Gaya apung
Gaya apung adalah gaya ke atas yang diberikan fluida pada benda yang tercelup. Inilah yang menjelaskan mengapa beberapa benda mengapung sementara yang lain tenggelam.
Prinsip Archimedes
Prinsip Archimedes menyatakan bahwa gaya apung sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Semakin banyak fluida yang dipindahkan sebuah benda, semakin besar gaya ke atas yang diterimanya.
Mengapung dan tenggelam
Sebuah benda mengapung ketika gaya apung dapat menyeimbangkan beratnya sebelum benda itu seluruhnya tercelup. Jika massa jenis rata-ratanya lebih besar daripada massa jenis fluida, benda itu tenggelam karena gaya apung maksimumnya terlalu kecil.
Uji massa jenis dalam simulasi
Gunakan simulasi untuk membandingkan benda dengan massa, volume, dan massa jenis fluida yang berbeda. Amati pembacaan langsung untuk melihat bagaimana volume fluida yang dipindahkan dan gaya apung menentukan keseimbangan.
Prinsip Archimedes
Ketika sebuah benda berada dalam fluida, benda itu mendorong sebagian fluida menyingkir — ini disebut perpindahan (displacement). Fluida itu balik mendorong dengan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Jika dorongan ke atas itu bisa menyamai berat benda itu sendiri, benda itu akan mengapung; jika benda terlalu berat dibandingkan fluida yang dipindahkannya, benda itu akan tenggelam.
F_b = ρ · V · g
- ρ — massa jenis fluida (kg/m³): massa fluida per satuan volume
- V — volume yang dipindahkan (m³): volume fluida yang didorong menyingkir oleh benda
- g — percepatan gravitasi (m/s²): percepatan gravitasi yang menarik semuanya ke bawah
Sebuah balok mendorong 0,002 meter kubik air menyingkir. Air memiliki massa jenis 1000 kilogram per meter kubik. Berapa gaya apung yang diberikan air sebagai balasannya?
- ρ = 1000 kg/m³
- V = 0.002 m³
- g = 9.8 m/s²
- F_b = ρ · V · g
- F_b = 1000 kg/m³ · 0.002 m³ · 9.8 m/s²
F_b = 19.6 N