LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR HUKUM ARCHIMEDES

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

HUKUM ARCHIMEDES

Disusun Oleh :

Nama : Aqshal Pradana Dzaki

NIM : 225100901111005

Jurusan/Fakultas : Teknik Biosistem/Teknologi Pertanian

Kelompok : Y2

Tanggal Praktikum

: 24 Oktober 2022 Nama Asisten : Fiana Chrismin

LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS

BRAWIJAYA

2022

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Sesuai namanya, hukum archimedes ini pertama kali dicetuskan oleh orang bernama Archimedes. Archimedes sendiri merupakan seorang ilmuwan yang berasal dari yunani.

Hukum Archimedes ini menyatakan bahwa sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya. Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida yang dipindahkan. (Giancoli, 2014).

Pada dasarnya, hukum archimedes ini merupakan sebuah hukum tentang prinsip pengapungan benda diatas zat cair. Pada prinsip Archimedes, sebuah benda akan mengapung dalam fluida jika massa jenis suatu benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair. Massa jenis merupakan salah satu sifat dari suatu zat karena setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda-beda (Anjarsari, 2015).

1.2 Tujuan Praktikum

Praktikan dapat memahami hukum archimedes, menenentukan massa jenis dari bermacam fluida berdasarkan hukum archimedes, dan mengetahui serta memahami hubungan antara gaya ke tas dengan berat zat cair yang dipindahkan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ladasan Teori

2.1.1 Pengertian dan Dalil Hukum Archimedes

Hukum Archimedes ini berbunyi “Gaya apung benda yang dicelupkan ke dalam

fluida adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu”. Mkasud dari

“Fluida yang dipindahkan” ini merujuk kepada volume yang besarnya sama dengan volume bagian benda yang masuk ke dalam cairan (Hidayatullah, 2015). Berikut merupakan persamaan dasar hukum archimedes :

Fa = ρVg Dengan :

Fa = gaya ke atas (N)

ρ = massa jenis zat cair (kg/ m³) V = volume benda yang tercelup (m³) g = percepatan gravitasi (N/kg) 2.1.2 Keadaan Benda Menurut Hukum Archimedes

Menurut (Thiam, 2016), pada hukum archimedes terdapat tiga kondisi dimana benda yang dicelupkan ke dalam fluida dapat :

 Benda terapung

Jika massa jenis zat cair lebih besar daripada massa jenis benda (Fa > W)

 Benda melayang

Jika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda (Fa = W)

 Benda tenggelam

Jika massa jenis zat cair lebih kecil daripada massa jenis benda (Fa < W)

BAB III

METODE PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan

Tabel 3.1: Alat dan Bahan Beserta Fungsinya N

o

Nama Alat & Bahan Fun

gsi 1. Batang statif

panjang

Tempat disangganya klem

2. Batang statif pendek Penyangga untuk kaki statif dan dasar statif 3. Beban 50 gram Benda yang dihitung massanya

4. Dasar statif Penumpu batang statif

5. Gelas kimia 250 mL Wadah air sebelum dipindahkan ke tabung berpancuran

6. Jepit panahan Dijepit di batang statif panjang untuk menahan neraca pegas

7. Kaki statif Penyangga alat statif

8. Neraca pegas 1,5 N Alat ukur massa benda saat dicelupkan

9. Silinder ukur 100 mL Alat untuk mengetahui volume air yang tumpah 1

0

Tabung berpancaran Wadah air saat dilakukan proses pencelupan beban 1

1.

Timbangan digital Mengukur berat alat dan bahan sebelum dan setelah dilakukan penambahan air

3.2 Gambar Alat dan Bahan

Batang statif panjang (Sumber : Handayanii, 2020).

Batang statif pendek (Sumber : Elfarizka, 2016)

Beban 50 gram (Sumber: Utami dkk, 2014)

Dasar statif

(Sumber: Idayu dan Kamus, 2019)

Gelas kimia

(Sumber : Hartutik, 2012)

Jepit panahan (Sumber: Pasinggi, 2016)

Kaki statif

(Sumber : Elfarizka, 2016)

Neraca Pegas

(Sumber : Hasanah dkk, 2021)

Silinder ukur 1,5 N (Sumber Metz, 2013)

Tabung berpancuran (Sumber: Utami dkk, 2014)

Timbangan digital (Sumber: Lukas dkk, 2016)

3.3 Langkah Kerja

3.3.1 Pembuktian Hukum Archimedes

3.3.2 Uji Benda Tenggelam, Melayang, dan Terapung Alat

Dirangkai alat

Ditimbang berat beban di udara Dimasukkan air dalam tabung pancuran

Dihitung gaya angkat ke atas benda dalam air Dicelupkan beban ke dalam air

Dihitung berat beban di air Dihitung volume air yang tumpah

Dihitung berat air yang dipindahkan Diamati

hasil

Alat dan bahan Disiapkan

Dimasukkan air dalam tabung pancuran Dicelupkan beban hingga masuk ke dalam air

Diamati

Dihitung volume air yang tumpah Dihitung gaya angkat ke atas benda dalam air

Hitung berat air yang dipindahkan hasil

Ilustrasi Rangkaian Alat

Alat pada gambar tersebut digunakan untuk melakukan percobaan untuk hukum archimedes. Beban seberat 50 gram digantungkan pada neraca pegas. Selanjutnya, beban tersebut dicelupkan ke dalam air dan diukur massa air yang tumpah. Perhitungan massa air menggunakan ma = m1 – m0.

BAB IV

PENGOLAHAN DATA 4.1 Data Hasil Percobaan

Massa gelas ukur sebelum diisi air Massa gelas ukur setelah diisi air

0,392 kg 0,3819 kg

Pembuktian Hukum Archimedes No Berat

benda di udara (Wu) (N)

Berat benda di air (Wa)

(N)

Volume air yang tumpah (m³)

Gaya ke atas (Fa) (N)

Berat air yang dipindahkan (N)

Terapung/

Melayang/

Tenggelam (Perkiraan)

1. 0,5 N 0,3742 N 11×10⁻⁶

m³

11×10⁻² N

12,58×10⁻²N Tenggelam Fa < W

2. 1 N 0,4482 N 20×10⁻⁶

m³

20×10⁻² N

55,18×10⁻²N Tenggelam Fa < W 3. 1,5 N 0,5282 N 26×10⁻⁶

m³

26×10⁻² N

97,18×10⁻²N Tenggelam Fa < W

4. 0,09 N 0,3482N 8×10⁻⁶

m³

8×10⁻² N −25,82×10⁻²N Terapung Fa > W

4.2 Perhitungan Data

Pembuktian Hukum Archimedes

1. Beban 50 gr = 0,05kg

 Wu=0,05kg x10m

s²=0,5N

m0 = 3,18 gr m1 = 40,6 gr

 ^{ma=m1−m0=40,6–3,18=37,42gr=0,03742kg}

 Wa=ma × g=0,03742kg ×10m

s²=0,3742N=37,42×10⁻²N

 V = 11 ml = 11x 10⁻⁶ m³

 Fa=ρ x g x v

¿1000kg

m³x10m

s²x11x10⁻⁶m³

¿0,11N=11x10⁻² N

 W air yang dipindahkan=Wu−Wa

¿0,5−0,3742

¿0,1258N=12,58×10⁻²N

 Fa < W (Tenggelam) 2. Beban 100 gr = 0,1 kg

 Wu=0,1kg x10m s²=1N

 m0 = 3,18 gr

 m1 = 48 gr

 ma=m1−m0=48–3,18=44,82gr=0,04482kg

 Wa=ma × g=0,04482kg ×10m

s²=0,4482N=44,82×10⁻²N

 V = 20 ml = 20x 10⁻⁶ m³

 Fa=ρ x g x v

¿1000kg

m³x10m

s²x20x10⁻⁶m³

¿0,20N=20x10⁻² N

 W air yang dipindahkan=Wu−Wa

¿1−0,4482

¿0,5518 N ¿55,18×10⁻²N

 Fa < W (Tenggelam) 3. Beban 150 gr = 0,15 kg

 Wu=0,15kg x10m

s²=1,5N m0 = 3,18 gr

m1 = 56 gr

 ma=m1−m0=56–3,18=52,82gr=0,05282kg

 Wa=ma × g=0,05282kg ×10m

s²=0,5282N=52,82×10⁻²N

 V = 26 ml = 26x 10⁻⁶ m³

 Fa=ρ x g x v

¿1000kg

m³ x10m

s²x26x10⁻⁶m³

¿0,26N=26x10⁻² N

 W air yang dipindahkan=Wu−Wa

¿1,5−0,5282

¿0,9718 N ¿97,18×10⁻²N

 Fa < W (Tenggelam) 4. Cutter 9 gr = 0,009 kg

 Wu=0,009kg x10m

s²=0,09N m0 = 3,18 gr

m1 = 38 gr

 ma=m1−m0=38–3,18=34,82gr=0,03482kg

 Wa=ma × g=0,03482kg ×10m

s²=0,3482N=34,82×10⁻²N

 V = 8 ml = 8 x 10⁻⁶ m³

 Fa=ρ x g x v

¿1000kg

m³×10m

s²×8x10⁻⁶m³

¿0,08N=8x10⁻² N

 W air yang dipindahkan=Wu−Wa

¿0,09−0,3482

¿−0,2582 N ¿−25,82×10⁻²N

 Fa > W (mengapung)

BAB V PEMBAHASAN 5.1 Analisis Data Hasil Percobaan

Pada praktikum ini dilakukan percobaan sebanyak empat kali untuk perhitungan percobaan hukum archimedes. Benda yang digunakan untuk melakukan percobaan kali ini adalah beban 50 gram, 100 gram, 150 gram, dan 9 gram. Pada percobaan pertama didapatkan, berat benda di udara yaitu sebesar 0,5 N; berat benda di air sebesar 0,3742 N;

volume air yang tumpah sebesar _11×10⁻⁶ _m³ ; gaya ke atas sebesar _11×10⁻² N;

dan berat air yang dipindahkan sebesar 12,58×10⁻² N; dari data diatas dapat dipastikan benda tersebut tenggelam karena Fa < W. Pada percobaan kedua dan ketiga juga dipastikan bahhwa benda tersebut tenggelam juga karena pada percobaan kedua dan ketiga didapatkan Fa < W. Lalu pada percobaan keempat didapatkan hasil yang berbeda, yaitu benda terapung karena Fa > W. Menururt literatur, Gaya apung harus lebih besar dari berat zat cair agar benda dapat mengapung. Ketika gaya apung sama dengan berat benda, benda akan mengapung. Ketika gaya apung lebih kecil dari berat benda, benda tenggelam (Freedman, 2016).

5.2 Analisis Perhitungan Data

Berdasarkan data dari perhitungan diatas, besar gaya angkat dihitung dengan menggunakan rumus Fa = ρ air x g x v dan W = Wu – Wa. Pada percobaan pertama perhitungan menggunakan rumus Fa didapatkan bahwa gaya ke atas adalah 0,11 N Dan berat air yag dipindahkan yang dihitung menggunakan rumus W yaitu 0,1258 N. Pada percobaan kedua, didapatkan gaya ke atas sebesar 0,2 N dan berat air yang dipindahkan sebesar 0,5518 N. Pada percobaan ketiga didapatkan gaya ke atas sebesar 0,26 N dan berat air yang didpindahkan sebesar 0,9718 N. Pada percobaan terakhir didapatkan berat air yang dipindahkan sebesar 0,08 N dan gaya ke atas sebesar -0,2582 N. Berdasarkan literatur, Menururt hukum archimedes, berat air yanb tumpah akan sama dengan berat benda uji (Serway, 2018).

Pada tabel diatas juga didapatkan bahwa beban 50 gram mempunyai gaya ke atas 0,11 N dan volume air yang tumpah sebesar 11×10⁻⁶ m³ . Sementara pada percobaan kedua yang menggunakan 100 gram terdapat gaya ke atas sebesar 0,2 N dan volume air yang tumpah sebesar 20×10⁻⁶ m³ . Lalu, pada percobaan ketiga yang menggunakan beban 150 gram didapatkan gaya ke atas sebesar 0,26 N dan volume air yang tumpah sebesar 26×10⁻⁶ m³ . Pada percobaan terakhir, gaya keatas yang didapatkan yaitu 0,08 N dan volume air yang tumpah sebesar _8×10⁻⁶ _m³ . hal ini menyebabkan beban tenggelam karena gaya apung lebih kecil dibandingkan dengan berat benda. Inilah yang dijelaskan Freedman. Gaya ke atas harus lebih besar dari berat zat cair agar benda dapat mengapung. Ketika gaya apung sama dengan berat benda, benda akan mengapung. Ketika gaya apung lebih kecil dari berat benda, benda tenggelam (Freedman, 2016).

BAB VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan (Prinsip, Tujuan, DHP Singkat)

Perhitungan diatas membuktikan bahwa hukum archimedes akurat. Dalam Hukum archimedes, benda yang melayang, terapung, dan tenggelam dalam cairan, dan hubungan antara gaya k eatas dan berat merupakan hal yang dapat kita pelajari. Praktikum ini diujicobakan sebanyak empat kali. Hasil perhitungan yaitu didapatkan berat sebesar 0,3742 N; 0,4482 N; 0,5282 N; 0,3482 N dan gaya apung yang didapatkan sebesar 11×10⁻² N;

20×10⁻² N; _26×10⁻² N; _8×10⁻² N. Berdasarkan perhitungan diatas, yaitu massa benda di udara dan air, dapat disimpulkan bahwa berat benda di udara lebih besar daripada berat benda di zat cair. Hal tersebut dikarenakan adanya tekanan atau gaya ke atas yang diberikan dari zat cair ke benda yang dimasukkan ke zat cair sehingga menyebabkan berat benda lebih ringan karena dipengaruhi oleh gaya angkat.

6.2 Saran

Praktikan sebaiknya telah memahami dengan nama dan kegunaan alat sebelum memulai praktikum. Selain itu, praktikan harus telah mengetahui cara merangkai alat untuk percobaan hukum archimedes. Kemudian, hukum archimedes harus dipelajari dan dipahami untuk mendapatkan data yang tepat dan akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Anjarsari, L. A., Surtono, A., & Supriyanto, A. (2015). Desain Dan Realisasi Alat Ukur Massa Jenis Zat Cair Berdasarkan Hukum Archimedes Menggunakan Sensor Fotodioda. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, 3(2).

Elfarizka, Halida. 2016. Analisis Peralatan Laboratorium Kimia Sma Negeri Se-Kecamatan Ngaglik Kabupaten Sleman. Skripsi : Universitas Negeri Yogyakarta

Freedman, Roger A., and Hugh D. Young. 2016. University Physics : With Modern Physics ed.

14^th. USA : Pearson Education

Giancoli, Douglas C. 2014. Fisika. Jakarta : Erlangga

Hasanah, N., Subeki, N., & Astuti, A. D. (2021). Pengembangan Media Pembelajaran Fisika Hukum Newton Untuk Siswa Smp Muhammadiyah 4 Malang. Aptekmas Jurnal Pengabdian Pada Masyarakat, 4(1).

Handayani, L. (2019). Pembuatan set eksperimen gerak harmonis sederhana pada bandul berbasis Sensor Ping dan Sensor Photogate dengan tampilan PC (Fabrication of a simple set of harmonic motion experiments on pendulum based on Ping Sensor and Photogate Sensor with PC display). PILLAR OF PHYSICS, 12(1).

Hartutik. 2012. Metode Analisis Mutu Pakan. Malang: Universitas Brawijaya Press

Hidayatullah, S. (2015). Rancang Bangun Aplikasi Hukum Archimedes Sebagai Pengukur Berat Benda Di Atas Kapal Berbasis Rotary Encoder Menggunakan Arduino Uno (Doctoral dissertation, Institut Teknologi Sepuluh Nopember).

Idayu, M., & Kamus, Z. (2019). Pembuatan set eksperimen gerak vertikal bawah berbasis Sensor Ping dan Sensor Photogate dengan tampilan PC (Fabrication of a set of bottom vertical motion experiments based on Ping Sensor and Photogate Sensor with PC display). PILLAR OF PHYSICS, 12(1).

Lucas, S. dan N. Jusnita. 2016. Buku Pedoman Praktikum Laboratorium Farmasi. NASPA Journal. 42(4): 1-10

Metz, Lorijo.2013.Using Beakers and Graduated Cylinders.New York : The Rosen Publishing Group, Inc,.

Thiam, M. (2016). Diving into buoyancy: Exploring the Archimedes principle through engineering. arXiv preprint arXiv:1612.08317.

Serway, Raymond A., Chris Vuille, and John Hughes. 2018. College Physics ed. 11th. USA : Cengagae Learning

LAMPIRAN DHP ACC