Laporan praktikum Fisika Tenggelam, Melayang, Terapung

A.    JUDUL PENELITIAN

Tenggelam, Melayang, dan Terapung

B.     TUJUAN PENELITIAN

Menyelidiki syarat benda dalam keadaan tenggelam, melayang atau terapung

C.     LANDASAN TEORI

 Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut,

“Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalamigaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya”
            Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya ke atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan :

F_a = ρ v g

Keterangan : 
F_a = Gaya Ke Atas (N) 
V = Volume Benda Yang Tercelup (m³) 
Ρ = Massa Jenis Zat Cair (Kg/ m³) 
g = Percepatan Gravitasi (N/Kg)

Hukum Ini Juga Bukan Suatu Hukum Fundamental, Karena Dapat Diturunkan Dari Hukum Newton Juga.

Ø   Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultangaya =0 dan benda melayang

Ø   Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang

Ø   Bila FAmaka benda akan terdorong kebawah dan tenggelam

Jika rapat massa fluida lebih kecil dari pada rapat massabalok maka agar balok berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume balok.Artinya tidak seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan volume balok dan rapat massa cairan sama dengan rapat rapatmassa benda. Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapatmassa fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam. Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gayagravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut.

a.       TENGGELAM 
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda(w) 
Lebih besar dari gaya ke atas (Fa).

w > Fa 
ρb X Vb X g > ρa X Va X g 
ρb > ρa

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ)

b.       MELAYANG

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda(w) 
sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan setimbang

w = Fa 
ρb X Vb X g = ρa X Va X g 
ρb = ρa

Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku :

(FA)tot = Wtot 
rc . g (V1+V2+V3+V4+…..) = W1 + W2 + W3 + W4 +…..

c.       TERAPUNG

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (w) 
lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).

w = Fa 
ρb X Vb X g = ρa X Va X g 
ρb < ρa

Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn).

Fn = FA - W

Benda terapung tentunya dalam keadaan setimbang, sehingga berlaku :

FA’ = W 
rc . Vb2 . g = rb . Vb . g

Keterangan :

FA’ = Gaya ke atas yang dialami oleh bagian benda yang tercelup di dalam zat cair. 
Vb1 = Volume benda yang berada dipermukaan zat cair. 
Vb2 = Volume benda yang tercelup di dalam zat cair. 
Vb = Vb1 + Vb 2 
FA’ = rc . Vb2 . g

D.    ALAT DAN BAHAN

a.       Dasar statif

b.      Kaki statif

c.       Batang statif pendek

d.      Batang statif panjang

e.       Balok pendukung

f.       Jepit penahan

g.       Dynamometer 1,5 N

h.      Silinder ukur

i.        Tabung berpancuran

j.        Tabung plastic bertutup

k.      Tabung plastic berpeluru

l.        Neraca 311 gram

m.    Tali pada roda

n.      Gelas beaker berisi air

o.      Kertas tissu

E.     LANGKAH KERJA

a.       Mengukur berat tabung bertutup yang telah diisi peluru(menggunakan dynamometer). Misalkan sebesar w. mengatur jumlah pelurunya sehingga w = +/- 1 N.

b.      Meletakan tabung berpancuran tepat di dekat dasar statif. Meletakan pula silinder ukur tepat dibawah pipa dari tabung berpancuran sampai ada sedikit air yang tumpah ke silinder ukur (lewat pipa pancur).setelah air tidak menetes lagi, buanglah air dari silinder ukur.

c.       Membersihkan sisa air kemudian mengukur massa silinder ukur (m)

d.      Meletakan kemali silinder ukur tepat dibawah pipa tabung berpancuran. Melepaskan tali penggantung tabung berpeluru dengan pengait dynamometer. Dengan dipegangi ujung talinya,memasukkan tabung plastic bertutup ke dalam tabung berpancuran dan lepaskan tali, membiarkan air mengalir ke dalam silinder ukur

e.       Setelah tidak ada air yang menetes lagi ke dalam silinder ukur, dengan menggunakan neraca empat lengan mengukur massa silinder ukur + air, (m`)

f.       Menarik tabung plastic bertutup dari dalam air dan mengurangi jumlah peluru seperlunya sampai tabung plastic bertutup dan melayang dalam air

g.       Mengulangi langkah a-f

h.      Menarik tabung plastic bertutup dari dalam air dan mengurangi lagi jumlah peluru sampai mengapung dalam air, kemudian mengulangi langkah 1 – e

F.      TABEL PENGAMATAN

NO	POSISI TABUNG	TENGGELAM	MELAYANG	TERAPUNG
1	W = berat tabung plastic + peluru	0,75 N	0,40 N	0,3 N
2	m = massa silinder ukur	40 x 10 -3 kg	40 x 10 -3 Kg	40 x 10 -3 kg
3	m` = massa silinder ukur = air	80 x 10 -3 Kg	79 x 10 -3 Kg	64 x 10 -3 kg
4	Ma = m` - m = massa air yang dipindah	40 x 10 -3 kg	39 x 10 -3 Kg	24 x 10 -3 kg
5	Wa = Ma x g = berat air yang dipindah	40 x 10 -3 N	39 x 10 -2 kg	29 x 10 -2 N

G.    ANALISIS DATA

            Dari data diatas  terlihat jelas bahwa semakin besar massa air maka benda itu mengalami tenggelam, sebaliknya jika semakin ringan massa air maka benda itu terapung, sedangkan benda yang mengalami melayang massa airnya diantara tenggelam dan terapung.

H.    KESIMPULAN

a.       Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar darimassa jenis zat cair.(miskonsepsi).

b.      Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih kecil darimassa jenis zat cair.(konsepsi ilmiah)

c.       Benda dapat melayang bila massa jenis benda sama denganmassa jenis zat cair.(konsepsi ilmiah)

d.      Benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair.(konsepsi ilmiah).

e.       Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh volume benda. (miskonsepsi).

f.       Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh berat dan massa benda 

I.       CONTOH PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI

a.       Kapal laut

b.      Kapal selam

c.       Jembatan poton

d.      Hydrometer