LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
HUKUM ARCHIMEDES dan HIDROSTATIS
28 desember 2010
Panji prayogaswara
0651 10 271
Kelas J
Vera yanti S.si
Fakultas matematika dan ilmu pengetahuam alam jurusan ilmu komputer
Universitas pakuan bogor
BAB I. pendahuluan
I.I. Tujuan Percobaan
Mempelajari berlakunya hukum Archimides dan hukum utama hidrotastis dan penggunaannya untuk mengukur kerapatan zat padat dan zat cair.
I.II. Dasar Teori
Hukum Archimedes
Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena dalam air, benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara,benda memiliki berat yang sesungguhnya.
wu = mg
Ketika dalam air, benda dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan dengan:
ws = wu -Fa
Keterangan: ws berat semu (N)
wu berat sesungguhnya (N)
Fa gaya angkat keatas (N)
Gaya angkat ke atas ini disebut juga gaya apapun:
Definisi I gaya apung:
Gaya yang dikerjakan fluida pada benda yang timbul karena selisih gaya hidrostatik yang dikerjakan fluida antara permukaan bawah dnegan permukaan atas.
Bila tekanan fluida pada sisi atas dan sisi bawah benda yang mengapung masing-masing p1 dan p2, maka gaya yang dikerjakan pada balok pada sisi atas dan bawah adalah:
F1 =p1A
F2 =p2A
Gaya ke atas yang bekerja pada balok merupakan resultan gayaF1 danF2.
Fa = ∑F
Fa =F2 -F1
Fa = p2A- p1A
Fa = (p2A - p1)A
Fa = (h2 - h1)ρgA
Keterangan: Ρ =massa jenis air (1000kg/m3)
V = volume air di dasar balok (m3)
ρgV = mg berat air (N)
Fa =berat zat cair yang dipindahkan oleh benda (N)
Hukum Utama Hidrostatis
Menurut kisah tersebut, sebuah mahkota untuk raja Hiero II telah dibuat dan raja memerintahkan Archimedes untuk memeriksa apakah mahkota tersebut benar-benar terbuat dari emas murni ataukah mengandung tambahan perak. Karena Raja Hiero II tidak mempercayai pembuat mahkota tersebut.
Saat Archimedes berendam dalam bak mandinya, dia melihat bahwa air dalam bak mandinya tertumpah keluar sebanding dengan besar tubuhnya. Archimedes menyadari bahwa efek ini dapat digunakan untuk menghitung volume dan isi dari mahkota tersebut. Dengan membagi berat mahkota dengan volume air yang dipindahkan, kerapatan dan berat jenis dari mahkota bisa diperoleh.
Berat Jenis mahkota akan lebih rendah daripada berat jenis emas murni apabila pembuat mahkota tersebut berlaku curang dan menambahkan perak ataupun logam dengan berat jenis yang lebih rendah. Karena terlalu gembira dengan penemuannya ini, Archimedes melompat keluar dari bak mandinya, lupa berpakaian terlebih dahulu, berlari keluar ke jalan dan berteriak ”EUREKA!” atau ‘”Saya menemukannya”.
Mari kita melihat siapakah Archimedes dan alat-alat apa yang ia temukan untuk mempermudah hidup manusia. Archimedes (287-212 SM) adalah ahli matematika dan fisika ternama sepanjang masa. Ia dilahirkan di Syracuse ( sekarang Sisilia), Italia. Archimedes merupakan keponakan raja Hiero II yang memerintah di Sisilia waktu itu. Pamannya ini sering meminta tolong kepada Archimedes karena ia tahu keponakannya sangat pandai. Lewat tugas-tugas yang diberikan raja Hiero, Archimedes banyak mendapat penemuan baru.
Ia terkenal dengan teorinya tentang hubungan antara permukaan dan volume dari sebuah bola terhadap silinder, 
rumus hidrostatik dan peralatan untuk menaikkan air – ‘Archimedes Screw’. Raja Hiero II kala itu terikat perjanjian dengan bangsa Romawi. Syracuse harus mengirimkan gandum dalam jumlah yang besar pada bangsa Romawi, agar mereka tidak diserang. Hingga pada suatu ketika Hiero II tidak mampu lagi mengirim gandum dalam jumlah yang ditentukan. Karena itu Archimedes ditugaskan merancang dan membuat kapal jenis baru untuk memperkuat angkatan laut raja Hiero II.
rumus hidrostatik dan peralatan untuk menaikkan air – ‘Archimedes Screw’. Raja Hiero II kala itu terikat perjanjian dengan bangsa Romawi. Syracuse harus mengirimkan gandum dalam jumlah yang besar pada bangsa Romawi, agar mereka tidak diserang. Hingga pada suatu ketika Hiero II tidak mampu lagi mengirim gandum dalam jumlah yang ditentukan. Karena itu Archimedes ditugaskan merancang dan membuat kapal jenis baru untuk memperkuat angkatan laut raja Hiero II.Pada masa itu, kapal yang dibuat oleh Archimedes adalah kapal yang terbesar. Untuk dapat mengambang, kapal ini harus dikeringkan dahulu dari air yang menggenangi dek kapal. Karena besarnya kapal ini, jumlah air yang harus dipindahkanpun amat banyak. Karena itu Archimedes menciptakan sebuah alat yang disebut “Sekrup Archimedes”. Dengan ini air dapat dengan mudah disedot dari dek kapal.
Ukuran kapal yang besar ini juga menimbulkan masalah lain. Massa kapal yang berat, menyebabkan ia sulit untuk dipindahkan. Untuk mengatasi hal ini, Archimedes kembali menciptkan sistem katrol yang disebut “Compound Pulley”. Dengan sistem ini, kapal tersebut beserta awak kapal dan muatannya dapat dipindahkan hanya dengan menarik seutas tali. Sistim katrol ini sampai sekarangpun masih diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, contohnya katrol sumur, katrol yang digunakan oleh tukang bangunan, dll.
Kapal ini kemudian diberi nama Syracusia, dan menjadi kapal paling fenomenal pada zaman itu.
Archimedes mendesain sejumlah alat pertahanan untuk mencegah pasukan Romawi di bawah pimpinan Marcus Claudius Marcellus, merebut tanah kelahirannya, Syracuse dan menyerang raja Hiero II. Saat armada Romawi yang terdiri dari 120 kapal mulai tampak di seberang lautan, Archimedes berfikir keras untuk mencegah dan menggangu tentara musuh merapat di pantai Syracuse.Archimedes kemudian mencoba membakar kapal-kapal Romawi ini dengan menggunakan sejumlah cermin yang disusun dari perisai-perisai prajurit Syracuse. Archimedes berencana untuk membakar kapal-kapal musuh dengan memusatkan sinar matahari. Namun rencana ini tampaknya kurang berhasil. Hal ini disebabkan untuk memperoleh jumlah panas yang cukup untuk membakar sebuah kapal, kapal tersebut haruslah diam. Walaupun hasilnya kurang memuaskan, dengan alat ini Archimedes berhasil menyilaukan pasukan Romawi hingga mereka kesulitan untuk memanah. Panas yang ditimbulkan dengan alat ini juga berhasil membuat musuh kegerahan, hingga mereka lelah sebelum berhadapan dengan pasukan Syrcuse.
Saat musuh mulai mengepung pantai Syracuse, Archimedes kembali mengeluarkan alat andalannya. yang disebut “Cakar Archimedes”. Tujuannya kali ini adalah mencari cara untuk menenggelamkan kapal-kapal Romawi ini. Alat ini bentuknya mirip derek pada masa kini. Setelah alat ini secara diam-diam dikaitkan ke badan kapal musuh, derek ini kemudian ditarik. Akibanya kapal musuh akan oleng, atau bahkan robek dan tenggelam.
Panjang dan lebar benda kotak atau persegi mudah diukur dengan penggaris, namun siapa yang berhasil menghitung ukuran bola? Perhitungan dari Archimedes yang akurat tentang lengkungan bola diajdikan konstanta matematika untuk Pi atau π .
Walaupun pengungkit atau ungkitan telah ditemukan jauh sebelum Archimedes lahir, Archimedes yang mengembangkan teori untuk menghitung beban yang dibutuhkan untuk pengungkit tersebut.
Buku-buku yang ditulis oleh Archimedes dan berisikan rumus-rumus matematika masih dapat ditemukan sekarang, antara lain On the Equilibrium of Planes, On the Measurement of a Circle, On Spirals, On the Sphere and the Cylinder dan lain sebagainya. Teori-teori matematika yang dibuat oleh Archimedes tidak berarti banyak untuk perkembangan ilmu pengetahuan saat Archimedes meninggal. Tetapi setelah karyanya di terjemahkan ke dalam bahasa Arab pada abad 8 dan 9 (kurang lebih 1000 tahun setelah Archimedes meninggal), beberapa ahli matematika dan pemikir Islam mengembangkan teori-teori matematikanya. Tetapi yang paling berpengaruh terhadap perkembangan dan perluasan teori matematika tersebut adalah pada abad 16 dan 17, dimana pada abad itu, mesin cetak telah ditemukan. Banyak ahli matematika yang menjadikan buku karya Archimedes sebagai pegangan mereka, dan beberapa ahli matematika tersebut adalah Johannes Kepler (1571-1630) dan Galileo Galilei (1564-1642).Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir, misalnya zat cair dan gas. Fluida dapat digolongkan dalam dua macam, yaitu fluida statis dan dinamis.
TEKANAN HIDROSTATIS
Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya.
PARADOKS HIDROSTATIS
Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah zat cair dalam bejana, tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ), tinggi ( h ) dan massa jenis zat cair ( )
dalam bejana.
dalam bejana.
Ph = g h Pt = Po + Ph F = P h A = g V | = massa jenis zat cair h = tinggi zat cair dari permukaan g = percepatan gravitasi Pt = tekanan total Po = tekanan udara luar |  |
HUKUM PASCAL
Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama.
P1 = P2 F1/A1 = F2/A2
HUKUM ARCHIMEDES
Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan.
Tiga keadaan benda di dalam zat cair:
a. tenggelam: W>F b > z b. melayang: W = F b = z c. terapung: W=F b.V=z.V' ;b<z |  |
W = berat benda
F = gaya ke atas = z . V' . g
b = massa jenis benda
z = massa jenis fluida
V = volume benda
V' = volume benda yang berada dalam fluida
F = gaya ke atas = z . V' . g
b = massa jenis benda
z = massa jenis fluida
V = volume benda
V' = volume benda yang berada dalam fluida
Akibat adanya gaya ke atas ( F ), berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi:
Wz = W - F
Wz = berat benda di dalam zat cair
TEGANGAN PERMUKAAN
Tegangan permukaan ( ) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan zat cair persatuan panjang(l)
= F / 2l
KAPILARITAS
Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi.
y = 2 cos / g r
y = kenaikan/penurunan zat cair pada pipa (m)
= tegangan permukaan (N/m)
= sudut kontak (derajat)
p = massa jenis zat cair (kg / m3)
g = percepatan gravitas (m / det2)
r = jari-jari tabung kapiler (m)
y = kenaikan/penurunan zat cair pada pipa (m)
= tegangan permukaan (N/m)
= sudut kontak (derajat)
p = massa jenis zat cair (kg / m3)
g = percepatan gravitas (m / det2)
r = jari-jari tabung kapiler (m)
BAB II. Alat dan Bahan
Dalam melakukan percobaan “ HUKUM ARCHIMIDES DAN HUKUM UTAMA HIDROSTATIS”, kami menggunakan beberapa alat dan bahan yang di pakai dalam praktikum. Alat dan bahan yang dipakai dalam praktikum diantaranya :
A. Alat-alat yang digunakan, diantaranya :
1. Neraca
2. Gelas Piala500 ml
3. Bejana Berhubungan (pipa U)
4. Pipa Tetes
B. Bahan yang digunakan terdiri dari :
1. Benang
2. Benda dari logam
3. Minyak Tanah dan Minyak Goreng
4. Air
BAB III. Metode Percobaan
Hukum Archimides
1. Disiapkan neraca gelas piala yang sudah di isi air dan benda dari logam yang akan di ukur kerapatannya.
2. Ditimbang benda d udara, nyatakan sebagai W.
3. Digantung benda tadi pada neraca dengan seutas benang lalu masukan kedalam air. Di usahakan benda tenggelam seluruhnya, tetapi tidak menyentuh gelas. Lalu di timbang berat benda di dalam air ini, dinyatakan sebagai berat semu.
4. Dihitung berapa kerapatan benda (pb) menurut persamaan (5) dan di hitung volumenya menurut persamaan.
Vb=
5. Diulangi percobaan 1 sampai 4 oleh kami yang hingga 5 kali.
6. Dilakukan percobaan yang sama dengan logam yang lain.
Hukum Utama Hidrostatis
1. Disisipkan pipa U, air, minyak goreng, minyak tanah.
2. Diisi pipa U dengan air secukupnya (kira-kira tinggi 10 cm)
3. Ditambahkan minyak goreng pada salah satu pipa dengan pipet,
4. Dihitung kerpatan minyak goreng dengan menggunakan persamaan (b)
5. Ditrambahkan lagi minyak goreng dan ukur kembali h₂ dan h serta di hitung kerapatannya. Dilakukan penambahan dan perhitungan ini hingga empat kali.
6. Dilakukan percobaan 1 sampai 2 dengan menggunakan minyak tanah.
BAB IV. Data Pengamatan dan Perhitungan
IV.I. Data Pengamatan
Keadaan Ruangan | P(cm)Hg | T(°c) | C(%) |
Sebelum Percobaan | 76,5 | 27 | 76 |
Sesudah Percobaan | 77,5 | 28 | 70 |
Minyak tanah
No. | ∑ tetesan | h air | h minyak | p minyak |
1. | 15 | 0,6 | 0,8 | 0,75 |
2. | 25 | 1,1 | 1,6 | 0,69 |
3. | 35 | 1,5 | 1,9 | 0,79 |
4. | 45 | 1,8 | 2,4 | 0,75 |
5. | 55 | 2,2 | 2,9 | 0,76 |
Minyak goreng
No. | ∑ tetesan | h air | h minyak | p minyak |
1. | 15 | 0,8 | 0,9 | 0,8 |
2. | 25 | 0,7 | 0,9 | 0,78 |
3. | 35 | 1,8 | 1,9 | 0,95 |
4. | 45 | 2,4 | 2,6 | 0,92 |
5. | 55 | 2,6 | 2,9 | 0,89 |
Rumus :
Phid = p.g.h
Pmy = Pair
Pmy.g.hmy = Pair.g.hair
Pmy = hair Pair, Pair = 1 g/cm2 hmy
Pmy = hair hmy
- Mencari nilai Pminyak
Pmy = 0,6 / 0,8
= 0,75
Pmy = 1,1 / 1,6
= 0,69
Pmy = 1,5 / 1,9
= 0,79
Pmy = 1,8 / 2,4
= 0,75
Pmy = 2,2 / 2,9
= 0,76
- Minyak goreng
Pmy = 0,8 / 0,9
= 0,8
Pmy = 0,7 / 0,9
= 0,78
Pmy = 1,8 / 1,9
= 0,95
Pmy = 2,4 / 2,6
= 0,92
Pmy = 2,6 / 2,9
= 0,89
Pelaporan Lengkap
Ø Tunggal
1. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
0,6 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 0,6
= 0,916 . 100 %
= 91,6 %
2. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,1 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 1,1
= 0,955 . 100 %
= 95,5 %
3. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,5 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 % = 1 – 0,05 .100 %Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % 1,5 x = 0,967 .100%
= 96,7 %
4. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,8 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 1,8
= 0,972 . 100 %
= 97,2 %
5. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,2 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,2
= 0,978 . 100 %
= 97,8 %
6. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
0,8 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 0,8
= 0,937 . 100 %
= 93,7 %
7. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,6 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 1,6
= 0,969 . 100 %
= 96,9 %
8. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,9 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 1,9
= 0,97 . 100 %
= 97 %
9. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,4 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,4
= 0,98 . 100 %
= 98 %
10. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,9 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,9
= 0,983 . 100 %
= 98,3 %
11. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
0,8 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 0,8
= 0,937 . 100 %
= 93,7 %
12. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
0,7 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 0,7
= 0,929 . 100 %
= 92,9 %
13. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,8 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 1,8
= 0,972 . 100 %
= 97,2 %
14. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,4 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,4
= 0,98 . 100 %
= 98 %
15. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,6 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,6
= 0,981 . 100 %
= 98,1 %
16. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
0,9 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 0,9
= 0,945 . 100 %
= 94,5 %
17. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
0,9 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 0,9
= 0,945 . 100 %
= 94,5 %
18. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
1,9 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 1,9
= 0,97 . 100 %
= 97 %
19. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,6 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,6
= 0,981 . 100 %
= 98,1 %
20. Pelaporan Lengkap : x ± ∆x
2,9 ± 0,05
Tingkat kepercayaan : 100 %
Tingkat ketelitian = 1 - ∆x . 100 % x
= 1 – 0,05 . 100 % 2,9
= 0,983 . 100 %
= 98,3 %
BAB V PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini kami melakukan percobaan dengan alat pipa U dan di isi air, kemudian di isi air minyak tanah dan minyak goreng, di mana satu persatu di masukan ke pipa U, pertama di masukan minyak tanah ke pipa U denga ketentuan 15 tetes kemudian hitung perubahan tinggi awal air dan sesudah di isi minyak tersebut, lalu tetes yang ke 25 dan seterusnya sampai tetes yang ke 55 di mana seling 10 tetes.
Kemudian pipa U di isi dengan minyak goreng, tetapi sebelum d masukan air minyak goreng pipa U harus di cuci terlebih dahulu, karena di awal percobaan menggunakan air minyak tanah. Adapun tahapannya sama pipa U d isi air kembali dan d tiangkan minyak goreng dengan ketentuan 15 tetes sampai 55 tetes dengan seling 10 tetes.
Kemudian di hitung tetes ke 15 
dan seterusnya sampai ke tetes ke 55. Dan juga di hitung tingkat ketelitian minyak tanah dan minyak goreng.
dan seterusnya sampai ke tetes ke 55. Dan juga di hitung tingkat ketelitian minyak tanah dan minyak goreng.BAB VI KESIMPULAN
Setelah malakukan percobaan “Hukum Archimides dan Hukum Utama Hidrostatis ” kami menyimpulkan bahwa, apabila air di dalam pipa U akan berubah ketinggian air dan perbandingan air dan minyak tanah/goreng setelah di isi minyak goreng dan minyak tanah. Minyka goreng da minyak tanah akan berbeda perubahannya karena minyka tanah dan minyak goreng mempunyai zat yang berbeda.
Apabila kita kurang teliti dalam melakuakan penelitian, misalnya meneliti perubahan tiap tetesnya maka akan salah seterusnya, dan tingkat ketelitiannya pula akan kecil.
Daftar Pustaka
- Ibrahim, Solihin. 2000. Fisika. erlangga: Jakarta
· http/id.wikipedia,org/wiki/hukum archimides
nice
BalasHapusmakasih udah ngebantu bikin tugas ^^
BalasHapusmakasih gan , kebetulan ane Pakuan bogor juga :D
BalasHapus