Nama Archimedes mungkin tidak asing bagi kebanyakan orang, terutama anda yang kini berada di kelas 11. Ya, dia adalah ahli matematik dan penemu dari Yunani yang hidup antara 287 SM - 212 SM. Dia terkenal kerana menemui undang-undang hidrostik atau lebih dikenali sebagai Archimedes Law.
Asal undang-undang ini mudah. Bermula dari keputusan Raja Hieron II, yang meminta Archimedes menyiasat apakah mahkota emasnya dicampur dengan perak atau tidak. Malah Archimedes memikirkan masalah ini dengan bersungguh-sungguh akhirnya merasa sangat letih dan memilih untuk membuang dirinya ke tempat mandi umum yang dipenuhi air. Di sini, dia melihat ada air yang tumpah di lantai dan sekaligus dia menemui jawapannya. Dia bangkit berdiri, dan berlari ke rumah dengan telanjang. Ketika sampai di rumah, dia menjerit kepada isterinya, "Eureka! Eureka! " yang bermaksud "Saya telah menjumpai! Saya telah jumpa! " Kemudian undang-undang Archimedes muncul.
"Jika suatu benda direndam dalam cairan, ia akan mendapat daya yang disebut daya apung (daya ke atas) sama dengan berat cairan yang dipindahkannya."
Undang-undang ini menjelaskan hubungan graviti dan daya ke atas pada objek ketika dimasukkan ke dalam air. Di mana disebabkan oleh pengangkat ke atas (daya apung), objek dalam cecair akan lebih sedikit beratnya. Sehingga objek yang diangkat di dalam air akan terasa lebih ringan daripada ketika diangkat di darat.
Berat objek di dalam air diberi simbol Ws, berat objek yang sebenarnya diberi simbol W, sementara daya ke atas atau daya apung diberi simbol Fa.
Ws = W-Fa
Dan besarnya daya apung (Fa) dirumuskan oleh:
Fa = ρcair Vb g
Maklumat:
Vb = isipadu objek tenggelam (m3)
ρcair = ketumpatan cecair (kg / m3)
g = pecutan kerana graviti (m / s2)
Objek dalam Undang-undang Archimedes
Apabila suatu objek direndam dalam cairan, ada 3 kemungkinan yang akan terjadi, yaitu tenggelam, terapung, atau terapung. Inilah penjelasannya.
Objek Tenggelam
Objek dinyatakan tenggelam dalam cecair jika kedudukan objek selalu berada di bahagian bawah di mana cecair berada. Keadaan ini berlaku apabila ketumpatan cecair kurang daripada ketumpatan objek.
Contoh: Batu dimasukkan ke dalam air
Objek Terapung
Objek terapung dalam cecair apabila kedudukan objek berada di bawah permukaan cecair dan dari atas pangkalan di mana cecair berada. Keadaan ini berlaku apabila ketumpatan cecair sama dengan ketumpatan objek.
Contoh: telur apabila dimasukkan ke dalam air
Objek Terapung
Objek melayang dalam cecair apabila kedudukan objek sebahagiannya muncul di permukaan cecair dan sebahagiannya terbenam di dalam cecair. Keadaan ini berlaku apabila ketumpatan cecair lebih besar daripada ketumpatan objek.
Contoh: plastik dimasukkan ke dalam air
Undang-undang Archimedes dalam kehidupan seharian
Hidrometer
Hydrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur ketumpatan cecair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil sekaligus. Hidrometer berfungsi mengikut prinsip Archimedes. Apabila semakin besar ketumpatan zat air, semakin sedikit bahagian hidrometer akan tenggelam. Hidrometer ini digunakan secara meluas untuk menentukan jumlah kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.
Kapal selam
Penggunaan undang-undang archimedes pada kapal selam hampir sama dengan pembuatan kapal. Sekiranya kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang simpanan sehingga menjadikan berat kapal meningkat. Nah, susunan jumlah air laut yang masuk inilah yang menyebabkan kapal selam menyelam pada kedalaman tertentu, seperti yang diinginkan. Untuk menjadikannya terapung, kapal akan mengeluarkan air laut dari ruang simpanan.
Belon udara
Selain hidrometer dan kapal selam, penerapan Archimedes 'Law juga berlaku untuk objek jenis gas. Dalam kes ini, belon udara panas, yang digantung di udara, diisi dengan gas yang mempunyai ketumpatan kurang daripada ketumpatan udara di atmosfera.
Keran automatik
Sesiapa yang rumahnya mempunyai mesin pam air pasti menyedari bahawa ada tangki simpanan yang mesti diletakkan pada ketinggian tertentu di sana. Tujuannya adalah untuk mendapatkan tekanan yang besar untuk mengalirkan air. Di dalam tangki terdapat pelampung yang berfungsi sebagai keran automatik. Keran ini dibuat untuk mengapung di dalam air sehingga akan naik dengan permukaan air. Apabila air kosong, pelampung akan membuka keran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki penuh, pelampung akan menutup keran secara automatik.
