laporan percobaan archimedes

PERCOBAAN ARCHIMEDES

A.     PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Gaya apung merupakan gaya keatas yang di berikan oleh fluida pada benda yang tenggelam di dalamnya. Seperti pada prinsipnya yang berbunyi ”suatu benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat keatas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Hal tersebut dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari kita, misalnya saat kita menambahkan es batu kedalam gelas yang berisikan air.

Menyadari pentingnya penerapan hukum archimedes dalm kehidupan ini, membuat kami melakukan percobaan ini untuk membuktikan prinsip archimedes mengenai tekanan keatas serta menentukan antara berat benda diluar dan saat berada di dalam fluida. Dengan adanya percobaan ini diharapkan akan mempunyai pengaruh besar terhadap pembuktian prinsip archimedes agar dapat memberikan pembekalan dasar untuk kedepannya.

2.      TUJUAN

Adapun tujuan dalam percobaan archimedes ini adalah sebagai berikut:

1.      Menyelidiki perbedaan berat benda di udara dengan didalam fluida.

2.      Menyelidiki hubungan gaya keatas dengan berat zat cair yang dipindahkan.

B.      KAJIAN TEORI

Gaya apung adalah gaya yang diberikan oleh fluida pada benda yang tenggelam didalamnya. Gaya ini tergantung pada kecepatan fluida dan volume benda,tetapi tidak pada komposisi atau bentuk benda, dan besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda. Prinsip archimedes “sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat keatas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”. Berat jenis sebuah benda adalah berat benda diudara dibagi dengan air yang volumenya sama.

Berat jenis =

Akan tetapi, menurut prinsip archimedes berat air yang sama volumenya sam dengan gaya apung pada benda ketika tenggelam. Karena itu sama dengan hilangnya berat benda bila ia ditimbang ketika tenggelam di air. Jadi

Berat jenis =   (Tipler,1998).

Prinsip archimedes adalah suatu konsekuensi yang perlu dari hukum-hukum statistika fluida. Bila sebuah benda sebagian atau seluruhnya dicelupkan dalam suatu fluida (baik suatu cairan maupun gas ) yang diam, maka fluida tersebut mengerahkan tekanan pada tiap-tiap permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida tersebut. Tekanan tersebut adalah lebih besar pada bagian benda yang tercelup lebih dalam. Resultan sebuah gaya adalah sebuah gaya yang mengarah keatas yang dinamakan gaya apung dari benda yang tercelup tersebut.

Tekanan pada setiap bagian permukaan benda sudah tentu tidak tergantun g pada bahan benda. Marilah kita misalkan bahwa benda tersebut, atau sebagian banyak benda yang tercelup , diganti oleh fluida yang menyerupai lingkungannya. Fluida ini akan mengalami gaya tekanan yang beraksi pada benda yang tercelup dan ρbenda tersebut akan secara vertikal mengarah keatas melalui pusat gravitasinya(Haliday,1977).

Gaya keatas oleh zat cair pada balok adalah sama dengan

Fa = A(p₀ + ρ g Z) .......................................................(1)

               Sedangkan gaya kebawah adalah gaya yang disebabkan oleh tekanan fluida pada bagian atas ditambah dengan gaya berat sebesar

P^I = A (P₀ + ρ g z^I) ......................................................(2)

            Total gaya menjadi

                        F = F – F^I = A ρ g (z –z^I ) .............................................(3)

                        Fa = A ρ g (z-z^I) = ρgv ................................................(4)

            Suku pertama adalah gaya archimedes Fa yang menyatakan berat zat cair yang dipindahkan oleh balok dengan ρ adalah rapat massa fluida dan suku kedua adalah gaya berat benda

                        W = ρ^I g v (Anonim,2013).

C.      METODE PRAKTIKUM

1. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang diginakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

    Tabel  1. Alat dan bahan percobaan archimedes

No	Alat dan bahan	Fungsi
1.	Dasar statif	Sebagai dasar tempat batang statif
2.	Kaki statif	Sebagai penyeimbang batang statif
3.	Batang statif	Sebagai tempat meletakkan balok pendukung
4.	Balok pendukung	Sebagai tempat mengaitkan dinamometer
5.	Beban (50 g)	Sebagai objek pengamatan
6.	Jepit menahan	Untuk menggantungkan dinamometer
7.	Dinamometer 3,0 N	Sebagai alat untuk mengukur berat benda didalam dan diluar fluida
8.	Tabung berpancuran	Sebagai wadah untuk menampung air pertama
9.	Gelas beaker	Sebagai wadah penampung air yang jatuh dari tabung berpancuran
10.	Botol	Sebagai wadah untuk mengukur massa air
11.	Air	Sebagai objek pengamatan
12.	Tuas	Sebagai alat untuk menentukan keseimbangan beban

 2. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

a)      Prosedur kerja 1

1.      Mencatat berat beban di udara yang di tunjukan oleh skala dinamometer misalkan sebesar W₀.

2.      Mengukur air sebagai massa awal sebesar 0,05 kg.

3.      Menempatkan kembali silinder ukur dibawah pipa tabung berpancuran dengan menggedorkan bautnya, menurunkan balok pendukung sehingga beban seluruhnya terbenam kedalam air dan biarkan air dari tabung mengalir kesilinder ukur.

4.      Setelah tak ada lagi air menetes, mengamati dan mencatat penunjuk skala dinamometer tentang berat benda setelah dipengaruhi air.

5.      Mengulangi langkah 1 dan 4 untuk beban 2 dan 3 beban

6.      Melengkapi seluruh isian tabel.

b. Prosedur kerja 2

1.      Merakit alat  seperti pada gambar di bawah ini

Gambar 1. Rangkaian Alat percobaan Archimedes pada      

     prosedur kerja 2

2.      Mengisi air pada wadah A sampai penuh. Kemudian menyeimbanggkan dengan beban yang telah yang telah disediakan pada wadah B

3.      Mencatat massa beban yang dimasukkan pada wadah B

4.      Memasukkan beban yang telah disediakan pada wadah A dan mencatat bagaimana keadaan timbangan setelah beban dimasukkan. Apakah masih setimbang atau tidak?

5.      Menimbang tumpahan air pada wadah dan mencatat hasil timbangannya. Apakah sama massa air tumpahan dengan massa benda?

D.     HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Hasil  pengamatan

Adapun data pengamatan pada praktikum ini dapat dilihat pada tabel berikut:

      Tabel  2. Data pengamatan percobaan archimedes

No	Jumlah beban	1 buah	2 buah	3 buah
1.	Berat beban di udara(W0)	0,5 N	1,0 N	1,5 N
2.	Berat beban saat didalam air (W1)	0,4 N	0,9 N	1,3 N
3.	Massa (silinder ukur + air awal ) (M0)	0,05 Kg	0,05 Kg	0,05 Kg
4.	Massa (silinder ukur + air akhir) (M1)	0,0586 Kg	0,0678 Kg	0,0755Kg

  Analisis data

·         1 buah beban

Fa = W₀ –W₁

     = 0,5 N – 0,4 N

     = 0,1 N

·         Massa air

Ma = M₁ – M₀

       = 0,0586 Kg – 0,05 Kg

       = 0,0086 Kg

·         Berat air yang dipindahkan

Wa = ma.g

       = 0,0086 N . 9,8 M/S²

       = 0,08428 N

Ø  Untuk 2 buah beban

Fa = W₀  - W₁

     = 1,0 N – 0,9 N

     = 0,1 N

Ø  Massa air

Ma = M₁ - M₀

          = 0,0678  N – 0,05 N

       = 0,0178 N

Ø  Berat air yang di pindahkan

Wa = Ma.g

       = 0,0178 N . 9,8 M/S²

       = 0,17444 N

·         Untuk 3 buah beban

Fa =  W₀ – W₁

     = 1, 5 N – 1,3 N

     = 0,2 N

·         Masaa air

Ma = M₁ –M₀

       = 0,0755 Kg – 0,05 Kg

       = 0,0255 Kg

·         Wa = Ma . g

       = 0,0255 Kg – 9,8 M/S²

      = 0,2499 N

2. Pembahasan

Gaya apungmerupakan gaya keatas yang diberikan oleh fluida pada benda yang tenggelam didalamnya. Seperti pada percobaan ini, berat benda diudara lebih berat dibandingkan dengan berat benda yang berada didalam zat cair, hal ini dikarenakan adanya sebuah gaya keatas yang diberikan oleh zat cair kepada benda yang biasa disebut dengan gaya apung. Seperti pada prinsipnya “ suatu benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat keatas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut”. Sehingga pada dasarnya tumpahan air yang disebabkan oleh benda yang dimasukkan kedalam fluida akan sama dengan berat benda yang dimasukkan kedalam zat cair.

Ketika sebuah benda dimasukkan kedalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan antara fluida pada bagian atas benda dan fluida pada bagian bawah benda. Fluida yang terletak padabagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar dari pada fluida yang berada dibagian atas benda. Hal ini disebabkan karena fluida yang berada di bawah benda memiliki kedalaman yang lebih besar dari pada fluida yang berada dibawah benda. Sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan yang kami lakukan sesuai dengan percobaan archimedes hal ini di buktikan pada tabel 1 data pengamatan serta pada analisis data.

Di mana pada tabel tersebut berat benda diudara ( W₀) lebih besar dibandingkan dengan berat beban saat didalam air ( W₁), dengan besaran untuk satu buah benda, berat beban diudara sebesar 0,5 N sedangkan berat benda saat di dalam air sebesar 0,4 N, kemudian untuk 2 buah benda untuk berat beban diudara sebesar 1,0 N dan untuk berat beban saat di dalam air sebesar 0,9 N. Kemudian untuk 3 buah beban berat benda diudara sebesar 1,5 N sedangkan berat benda saat didalam air sebesar 1,3 N. Sekali lagi hal ini membuktikan bahwa percobaan yang kami lakukan sesuai dengan percobaan Archimedes.

E.      PENUTUP

1.      Kesimpulan

Adapun kesimpulan pada praktikum ini adalah sebagai berikut.

·         Benda diudara lebih berat dibandingkan dengan benda yang berada didalam fluida.

·         Jika gaya keatas yang diberikan fluida kepada benda sangat kuat (besar) maka berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut lebih sedikit, begitupun sebaliknya.

2.      SARAN

·         Untuk asisten, di  harapkan agar lebih tepat waktu dalam memberikan praktek kepada praktikan serta semoga lebih ditingkatkan lagi kinerjanya.

·         Untuk praktikan, di harapkan lebih memperhatikan kebersihan ruangan.

·         Untuk leb, di harapkan lebih melengkapi alat dan bahan yang akan digunakan agar praktikan tidak kesulitan dalam mencari alat dan bahan prakteK.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2013.Buku Ajar Fisika Dasar I.Kendari : Universitas Halu Oleo

Haliday.1997.Fisika Dasar I Edisi Tiga. Jakarta : Erlangga

Paul A. Tipler.1998.Fisika Untuk Sains Dan Teknik. Jakarta: Erlangga