Tentunya teman-teman semua sudah mengetahui bahwa sebagian komponen Kapal Laut terbuat dari besi. Jika sepotong besi kita celupkan kedalam air, maka potongan atau lempeng besi tersebut akan langsung tenggelam. Lalu mengapa dalam kasus sebuah Kapal Laut, koq Kapal tersebut dapat terapung di laut ?.
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, terlebih dahulu kita harus memahami konsep Massa Jenis benda dan Hukum Archimedes.
Apa itu Massa Jenis ?
Massa jenis atau rapat massa (ρ) adalah suatu besaran turunan yang diperoleh dengan membagi massa suatu benda atau zat dengan volumenya.Secara matematis massa jenis ditulis:
ρ=
m
v
dimana- ρ adalah massa jenis, satuan dalam SI : kg/m3
- m adalah massa, satuannya adalah kg
- V adalah volume, satuannya adalah m3
| No. | Logam | Massa Jenis(kg/m3) |
|---|---|---|
| 1. | Aluminium | 2.700 |
| 2. | Besi | 7.900 |
| 3. | Kuningan | 8.400 |
| 4. | Perak | 10.500 |
| 5. | Emas | 19.300 |
| 6. | Platina | 21.450 |
Hukum Archimedes
Masih ingatkah kita dengan Hukum Archimedes yang mengatakan :Sebuah benda yang tercelup sebagaian atau seluruhnya ke dalam air atau zat cair lainnya akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cairyang dipindahkannya.
Dari pernyataan diatas, kita dapat melakukan perbandingan massa jenis sebuah benda dengan massa jenis air :
- Tenggelam
Sebuah benda akan tenggelam jika benda tersebut tercelup seluruhnya dan berada di dasar suatu zat cair. Sebuah benda akan tenggelam di dalam suatu zat cair jika berat benda(w) lebih besar dari pada gaya ke atas(FA). Dengan kata lain, sebuah benda akan tenggelam di dalam suatu zat cair jika massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis zat cair dan volume benda sama dengan volume zat cair yang dipindahkan (VA = Vf).
- Melayang
Sebuah benda akan melayang jika sebuah benda tercelup seluruhnya tetapi tidak mencapai dasar dari zat cair tersebut. Suatu benda akan melayang di dalam suatu zat cair jika berat benda (w) sama dengan gaya ke atas (FA). Jadi dalam keadaan melayang, massa jenis benda sama dengan massa jenis zatcair dan volume benda sama dengan volume zat cair yang dipindahkan (Vb = Vf).
- Terapung
Sebuah benda dikatakan terapung jika benda tersebut tercelup sebagian di dalam zat cair. Dalam keadaan terapung , volume benda yang tercelup dalam zat cair lebih kecil dari pada volume benda (Vb > Vf). Pada kasus benda terapung, berat benda(w)sama dengan gaya ke atasnya(FA). Oleh karena itu , dalam keadaan terapung massa jenis benda lebih kecil dari pada massa jensi zat cair.
Mengapa Jarum Dapat Tenggelam Dalam Air ?
Dari rumus massa jenis diatas, semakin kecil massa benda dan semakin besar volume benda tersebut maka akan dihasilkan massa jenis yang kecil juga dari benda tersebut.
Nah sekarang kita ambil contoh jarum. Kemudian jarum tersebut kita celupkan ke dalam air, maka jarum tersebut akan tenggelam. Hal ini diakibatkan karena massa jenis jarum lebih besar daripada massa jenis air. Atau dengan kata lain berat benda tersebut lebih besar daripada gaya keatas yang dihasilkan.
Jika dilihat dari Hukum Archimedes bagian perbandingan massa jenis, "Sebuah benda dapat terapung apabila massa jenis benda tersebut lebih kecil dari massa jenis air". Lho kalau begitu, kenapa massa jenis Kapal bisa lebih kecil dibandingkan massa jenis jarum tadi ?.
Penyebabnya adalah kapal laut memiliki ”ruangan” yang demikian luas beserta rongga berisi udara, yang menjadikan ”volume” kapal laut menjadi sedemikian besar dan mengakibatkan massa jenisnya jadi lebih kecil. Jika volumenya semakin besar sementara massanya tetap, maka massa jenisnya akan dihasilkan lebih kecil juga.
Nah sekarang kita ambil contoh jarum. Kemudian jarum tersebut kita celupkan ke dalam air, maka jarum tersebut akan tenggelam. Hal ini diakibatkan karena massa jenis jarum lebih besar daripada massa jenis air. Atau dengan kata lain berat benda tersebut lebih besar daripada gaya keatas yang dihasilkan.
Lalu Mengapa Kapal Laut Tidak Tenggelam ?
Seperti yang kita ketahui, baik jarum maupun kapal terbuat dari besi. Jika jarum yang ukurannya kecil dan memiliki bobot yang ringan dapat tenggelam. Lalu mengapa Kapal yang sama-sama terbuat dari besi dan memiliki bobot yang lebih berat dari jarum, namun bisa terapung di permukaan air. Mengapa hal ini bisa terjadi ?.Jika dilihat dari Hukum Archimedes bagian perbandingan massa jenis, "Sebuah benda dapat terapung apabila massa jenis benda tersebut lebih kecil dari massa jenis air". Lho kalau begitu, kenapa massa jenis Kapal bisa lebih kecil dibandingkan massa jenis jarum tadi ?.
Penyebabnya adalah kapal laut memiliki ”ruangan” yang demikian luas beserta rongga berisi udara, yang menjadikan ”volume” kapal laut menjadi sedemikian besar dan mengakibatkan massa jenisnya jadi lebih kecil. Jika volumenya semakin besar sementara massanya tetap, maka massa jenisnya akan dihasilkan lebih kecil juga.