Rumus Hukum Archimedes beserta Contoh Soalnya

Ilustrasi Rumus Hukum Archimedes. Sumber: Pexels/Jeshoots

Rumus hukum Archimedes merupakan salah satu dasar dalam ilmu fisika yang ditemukan oleh ilmuwan terkemuka asal Syracuse, Yunani bernama Archimedes. Sebagai seorang ilmuwan, Archimedes juga menguasai beberapa bidang sekaligus mulai dari fisika, matematika, filsafat, astronomi dan teknik.

Hukum ini membahas prinsip apung dan gaya angkat yang diterapkan pada benda terendam dalam fluida. Dalam hukum ini menyatakan bahwa benda-benda akan terapung, tenggelam atau melayang di dalam zat cari tergantung pada gaya berat dan gaya ke atas.

Rumus Hukum Archimedes

Ilustrasi Rumus Hukum Archimedes. Sumber: Pexels/RF_Studio

Dikutip dari Buku Rumus Lengkap Fisika SMA, Drs. Joko Untoro, (2007: 92), hukum Archimedes berbunyi: apabila suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda tersebut akan mendapatkan gaya tekan ke atas (disebut daya Archimedes) yang besarnya sama dengan gaya berat yang dipindahkan.

Rumus hukum Archimedes dapat dirumuskan sebagai berikut:

FA=Pa x Va x g

Keterangan:

FA= gaya angkat ke atas yang dialami benda (N)

Pa= massa jenis zat cair (kg/m3)

Va= volume air yang terdesar (m3)

g= percepatan gravitasi (m/det2)

Syarat mengapung: Pb < Pf

Syarat melayang: Pb = Pf

Syarat tenggelam: Pb > Pf

Contoh Soal Rumus Hukum Archimedes

Ilustrasi Rumus Hukum Archimedes. Sumber: Pexels/Conttonbro Studio

Setelah mengetahui rumus hukum Archimedes di atas, berikut contoh soal untuk menambah pemahaman mengenai rumus ini.

1. Contoh Soal 1

Sebuah balok kayu terapung di air, bagian balok 75% tercelup di air. Massa jenis air 1 g/cm3. Berapakah massa jenis kayu?

Jawaban:

Va= 75% Vb

P= 1 g/cm3

Balok kayu keadaan terapung, maka massa jenis kayu yaitu.

W=FA

Pb x Vb x g= Pa x Va

Pb x Vb x g = Pa (75% Vb)

Pb= 1 g/cm3 x 0,75= 0,75 g/cm3

2. Contoh Soal 2

Sebuah balok berisi 1200 m3 gas panas yang massa jenisnya 0,8 kg m3 diikat di tanah. Massa balon tanpa gas panas adalah 1,3 kg m3. Kenapa balon akan naik jika tidak diikat di tanah?

Jawaban:

Massa gas panas = massa jenis x volume (0,8 kg m3) (1200 m3)= 960 kg

Massa total balon = massa balon + massa gas panas (400 kg + 960 kg)= 1360 kg

Berat total balon = m x g (1360 kg) (9,8 m s2)= 13328 N

Gaya ke atas pada balon yaitu:

Fa = Vb x Pf x g (1200 m3) (1,3 kg m3) (9,8 m s2) = 15228 N

Gaya apung (Fa = 15228 N) lebih besar daripada berat balon beserta muatannya (w= 13328 N). Jika balon tidak diikat di tanah, tentu saja balok akan bergerak naik.

Baca juga: Contoh Soal Hukum Archimedes dan Pembahasannya

Itulah rumus hukum Archimedes beserta contoh soalnya. Semoga dapat memberikan jawaban mengapa benda-benda terapung dan tenggelam yang penting dalam ilmu Fisika. (ERI)