BAB I PENDAHULUAN
I. LATAR BELAKANG
Hukum Archimedes mengatakan bahwa “Jika suatu benda dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan keatas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang terdesak oleh benda tersebut”. Besarnya gaya apung ini bergantung pada banyaknya air yang didesak oleh benda tersebut. Semakin besar air yang didesak maka semakin besar pula gaya apungnya. Dalam kehidupan sehari-hari, setelah mengerti dan memahami bunyi hukum Archimedes, banyak ilmuwan yang pada akhirnya terinspirasi oleh hukum tersebut dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak dan beragam. Bukan hanya yang berhubungan langsung dengan benda cair tapi juga berhubungan dengan udara. Salah satu contoh penerapan aplikasi hukum Archimedes dalam dunia nyata adalah jembatan ponton. Jembatan ponton adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai sebuah jembatan. Jembatan ponton disebut juga jembatan apung. Peristiwa mengapung suatu benda karena memiliki rongga udara dimanfaatkan untuk membuat jembatan yang terbuat dari drum-drum berongga yang dijajarkan melintang aliran sungai. Volume air yang dipindah-kan menghasilkan gaya apung yang mampu menahan berat drum itu sendiri dan benda-benda yang melintas di atasnya. Berdasarkan alasan tersebut, praktikan bermaksud untuk membuat miniatur jembatan ponton yang didasarkan pada hukum Archimedes.
II. RUMUSAN MASALAH
Bagaimana prinsip kerja jembatan ponton?
Adapun tujuan dari percobaan membuat miniatur jembatan ponton yaitu : 1. Dapat mengetahui prinsip atau cara kerja dari jembatan ponton
2. Dapat mengetahui kekuatan gaya apung pada miniatur jembatan ponton IV. MANFAAT
Dari percobaan membuat miniatur jembatan ponton dengan menggunakan prinsip hukum Archimedes dapat diketahui manfaat dari percobaan ini diantaranya :
1. Mahasiswa dapat menerapkan aplikasi dari hukum Archimedes sebagai media pembelajaran.
2. Mahasiswa dapat membuat alat sederhana dengan menggunakan hukum Archimedes.
3. Mahasiswa dapat mengetahui prinsip atau cara kerja dari jembatan poton.
BAB II
I. DASAR TEORI
Bunyi Hukum Archimedes
Archimedes menemukan hukum pada sebuah peristiwa yang disebut dengan Hukum Archimedes yang berbunyi “apabila sebuah benda, sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut” Misalnya air mempunyai volume tertentu, jika sebuah benda dimasukkan ke dalam air tersebut, maka permukaan air akan terdesak atau naik. Hal ini karena adanya gaya ke atas yang sering disebut gaya Archimedes. Prinsip Archimedes
Ketika kita menimbang batu di dalam air, berat batu yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil dibandingkan dengan ketika kita menimbang batu di udara (tidak di dalam air). Massa batu yang terukur pada timbangan lebih kecil karena ada gaya apung yang menekan batu ke atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun dalam air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga berat batu menjadi lebih kecil, tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung ke atas, alias searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada batu tersebut sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan.
Rumus Hukum Archimedes
Gaya apung adalah selisih antara berat benda di udara dengan berat benda dalam zat cair.
Mengapung, tenggelam dan melayang
Syarat benda melayang : Massa jenis benda harus sama dengan dari massa zat cair Syarat benda tenggelam : Massa jenis benda harus lebih besar dari massa zat cair Hukum Turunan Archimedes
Berdasarkan bunyi dan rumus hukum Archimede diatas, suatu benda yang akan terapung, tenggelam atau melayang didalam zat cair tergantung pada gaya berat dan gaya keatas. Maka dari itu, berdasarkan hukum diatas, terciptalah 3 hukum turunan dari hukum Archimedes yang berbunyi:
1. Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih kecil dari massa jenis zat cairnya
2. Benda akan melayang jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air sama dengan massa jenis zat cairnya
3. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih besar dari pada massa jenis zat cairnya.
Penerapan Hukum Archimedes
Dalam kehidupan sehari-hari, setelah mengerti dan memahami bunyi hukum Archimedes, banyak ilmuwan yang pada akhirnya terinspirasi oleh hukum tersebut dan diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak dan beragam. Bukan hanya yang berhubungan langsung dengan benda cair tapi juga berhubungan dengan udara. Berikut ini contoh penerapan dan aplikasi hukum Archimedes dalam dunia nyata. 1. Teknologi perkapalan seperti Kapal laut dan kapal Selam
Teknologi perkapalan merupakan contoh hasil aplikasi ata penerapan hukum Archimedes yang paling sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kapan laut terbuat dari besi atau kayu yang di buat berongga dibagian tengahnya. Rongga pada bagian tengah kapal laut ini bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan badan kapal besar. Aplikasi ini bedasarkan bunyi hukum Archimedes dimana gaya apung suatu benda sebanding dengan banyaknya air yang dipindahkan. Dengan menggunakan prinsip tersebut maka kapal laut bisa terapung dan tidak tenggelam.
Berbeda dengan kapal selam yang memang di kehendaki untuk bisa tenggelam di air dan juga mengapung di udara. Untuk itu pada bagian tertentu dari kapal selam di persiapkan sebuah rongga yang dapat menampung sejumlah air laut yang bisa di isi dan di buang sesuai kebutuhan. Saat ingin menyelam, rongga tersebut di isi dengan air laut sehingga berat kapal selam
bertambah. Sedangkan saat ingin mengapung, air laut dalam rongga tersebut di keluarkan sehingga bobot kapal selam menjadi ringan dan mampu melayang di permukaan.
2. Alat pengukur massa jenis (Hidrometer)
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Hidrometer merupakan contoh penerapan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari yang paling sederhana. Cara kerja hidrometer merupakan realisasi bunyi hukum archimede, dimana suatu benda yang dimasukan kedalam zat cair sebagian atau keseluruhan akan mengalami gaya keatas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Seberapa banyak air yang dipindahkan oleh hidrometer akan tertera pada skala yang terdapat pada alat hidrometer.
3. Jembatan Poton
Jembatan pontoon adalah sebuah jembatan yang terbuat dari kumpulan drum-drum kosong yang melayang diatas air dan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai sebuah jembatan. Jembatan pontondisebut juga jembatan apung. Untuk bisa di jadikan sebagai jembatan, drum-drum tersebut harus berada dalam kondisi kosong dan tertutup rapat sehinggaudara di dalam drum tidak dapat keluar dan air tidak dapat masuk kedalam. Dengan cara itu berat jenis drum dapat diminimalkan sehingga bisa terapung di atas permukaan air. 4. Teknologi Balon Udara
Balon udara adalah penerapan prinsip Archimedes di udara. Jadi ternyata aplikasi hukum Archinedes tidak hanya berlaku untuk benda cair tetapi juga benda gas. Untuk dapat terbang melayang di udara, balon udara harus diisi dengan gas yang bermassa jenis lebih kecil dari massa jenis udaraatmosfer, sehingga, balon udara dapat terbang karena mendapat gaya keatas, misalnya diisi udara yang dipanaskan. Udara yang dipanaskan memiliki tingkat kerenggangan lebih besar daripada udara biasa. Sehingga masa jenis udara tersebut menjadi ringan.
Jembatan Ponton
Jembatan ponton adalah jembatan mengambang yang disandarkan ke semacam ponton untuk menyangga landasan jembatan dan beban dinamis di atasnya. Jembatan
ponton biasanya merupakan bangunan temporer, walaupun ada juga yang dipergunakan untuk jangka waktu yang lama. Jembatan mengambang yang permanen sangat berguna untuk menyeberangi perairan di mana dianggap tidak ekonomis untuk membuat sebuah jembatan yang digantungkan pada dermaga. Jembatan semacam ini dapat memiliki bagian yang ditinggikan atau yang dapat diangkat, untuk jalan lewat kapal.
Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.Dalam keadaan darurat, jembatan ponton dapat dibuat dengan memasang beberapa drum kosong yang tertutup rapat secara berjajar dan meletakkan papan di atasnya untuk orang berjalan. Drum kosong akan mengapung di air karena memiliki rongga yang berisi udara di dalamnya.
II. HIPOTESIS
1. Prinsip kerja jembatan ponton mengikuti naik turunnya permukaan air. Apabila permukaan air naik (pasang) maka jembatan naik. Jika permukaan air turun (surut), maka jembatan turun.
2. Jika massa beban (benda) semakin besar maka volume benda yang tercelup semakin besar sehingga gaya apungnya (Fa) juga semakin besar.
BAB III
METODE PENELITIAN
I. OBJEK PENELITIAN
II. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN Waktu : Pukul 09.00 WIB Hari/Tanggal : Sabtu, 7 Desember 2013 Tempat : Halaman Selatan FMIPA UNY III. VARIABEL PENELITIAN
Variabel bebas : Massa beban ( benda )
Variabel terikat : Kekuatan miniatur jembatan ponton/ daya apung didalam air Variabel kontrol : Miniatur jembatan ponton
IV. ALAT DAN BAHAN
1. Botol Kaleng minuman 2. Beban ( ) 3. Papan triplek 4. Selotip 5. Lem 6. Pisau pemotong 7. Gunting 8. Penggaris 9. Benang Bangunan 10. Tempat Penampung Air
V. CARA KERJA
VI. DATA HASIL PERCOBAAN
VII. PEMBAHASAN
BAB IV PENUTUP I. KESIMPULAN
II. SARAN
Saran dalam percobaan pembuatan miniatur jembatan ponton yaitu : 1. Praktikan sebaiknya telah mengetahui konsep kerja jembatan ponton berdasarkan
hukum Archimedes.
2. Praktikan sebaiknya teliti dan cermat dalam proses perancangan miniature jembatan ponton sehingga miniatur jembatan ponton dapat berfungsi dengan baik.
3. Praktikan sebaiknya membaca dan mengkaji referensi terkait dengan aplikasi Hukum Archimedes sehingga wawasan praktikan bertambah luas.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
