Mengapa Kapal Besar Bisa Mengapung? Ini Penjelasan Ilmiahnya

Ilustrasi Mengapa Kapal Besar Bisa Mengapung, Foto: Unsplash/dendoktoor

Ukuran kapal yang besar tentu bikin orang bertanya-tanya mengapa kapal besar bisa mengapung, padahal bobotnya bisa capai ribuan ton? Fenomena ini jadi salah satu contoh menarik dalam kehidupan sehari-hari tentang bagaimana benda berinteraksi dengan air.

Lalu, apa yang membuat kapal tetap berada di permukaan air dan tidak langsung tenggelam? Simak penjelasan lengkapnya, termasuk prinsip fisika yang berkaitan dengan kemampuan kapal untuk mengapung.

Mengapa Kapal Besar Bisa Mengapung di Atas Air?

Ilustrasi Kapal Mengapung, Foto: Unsplash/NeilMorrell

Mengapa kapal besar bisa mengapung? Mengutip situs https://www.offshoresupply.co.uk, kapal besar bisa mengapung karena gaya apung yang diberikan air mampu menahan berat kapal.

Prinsip ini dijelaskan melalui Hukum Archimedes, yaitu benda yang berada di dalam air akan mendapat gaya ke atas sebesar berat air yang dipindahkannya.

Selain itu, bentuk lambung kapal yang berongga membuat massa kapal tersebar dalam volume yang besar sehingga massa jenis rata-ratanya dapat lebih kecil daripada massa jenis air.

Prinsip Gaya Apung pada Kapal

Gaya apung merupakan gaya ke atas yang diberikan air kepada benda yang berada di dalamnya. Gaya ini bekerja berlawanan dengan gravitasi yang menarik kapal ke bawah.

Menurut Hukum Archimedes, semakin banyak air yang dipindahkan oleh sebuah benda, semakin besar pula gaya apung yang diterimanya.

Maka dari itu, kapal yang ukurannya sangat besar dapat tetap mengapung selama gaya apung yang diterimanya mampu menyeimbangkan berat kapal. Dengan kata lain, kapal tidak mengapung karena materialnya ringan.

Kapal justru bisa dibuat dari bahan berat seperti baja, tetapi bentuk dan volume lambungnya dirancang sedemikian rupa sehingga keseluruhan kapal tetap memiliki massa jenis rata-rata yang memungkinkan untuk mengapung.

Mengapa Lambung Kapal Dibuat Berongga?

Salah satu bagian terpenting dalam kemampuan kapal mengapung adalah desain lambungnya. Lambung kapal dibuat berongga dan memiliki banyak ruang yang berisi udara.

Bentuk tersebut membuat volume kapal menjadi besar tanpa menambah massa dalam jumlah yang sama besar. Sebagai gambaran sederhana, bola yang terbuat dari bahan padat dapat tenggelam jika memiliki massa jenis lebih besar daripada air.

Akan tetapi, jika bahan tersebut dibuat menjadi bentuk berongga dengan volume yang lebih besar, massa jenis rata-ratanya dapat berkurang sehingga benda tersebut mampu mengapung.

Hal yang sama diterapkan pada kapal. Meskipun baja memiliki massa jenis lebih besar daripada air, lambung kapal yang berongga membuat massa jenis rata-rata seluruh kapal, termasuk ruang udara di dalamnya, menjadi lebih rendah.

Inilah salah satu alasan kapal berbahan baja tetap dapat berada di permukaan air.

Peran Berat dan Distribusi Muatan

Kemampuan kapal untuk mengapung tidak hanya ditentukan oleh bentuknya, tetapi juga oleh berat dan distribusi muatan.

Kapal dirancang dengan perhitungan yang sangat cermat agar berat awak, bahan bakar, peralatan, dan barang yang dibawa tetap berada dalam batas aman.

Muatan yang terlalu berat dapat membuat kapal semakin dalam masuk ke air. Ketika kapal tenggelam lebih jauh, kondisi keseimbangannya ikut berubah.

Jika beban sudah melampaui kemampuan kapal untuk menghasilkan gaya apung yang cukup, air dapat masuk ke dalam kapal dan meningkatkan beratnya sehingga risiko tenggelam semakin besar.

Maka itu, distribusi muatan juga harus diperhatikan. Beban yang tidak tersebar dengan baik dapat membuat kapal miring dan mengganggu kestabilannya meskipun berat totalnya belum melewati batas maksimum.

Apa Itu Displacement?

Dalam ilmu fisika, displacement atau perpindahan air merupakan bagian penting dalam menjelaskan mengapa kapal dapat mengapung. Ketika kapal berada di air, lambungnya menempati ruang dan mendorong sejumlah air keluar dari posisi semula.

Semakin berat kapal, semakin banyak bagian lambung yang akan masuk ke dalam air sehingga volume air yang dipindahkan juga semakin besar. Kondisi ini menghasilkan gaya apung yang lebih besar untuk menyeimbangkan berat kapal.

Keseimbangan tersebut terus berubah ketika kapal membawa atau mengurangi muatan. Itulah sebabnya kapal memiliki batas berat tertentu dan tidak boleh diisi secara berlebihan.

Mengapa Kapal Tidak Langsung Tenggelam?

Kapal akan tetap mengapung selama terdapat keseimbangan antara berat kapal dan gaya apung air. Saat kapal masuk ke air, lambungnya memindahkan sejumlah air. Air kemudian memberikan gaya ke atas yang menahan kapal.

Jika gaya apung sama dengan berat kapal, kapal berada dalam kondisi mengapung secara stabil.

Apabila berat kapal bertambah terlalu besar atau lambung mengalami kerusakan hingga air masuk ke dalam, massa kapal meningkat dan keseimbangan dapat terganggu.

Oleh karena itu, menjaga kapal tetap kedap air juga sangat penting. Air yang masuk ke dalam lambung akan menambah berat kapal dan dapat membuatnya semakin tenggelam.

Jadi, Apa Rahasia Kapal Besar Bisa Mengapung?

Kapal besar dapat mengapung karena bentuk lambungnya memungkinkan kapal memindahkan air dalam jumlah besar sehingga menghasilkan gaya apung yang mampu menahan beratnya.

Lambung yang berongga juga membuat massa jenis rata-rata kapal tetap lebih rendah dibandingkan massa jenis air.

Jadi, bukan ukuran kapal atau bahan pembuatnya saja yang menentukan apakah kapal bisa mengapung. Bentuk lambung, volume, massa jenis, gaya apung, serta pengaturan muatan semuanya berperan dalam menjaga kapal tetap berada di permukaan air. (Fikah)