Pernahkah anda berfikir, bagimana kapal dengan bobot ribuan ton bahkan sampai puluhan ribu ton dapat mengapung di lautan sedangkan jika kita menaruh lempengan logam kurang dari 10 gram saja kedalam air tenggelam ? postingan kali ini kita akan membahas apa itu gaya apung.
Jika kita menaruh sebuah model kotak dengan dimesi 1 x 1 x1 m dan dengan massa 5000 kg kedalam air, anggaplah air tawar dengan massa jenis 1000 kg/m3 dan model tersebut tenggelam seluruhnya, maka akan bekerja suatu gaya keatas (melawan gaya gravitasi) sebesar berat volume air yang dipindahkan oleh model tersebut yakni
Δ = 1 m3 x 1000 kg/m3 x 10
= 10.000 newton
Sedangkan jika diketahui model tersebut memiliki massa 5000 kg atau 50.000 newton, maka seolah - olah model tersebut kehilangan bobotnya menjadi 40.000 newton. Sebagai ilustrasi perhatikan gambar dibawah ini :
Jadi, bagaimana agar model dengan massa 5000 kg tersebut dapat mengapung tanpa mengurangi massanya ?
Sekarang kita coba merubah dimensi model tersebut sehingga volumenya menjadi 10 m3 dengan massa yang sama yakni 5000 kg lalu kita tekan secara paksa hingga seluruh bagian model tersebut tenggelam, kemudian kita lepas, apa yang terjadi ? kotak tersebut akan naik keatas searah dengan gaya apung hingga mencapai titik kesetimbangan.
Δ = 10 m x 1000 kg/m3 x 10
= 100.000 newton
Sedangkan sudah kita ketahui massa kotak tersebut 5000 kg atau memiliki berat 50.000 newton.
Contoh soal :
Sebuah kotak dengan dimensi 5 x 2 x 1 dan massa 5000 kg diletakkan kedalam air tawar, hitunglah berapa kedalaman kotak dari permukaan air yang diperlukan agar mencapai titik kesetimbangan ?
Jawab :
Titik kesetimbangan = berat volume air yang dipindahkan Δ = berat kotak Wkotak
Wkotak = m x g
= 5000 x 10
= 50.000 newton
Δ = V x ρ x g
= 5 x 2 x t x 1000 x 10
= 10.000 t newton
Wkotak = Δ
50.000 = 100.000 t
t = 50.000/100.000
= 0,5 m
Jadi, kotak akan tenggelam sedalam 0,5 m untuk mencapai titik kesetimbangan.
No comments:
Post a Comment