Laporan Archimedes

update terakhir:
22 Juni 2017:
  • waktu publish
13 April 2022:
  • redirect ke permalink baru
  • update format struktur laporan praktikum
  • update persamaan ke mathjax
  • update format gambar
  • mengkoreksi ulang isi laporan praktikum
13 May 2022:
  • scrolling daftar pustaka
Daftar isi
Punya laporan praktikum yang sudah tidak digunakan? Jual saja pada blog ini (hipolisis.com). Laporan praktikum akan dibeli dengan harga Rp xxxxx per laporan. Tertarik? Silahkan baca syarat dan ketentuannya di halaman jual laporan praktikum.
*Artikel rekomendasi sebelum membaca laporan praktikum di bawah ini:
format penulisan laporan praktikum

PEMBUKTIAN HUKUM ARCHIMEDES

I. Latar belakang

Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas. Zat padat seperti batu dan besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air, minyak pelumas, dan susu merupakan zat cair. Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa tiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Arah gaya apung yang merupakan gaya dari fluida terhadap benda memiliki arah yang berlawanan (Munson, 2003).

Apabila ada sebuah bola pantai yang diletakkan di permukaan air dan dalam kondisi terapung, dimana sebagian bola berada di bawah permukaan air dan sebagiannya lagi berada di atas permukaan air, maka harus ada gaya angkat ke atas yang menyeimbangkan gaya gravitasi ke bawah pada bagian tersebut. Gaya angkat ke atas ini adalah gaya apung dan besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bola pantai (Serway, 2009).

Dapat dilihat dari salah satu contoh peristiwa di atas bahwa Hukum Archimedes ternyata berkaitan dengan kehidupan sehari-hari, oleh karena itu percobaan ini dilakukan untuk membuktikan serta mempelajari lebih lanjut prinsip dari Hukum Archimedes.

II. Tujuan Percobaan

  1. Mempelajari berlakunya Hukum Archimedes dalam penggunaannya untuk mengukur kerapatan zat cair
  2. Membuktikan peristiwa tenggelam, terapung, dan melayang

III. Dasar Teori

Archimedes (287-212 SM) adalah seorang ilmuwan Yunani kuno yang menemukan cara dan rumus untuk menghitung volume benda yang tidak mempunyai bentuk tidak beraturan. Penemuannya terjadi saat ia mandi dalam bak yang kemudian airnya tumpah akibat karena adanya gaya apung (buoyant force) dari zat cair. Setelah diukur ternyata besarnya gaya apung ini sebanding dengan besar tubuhnya. Gaya apung ini terjadi disebabkan oleh tekanan pada tiap-tiap bagian permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida. Tekanan tersebut lebih besar pada bagian benda yang tercelup lebih dalam (Halliday, 1978).

Ketika kita menimbang batu yang tercelup di dalam air menggunakan neraca pegas, berat batu yang terukur pada timbangan ini akan menjadi lebih kecil dibandingkan ketika menimbang batu di udara (tidak di dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan bernilai kecil karena ada gaya apung yang menekan batu ke atas. Hal ini disebabkan oleh adanya bantuan oleh gaya apung yang arahnya ke atas sehingga mempengaruhi hasil pengukuran pada timbangan. Analogi yang serupa juga akan kita rasakan ketika mengangkat batu tersebut keluar dari air, berat batu akan terasa lebih ringan. (Tipler, 2001).

Gaya apung terjadi karena adanya perbedaan tekanan fluida pada kedalaman yang berbeda. Tekanan fluida bertambah seiring besarnya kedalaman. Semakin dalam suatu benda diletakkan di dalam fluida maka semakin besar juga tekanan fluida tersebut. Ketika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida maka akan terdapat perbedaan tekanan antara fluida pada bagian atas dan bawah benda. Fluida yang terletak di bagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida yang berada di bagian atas benda (Giancoli, 1989).

Apabila benda yang dimasukkan ke dalam fluida cair menjadi terapung, dimana bagian benda yang tercelup hanya sebagian, maka volume fluida cair yang dipindahkan sama dengan volume bagian benda yang tercelup dalam fluida cair tersebut. Tidak peduli bagaimana bentuk benda tersebut, semuanya akan mengalami efek yang sama. Ini adalah buah karya Archimedes yang saat ini diwariskan kepada kita dan lebih dikenal dengan julukan 'Prinsip Archimedes'. Prinsip Archimedes menyatakan bahwa: 'Ketika sebuah benda tercelup seluruhnya atau sebagian dalam zat cair, zat cair akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, dimana besarnya gaya ke atas (gaya apung) sama dengan zat cair yang dipindahkannya.' (Giancoli, 1989).

Bila gaya Archimedes sama dengan gaya berat W maka ∑ F = 0 dan benda akan melayang: (Subagyo,2007)

  1. Bila Fa > W maka benda akan terdorong ke atas (mengapung)
  2. Bila rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam.

IV. Metodologi Percobaan

4.1 Alat dan Bahan

  1. Neraca ohaus yang berfungsi untuk mengukur massa benda di udara (1 buah).
  2. Neraca pegas yang berfungsi untuk mengukur massa benda di udara dan air (1 buah).
  3. Gelas ukur yang berfungsi mengukur volume air dan benda yang dimasukkan ke dalam gelas (1 buah).
  4. Pengaduk yang berfungsi untuk mengaduk garam dapur hingga larut dalam air (1 buah).
  5. Air berfungsi sebagai bahan yang akan dimasukkan ke dalam gelas ukur dan dimasukkan benda tidak beraturan untuk mengetahui volumenya (secukupnya).
  6. Benda dari logam berfungsi sebagai bahan yang akan dihitung perbedaan massanya ketika berada di udara dan air (1 buah).
  7. Garam dapur berfungsi sebagai bahan untuk menambahkan massa pada zat cair setelah dicampurkan dan diaduk oleh pengaduk (secukupnya).
  8. Telur yang berfungsi untuk membuktikan peristiwa tenggelam, melayang, dan terapung (1 butir).
  9. Stand yang berfungsi untuk membantu gelas ukur mencapai benda yang berada pada udara (1 buah).

4.2 Gambar Alat

4.3 Langkah Kerja

4.3.1 Pengukuran massa benda diudara dan di dalam air
Diagram alir pengukuran massa benda
Gambar 1. Diagram alir pengukuran massa benda
4.3.2 Pembuktian peristiwa tenggelam, melayang, dan mengapung
Diagram alir pembuktian peristiwa Archimedes
Gambar 2. Diagram alir pembuktian peristiwa Archimedes

4.4 Metode Grafik

Metode grafik praktikum archimedes
Gambar 3. Metode grafik praktikum archimedes

V. Data dan Analisa

5.1 Data Percobaan

5.2 Analisa Data

Pada percobaan archimedes kali ini adalah mengukur massa benda (logam) yang berjumlahkan 5 baik saat benda di udara ataupun saat tercelup ke dalam larutan air garam (400 ml), selain mengukur massa benda pada percobaan ini juga diukur volume benda sehingga didapatkan massa jenis dari tiap benda. Pengukuran ini dilakukan agar dapat membandingkan massa benda saat di udara dan di dalam air serta membuktikan kebenaran dari Hukum Archimedes. Pada percobaan ini juga diterapkan prinsip Hukum Archimedes yang berbunyi "Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, benda akan dikenai gaya apung yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut".

Percobaan penggunaan prinsip Archimedes dilakukan sebanyak 3 kali. Setiap percobaan menggunakan zat cair sebanyak 400 ml, tetapi untuk percobaan ketiga dilakukan penambahan garam dan massanya divariasi. Dalam pengukuran massa benda sendiri dilakukan sebnayak 5 kali untuk tiap-tiap benda. Didapatkan perolehan data antara lain, benda pertama dengan mu1 = (43,540 ± 6,724) × 10-3 kg, Vb1 = (12,0 ± 4,5) × 10-6 m3, ρb1 = (3628 ± 1352) kg/m3, dan ρf1 = (461 ± 141) kg/m3. Sedangkan untuk benda ke dua: mu2 = (94,180 ± 4,324) × 10-4 kg, Vb2 = (18,0 ± 8,5) × 10-6 m3, ρb2 = (5232 ± 2466) kg/m3, dan ρf2 = (584 ± 259) kg/m3. Berdasarkan ke 2 data tersebut dapat dikatakan bahwa massa jenis benda ketika berada di udara lebih besar dibandingkan ketika berada di air. Hal ini bersesuaian dengan Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa massa benda akan lebih ringan jika diukur di dalam air karena mendapat gaya ke atas, dan akan lebih berat jika diukur di udara (berat sesungguhnya).

Berbeda dengan percobaan yang pertama, percobaan kedua dilakukan dengan menghitung kombinasi massa benda di udara mu dengan cara massa benda (logam) yang pertama dikaitkan satu persatu dengan logam yg lain dan dilakukan pengukuran setiap kali penambahan logam, hal ini terus dilakukan hingga total kombinasinya adalah 5 logam. Perolehan data yang didapat sebagai berikut: mu3 = (140,160 ± 3,467) × 10-3 kg, mf3 = (124,500 ± 0,050) × 10-3 kg, mu4 = (188,240 ± 4,159) × 10-3 kg, mf4 = (165,120 ± 0,050) × 10-3 kg, mu5 = (244,160 ± 2,682) × 10-3 kg, mf5 = (218,280 ± 0,050) × 10-3 kg. Jika dilihat berdasarkan data yang didapat, hasilnya bersesuaian dengan Hukum Archimedes karena massa benda saat di udara lebih berat dibandingkan dengan massa benda di air. Grafik hubungan antara massa benda dengan volume benda baik di udara ataupun di air dapat dilihat pada gambar grafik berikut ini:

Percobaan pertama, hubungan massa benda (m_u) dengan volume benda (V_b) saat di udara dan air
Gambar 4. Percobaan pertama, hubungan massa benda (mu) dengan volume benda (Vb) saat di udara dan air
Percobaan kedua, hubungan massa benda (m_u) dengan volume benda (V_b) saat di udara dan air
Gambar 5. Percobaan kedua, hubungan massa benda (mu) dengan volume benda (Vb) saat di udara dan air

Pada percobaan ketiga, dilakukan percobaan dengan menggunakan telur dan garam di dalam larutan zat cair bervolume 300 ml, kemudian massa garam ditambahkan secara periodik sebanyak 10 gram hingga maksimal 140 gram. Saat melakukan percobaan, diperoleh data hasil pengamatan (Tabel 6). Berdasarkan perolehan data tersebut dapat dilihat bahwa semakin banyak jumlah garam yang ditambahkan maka semakin cepat pula telur mengalami peristiwa terapung, sedangkan bila garam yang digunakan pada percobaan ini sedikit atau tidak menggunakan garam sama sekali maka akan terjadi peristiwa tenggelam pada telur. Semua hal ini terjadi karena perbedaan massa jenis antara telur dan zat fluidanya.

VI. Kesimpulan

  1. Berdasarkan perbandingan pengukuran massa benda di air dan di udara, didapatkan hasil bahwa pengukuran di udara jauh lebih berat dibanding di air karena pada zat cair benda mengalami bantuan gaya berupa gaya angkat keatas
  2. Dari data hasil perhitungan massa jenis benda (logam) dengan massa jenis fluida (air) didapatkan hasil bahwa massa jenis benda lebih besar dibandingkan massa jenis fluida (air), yaitu:
  1. ρb1 = (3628 ± 1352) kg/m3
    ρf1 = (4601 ± 141) kg/m3
  2. ρb2 = (5232 ± 2466) kg/m3
    ρf2 = (584 ± 259) kg/m3
  3. ρb3 = (5390 ± 1186) kg/m3
    ρf3 = (602 ± 188) kg/m3
  4. ρb4 = (5882 ± 822) kg/m3
    ρf4 = (722 ± 39) kg/m3
  5. ρb5 = (6425 ± 1414) kg/m3
    ρf5 = (689 ± 161) kg/m3

VII. Daftar Pustaka

  • Giancoli, D.C., 1989. Fisika Dasar. Jakarta: Erlangga.
  • Halliday, D. dkk., 1978. Fisika edisi III. Jakarta: Erlangga.
  • Munson, B.R., 2003. Mekanika Fluida. Jakarta: Gramedia.
  • Serway, R.A. dkk., 2009. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.
  • Subagyo, H., 2007. Sains Fisika I. Jakarta: Bumi Aksara.
  • Tipler, P., 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Salemba Teknika.

VIII. Bagian Pengesahan

IX. Lampiran


Untuk melihat seluruh laporan praktikum yang tersedia di blog ini silahkan kunjungi halaman laporan praktikum.

Hi, salam kenal! Link ini mengenai saya.
email: ambizius6@gmail.com
Creative License
Konten/Material pada halaman ini dilisensikan dengan Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License oleh psi. Klik link berikut untuk memahami aturan penggunaan ulang material pada blog Hipolisis.

0 diskusi

Jika ingin menyisipkan kode / url gambar / quote silahkan konvert dulu dengan kotak di bawah. Tulis elemen, klik tombol konvert yang kamu inginkan, copy, dan paste ke kolom komentar.


image quote pre code
© Hipolisis