pemberat, dan biasanya diisi dengan timah, dan cairan yang densitasnya diukur dituangkan ke dalam tabung sempit yang memiliki kelulusan untuk pengukuran.
Hidrometer ditempatkan dalam cairan sampel, dan ketika distabilkan, pembacaan dicatat. Tingkat hidrometer yang terendam dalam cairan dan air yang dipindahkan olehnya diukur untuk menghitung berat jenis cairan. Jika hidrometer tenggelam jauh di dalam cairan sampel, itu menyiratkan bahwa kepadatan cairan kurang, yaitu berat jenis cairan sampel kurang.
Artikel terkait: 5 Permainan Sains dan teknologi untuk anak, yuk buat sendiri di rumah!
6. Balon Udara, Salah Satu Contoh Penerapan Hukum Archimedes di Kehidupan
Hukum Archimedes juga diterapkan pada cara kerja balon udara panas. Balon naik di udara ketika berat udara di sekitar balon lebih besar dari beratnya sendiri, sedangkan jika berat balon lebih besar, ia akan mulai turun. Ketika berat udara di sekitarnya dan balon udara panas sama, balon itu menjadi stasioner. Kepadatan antara udara dan balon dikendalikan dengan memvariasikan jumlah udara panas di dalam balon.
7. Laktometer
Laktometer adalah alat yang digunakan untuk memeriksa kemurnian susu. Seperti hidrometer, ia juga bekerja sesuai dengan hukum Archimedes.
Laktometer mengukur berat jenis atau kepadatan susu, yang membantu menemukan kandungan yang ada dalam susu dan menentukan kemurniannya.
Susu didiamkan beberapa saat sampai krim mengendap di atasnya, kemudian laktometer dimasukkan ke dalam sampel susu ini, jika laktometer mengapung berarti susu itu murni, tetapi jika laktometer tenggelam, berarti susu itu tercemar atau tidak murni.
Demikian penjelasan mengenai hukum Archimedes dan beberapa contoh penerapannya. Semoga bermanfaat, ya!
***
Baca juga:
id.theasianparent.com/eksperimen-sains-untuk-anak
id.theasianparent.com/perbedaan-katak-dan-kodok
id.theasianparent.com/kapasitas-memori-otak-manusia