Kata Pengantar Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. Yang telah melimpahkan karunia dan rahmat-Nya kepada penulis sehingga Makalah Eksperimen Fisika Dasar I tentang Hukum Archimedes dapat diselesaikan. Penulis yakin tanpa ridha dan izin-Nya tidak mungkin Makalah Eksperimen Fisika Dasar I ini dapat diselesaikan. Solawat serta salam semoga tercurah limpahkan kehadirat nabi besar Muhammad SAW, beserta keluarganya, para sahabatnya, dan para pengikutnya hingga akhir zaman. Sebelumya penulis mengucapkan terimakasih kepada Ibu DR. Setiya Utari, M.Si dan Bapak Arif Hidayat, S.Pd, M.Si serta asisten laboraturium Priyani Kusrini, Puspita Sari dan Tia Miftahul yang telah membimbing kami dalam pembuatan makalah Eksperimen Fisika Dasar I tentang Hukum Archimedes. Makalah Eksperimen Fisika Dasar I tentang Hukum Archimedes disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Eksperimen Fisika Dasar I. Selain itu makalah ini juga menjadi bahan referensi untuk pembuatan makalah selanjutnya. Akhir kata penulis mengucapkan terimaksih dan penulis berharap semoga makalah ini dapat menjadi manfaat untuk pembaca dan menjadi bahan pertimbangan untuk salah satu tugas mata kuliah Eksperimen Fisika Dasar I. Dan penulis mengucapkan mohon maaf apabila ada kesalahan dalam penulisan baik itu dalam segi materi yang dibahas dan cara pengetikan yang kurang sesuai. Maka dari itu kami meminta maaf dan kami berharap kepada pembaca memberikan kritik dan saran yang membangun untuk pembuatan makalah selanjutnya agar menjadi lebih baik lagi. 1 Daftar Isi Kata Pengantar .................................................................................................................... 1 Daftar Isi ............................................................................................................................. 2 BAB I .................................................................................................................................. 3 PENDAHULUAN .............................................................................................................. 3 A. Latar Belakang Masalah.......................................................................................... 3 B. Rumusan Masalah ................................................................................................... 3 C. Tujuan ..................................................................................................................... 4 D. Manfaat ................................................................................................................... 4 BAB II................................................................................................................................. 5 PEMBAHASAN ................................................................................................................. 5 A. Landasan Teori........................................................................................................ 5 B. Alat dan Bahan ........................................................................................................ 8 C. Prosedur .................................................................................................................. 9 D. Data hasil percobaan ............................................................................................. 10 E. Pengolahan data .................................................................................................... 12 F. Analisis ................................................................................................................. 21 BAB III ............................................................................................................................. 24 Kesimpulan Dan Saran ..................................................................................................... 24 A. Kesimpulan ........................................................................................................... 24 B. Saran ..................................................................................................................... 25 Daftar pustaka ................................................................................................................... 26 2 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Fisika adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam. Konsep atau teori berkenaan dengan gejala alam ini dirumuskan oleh berbagai tokoh ilmuwan fisika dan manfaatnya bisa kita rasakan sekarang. Perumusan konsep atau teori tersebut memerlukan waktu yang relatif lama, para ilmuwan fisika melakukan berbagai penelitian dan percobaan sehingga konsep atau teori tersebut tepat adanya. Ilmu fisika selalu berkaitan erat dengan penelitian dan percobaan, karena melalui hal itulah konsep dan teori fisika dapat diketahui secara jelas. Maka dari itulah segala gejala alam yang berkaitan dengan fisika dapat dibuktikan melalui percobaan atau penelitian, mulai dari yang rumit sampai yang sederhana. Oleh sebab itulah sebagai seorang mahasiswa fisika untuk mempelajari berbagai konsep fisika ada baiknya dimulai dengan memahami eksperimen yang dapat memperjelas atau memunculkan konsep fisika tersebut. Sebagai contoh ketika kita ingin memahami konsep Archimedes. Konsep Archimedes pada mulanya juga merupakan gejala alam yang dapat diamati, diukur, dan dianalisis, sehingga muncul sebagai suatu konsep atau teori. Sebagai seorang mahasiswa fisika yang ingin mempelajari konsep Archimedes tersebut tentu akan terlintas pertanyaan darimana konsep tersebut muncul, apa manfaat dan tujuan dari konsep tersebut, dan hal itu akan mendorong mahasiswa untuk melakukan suatu eksperimen atau penelitian. B. Rumusan Masalah Konsep Archimedes perlu kita pahami dengan terlebih dahulu mengembangkan berbagai pertanyaan yang dapat mendukung konsep tersebut, diantaranya yaitu : a. Apa yang mendasari teori Archimedes? 3 b. Bagaimanakah mengamati gejala alam yang berhubungan dengan konsep Archimedes? c. Data apa yang dapat diukur dari pengamatan tersebut? d. Apa yang dapat dianalisis dari hasil pengamatan dan pengukuran tersebut? e. Apa kesimpulan yang dapat diambil dari hasil eksperimen tersebut sehubungan dengan konsep Archimedes? C. Tujuan Tujuan dari eksperimen Archimedes ini yaitu untuk memahami konsep Archimedes berdasarkan pengamatan, pengukuran, dan analisis langsung atau melalui keterampilan proses sains. Tujuan lain yaitu untuk menerapkan konsep Archimedes dalam kehidupan sehari-hari. D. Manfaat Manfaat dari eksperimen serta penulisan makalah diharapkan akan memberikan wawasan keilmuan bagi penulis maupun bagi pembaca. Manfaat lainnya yaitu agar mahasiswa fisika bisa memahami konsep fisika berdasarkan keterampilan proses sains, khususnya untuk konsep Archimedes. Selain itu dapat memberikan informasi kepada pembaca tentang hukum Archimedes beserta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. 4 BAB II PEMBAHASAN A. Landasan Teori Ketika sebuah benda dimasukan kedalam suatu zat cair, kemudian di timbang dengan menggantungkan sebuah timbangan pegas maka berat benda tersebut akan lebih ringan dibandingkan ketika benda di timbang di udara. Keadaan tersebut disebabkan karena air memberikan gaya ke atas yang sama besarnya dengan gaya berat. Suatu gaya yang diberikan oleh fluida pada benda yang tenggelam di dalamnya dinamakan dengan gaya apung. Gaya apung tergantung dari kerapatan pada sebuah fluida dan volume benda, namun tidak pada bentuk benda. Gaya apung terjadi karena adanya tekanan fluida di dasar benda lebih besar dibandingkan pada bagian atas. Dari penjelasan tersebut ada hubungannya dengan Hukum Archimedes, dimana Hukum Archimedes menyatakan bahwa ”Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan”. Menurut Hukum Archimedes berat air dengan volume yang sama akan sama dengan gaya apung pada benda ketika benda tersebut tenggelam. Besarnya gaya apung bergantung dari banyaknya air yang didesak oleh benda tersebut. Jika air yang didesak semakin besar, maka akan semakin besar pula gaya apungnya. Selain itu faktor-faktor yang mempengaruhi gaya apung, diantaranya: massa jenis fluida/kerapatan fluida, dan volume benda. Sehingga besarnya gaya apung dapat di rumuskan secara matematis sebagai berikut: πΉπ = π. π. π£ Dengan: Fa = Gaya ke atas ( N/m2) π = Massa jenis zat cair (kg/m3) g = Percepatan gravitasi (m/s2) 5 V = Volume benda tercelup (m3) Dalam Hukum Archimedes menjelaskan tentang adanya gaya apung pada setiap benda yang dicelupkan kedalam fluida. Selain itu volume fluida berada dalam kesetimbangan, dan gaya-gaya keseluruhan yang bekerjanya harus sama dengan nol. Sebuah benda jika diukur dalam air massanya akan lebih ringan dibandingkan ketika diukur di udara. Hal tersebut dikarenakan ketika benda di dalam air maka benda tersebut akan mendapat gaya ke atas. Sementara ketika benda di ukur di udara maka benda tersebut memiliki berat yang sebenarnya. Sehingga berat benda di udara dapat dirumuskan secara matematis yaitu: Wb= mb.g Dengan : Wb= Berat benda (N) mb= Massa benda (Kg) g = percepatan gravitasi (m/s2) maka berat benda ketika di ukur didalam air, dapat dirumuskan secara matematis yaitu: Wf = Wb – FA Dengan: Wf : berat benda dalam fluida (N) Wb : berat benda di udara (N) FA : gaya angkat ke atas atau gaya apung (N) Dari penjelasan diatas besarnya gaya apung dapat dirumuskan secara matematis dari persamaan Hukum Archimedes berikut: πΉπ = ππ’ − ππ Keterangan: πΉπ = πππ¦π πππ’ππ ππ‘ππ’ πππ¦π ππ ππ‘ππ (π), ππ’ = πππ¦π πππππ‘ πππππ πππππ π’ππππ (π), ππ = πππ¦π πππππ‘ πππππ πππππ πππ (π) 6 Ketika sebuah benda dicelupkan kedalam suatu fluida, maka keadaan benda tersebut dalam fluida adalah: a. Benda terapung, sebuah benda dikatakan terapung apabila massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair b. Benda melayang, benda dikatakan melayang jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair c. Benda tenggelam, benda dikatakan jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair Pada umumnya Hukum Archimedes berlaku untuk semua jenis fluida, dan persamaan Hukum Archimedes pun didapat dari: πΉπ΄ = ππ. π πΉπ΄ = ππ . π£π. π πΉπ΄ = πΉ2 − πΉ1 ππππππ πΉ2 > πΉ1 πΉπ΄ = ππ. π. β2. π΄ − ππ. π. β1 π΄ πΉπ΄ = ππ . π. π΄ (β2 − β1 ) πΉπ΄ = ππ. π. π΄. β (π ππππ β2 − β1 = β) πΉπ΄ = ππ. π. πππ (sebab π΄. β = πππ adalah volume silinder yang tercelup dalam fluida) Keterangan: πf = massa jenis fluida g = percepatan gravitasi 7 v = volume benda dalam fluida ππππππ: π = π , ππππ π = π. π£ π£ Sehingga peersamaan dari Hukum Archimedes untuk besarnya gaya apung adalah πΉπ = π. π. π£ πΉπ = ππ . π = π€π Adapun penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan yaitu: Dalam penerapan Hukum Archimedes terkadang kita jarang memperhatikan mengapa es dapat mengapung dalam air, hal tersebut dikarenakan air merupakan salah satu zat yang sedikit lebih padat sebagai cairan. Dan untuk kejadian yang sama jika kita melihat fenomena mengapa gunung es dapat π£ . π. π£ mengapung di air garam, itu. π. disebabkan oleh massa jenis pada gunung es lebih kecil dibandingkan pada air garam. Selain itu bongkahan es tersusun atas blok es kecil yang terperangakap dalam gelombang udara yang membuat bongkahan es tampak putih. Bongkahan es tersebut tebuat dari air tawar, dimana air merupakan salah satu zat yang terjadi dalam suhu dan tekanan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu es juga mempunyai densitas yang lebih rendah daripada air maka dari itu es bisa mengapung dipermukaan air. Adapun alat yang menggunakan prinsip kerja hukum Archimedes, yaitu tekhnologi balon udara, jembatan ponton, dan kapal selam. B. Alat dan Bahan ο· Jangka sorong [15,42 cm, 0,02 mm ] 1 buah. ο· Neraca pegas [ 5 N ] 1 buah ο· Neraca Ohaus Cent O Gram 1 buah ο· Aerometer [untuk massa jenis < 1gr/cm3] 1 buah ο· Gelas ukur [400 ml] 7 buah ο· Beacker glass [pyrex , 250 ml] 7 buah 8 ο· Benda padat homogen dan beraturan 1 buah ο· Benda padat dari bahan sejenis 5 buah ο· air, minyak goreng, dan gliserin [masing-masing 150 ml] ο· Loop 1 buah C. Prosedur Mengukur suhu dan tekanan awal di laboratorium Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan a) Prosedur pengamatan pengaruh volume benda tercelup terhadap gaya apung : 1. Menyiapkan satu jenis fluida kedalam beacker glass dan menghitung massa jenisnya. 2. Menyiapkan satu jenis benda dengan volume dan massa jenis yang telah dihitung. 3. Menghitung volume benda yang telah ditentukan, dan menggunakan jangka sorong untuk pengukuran diameter maupun tinggi. 4. Membuat pengait dari tali serta membuat skala tinggi pada benda. 5. Menyiapkan neraca O’Haus dan mengkalibrasinya terlebih dahulu. 6. Mengukur berat benda tersebut saat di udara dengan neraca O’Haus. 7. Mengukur berat benda saat benda tersebut dicelupkan dalam fluida dengan tinggi benda yang tercelup ditentukan. 8. Mengulangi prosedur 5 dengan tinggi benda yang tercelup berbeda, memvariasikannya sebanyak 5 kali. 9. Menghitung besarnya gaya apung dari data yang didapat. b) Prosedur pengamatan pengaruh massa jenis benda terhadap gaya apung : 1. Menyiapkan beberapa jenis benda dengan massa jenis dan volume yang berbeda. 9 2. Menyiapkan satu jenis fluida pada beacker glass serta menghitung massa jenisnya dengan aerometer. 3. Menghitung volume berbagai jenis benda yang telah disiapkan, dan menggunakan jangka sorong untuk mengukur diameter dan tingginya. 4. Membuat pengait dari tali pada berbagai benda tersebut. 5. Mengukur berat berbagai benda tersebut di udara dengan neraca O’Haus. 6. Mengukur setiap benda (berat benda) saat benda tersebut dicelupkan dalam fluida dengan neraca O’Haus. 7. Menghitung besarnya gaya apung dari data yang didapat. c) Prosedur pengamatan pengaruh massa jenis fluida: 1. Menyiapkan berbagai jenis fluida pada beacker glass kemudian menghitung massa jenisnya dengan aerometer. 2. Menyiapkan satu jenis benda kemudian menghitung volumenya, dan menggunakan jangka sorong untuk menghitung panjang sisi benda. 3. Membuat pengait pada benda tersebut. 4. Mengukur berat benda tersebut saat di udara dengan neraca O’Haus. 5. Mengukur berat benda saat benda tersebut dicelupkan pada fluida, dengan neraca O’Haus. 6. Ulangi prosedur 4 dengan fluida yang berbeda, namun volume benda yang tercelup tetap sama. 7. Menghitung besarnya gaya apung dari data yang didapat. Mengukur suhu dan tekanan akhir di laboratorium D. Data hasil percobaan ο· π πππ = 1 ππππ/ππ3 ο· π ππππ ππππ = 1,225 ππππ/ππ3 ο· π ππππ¦ππ = 0,925 ππππ/ππ3 10 a) Data percobaan 1 (pengaruh volume benda tercelup) ο· Diameter silinder pejal = 1,1125 cm ο· Tinggi silinder pejal = 5 cm Tabel data percobaan 1 Tinggi silinder yang Massa benda diudara Massa benda di air tercelup (cm) (gram) (gram) 1 1 199,8 198,78 2 2 199,8 197,77 3 3 199,8 196,265 4 4 199,8 195,77 5 5 199,8 194,637 No b) Data percobaan 2 (pengaruh massa jenis benda) ο· Benda 1 (silinder penjal) : diameter = 0,98 cm Tinggi = 3 cm ο· Benda 2 (silinder pejal) : diameter = 1,1125 cm Tinggi = 5 cm ο· Benda 3 (kubus) : panjang sisi = 2,06 cm Tabel data percobaan 2 No Benda Massa di udara (gram) Massa benda di air (gram) 1 1 20 17,9 2 2 199,8 194,637 3 3 67,4 59 c) Data percobaan 3 (pengaruh massa jenis fluida) ο· Panjang benda = 2,06 cm Tabel data percobaan 3 No Fluida 1 2 3 Gliserin Air Minyak Massa benda di udara (gram) 67,4 67,4 67,4 Massa benda di fluida (gram) 56,5 59 59,7 11 E. Pengolahan data a) Pengolahan data percobaan 1 (pengaruh volume benda yang tercelup) ο· Volume benda tercelup : 1) Untuk tinggi benda tercelup 1 cm π = πΏπ΄ × π‘ 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(1,1125 × 10−2 )2 × (1 × 10−2 ) 4 π= π = 0,97 × 10−6 π3 2) Untuk tinggi benda tercelup 2 cm π = πΏπ΄ × π‘ 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(1,1125 × 10−2 )2 × (2 × 10−2 ) 4 π= π = 1,94 × 10−6 π³ 3) Untuk tinggi benda tercelup 3 cm π = πΏπ΄ × π‘ 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(1,1125 × 10−2 )2 × (3 × 10−2 ) 4 π= π = 2,915 × 10−6 π³ 4) Untuk tinggi benda tercelup 4 cm π = πΏπ΄ × π‘ 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(1,1125 × 10−2 )2 × (4 × 10−2 ) 4 π= π = 3,97 × 10−6 π³ 5) Untuk tinggi benda tercelup 5 cm π = πΏπ΄ × π‘ 12 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(1,1125 × 10−2 )2 × (5 × 10−2 ) 4 π= π = 4,96 × 10−6 π³ ο· Berat benda di udara ππ’ = π × π ππ’ = 199,8 × 10−3 × 9,8 ππ’ = 1,958 π ο· Berat benda di fluida (air) 1) Untuk tinggi benda tercelup 1 cm ππ = π × π ππ = 198,78 × 10−3 × 9,8 ππ = 1,948 π 2) Untuk tinggi benda tercelup 2 cm ππ = π × π ππ = 197,77 × 10−3 × 9,8 ππ = 1,938 π 3) Untuk tinggi benda tercelup 3 cm ππ = π × π ππ = 196,265 × 10−3 × 9,8 ππ = 1,923 π 4) Untuk tinggi benda tercelup 4 cm ππ = π × π ππ = 195,77 × 10−3 × 9,8 ππ = 1,918 π 5) Untuk tinggi benda tercelup 5 cm ππ = π × π ππ = 194,637 × 10−3 × 9,8 ππ = 1,907 π Maka besar gaya apung berdasarkan πΉπ΄ = ππ’ − ππ 13 1. Tabel besar gaya apung untuk percobaan 1 No Tinggi benda yang tercelup (cm) 1 1 ππ’ (π) 1,958 ππ (π) 1,948 πΉπ΄ (π) 0,01 2 2 1,958 1,938 0,02 3 3 1,958 1,923 0,035 4 4 1,958 1,918 0,04 5 5 1,958 1,907 0,051 Maka besar gaya apung berdasarkan πΉπ΄ = π × π × π 2. Tabel besar gaya apung untuk percobaan 1 No Volume benda (m3) π (ππ/π3 ) g (m/s2) πΉπ΄ (π) 1 9,70E-07 1000 9,8 0,009506 2 1,94E-06 1000 9,8 0,019012 3 2,92E-06 1000 9,8 0,028567 4 3,97E-06 1000 9,8 0,038906 5 4,96E-06 1000 9,8 0,048608 ο· Grafik hubungan gaya apung terhadap volume benda tercelup (secara excel) Grafik hubungan Vbc terhadap FA 0.06 0.05 y = 9800x + 3E-17 R² = 1 FA (N) 0.04 0.03 Series1 0.02 Linear (Series1) 0.01 0 0.00E+00 2.00E-06 4.00E-06 6.00E-06 Volume benda tercelup x 10-6 (m3) 14 πΉπ Analisis grafik : ρf = πππ x ππ = ο· 1 π 1 =mxπ= π π 9800 = 1000 ππ/π3 9,8 Grafik hubungan V terhadap FA (secara origin) Analisis data hasil origin πΉπ ρ = πππ π₯ π = = ππππ’π π΅ π 9800,15646 9,8 βρ = = πππππ π΅ π 7,992 9,8 = 0,808 = 1000.015 Kg/m3 15 ρ =ρ±Δ = ( 1000,015± 0,808) kg/m3 b) Pengolahan percobaan 2 (pengaruh massa jenis benda) ο· Volume benda 1) Benda 1 π = πΏπ΄ × π‘ 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(0,98 × 10−2 )2 × (3 × 10−2 ) 4 π= π = 2,3079 × 10−6 π3 2) Benda 2 π = πΏπ΄ × π‘ 1 2 ππ × β 4 1 π = (3,14)(1,1125 × 10−2 )2 × (5 × 10−2 ) 4 π= π = 4,96 × 10−6 π³ 3) Benda 3 π = π3 π = (2,06 × 10−2 )3 π = 8,74 × 10−6 π3 ο· Berat benda di udara 1) Benda 1 ππ’ = π × π ππ’ = 20 × 10−3 × 9,8 ππ’ = 0,196 π 2) Benda 2 ππ’ = π × π ππ’ = 199,8 × 10−3 × 9,8 ππ’ = 1,958 π 3) Benda 3 16 ππ’ = π × π ππ’ = 67,4 × 10−3 × 9,8 ππ’ = 0,66052 π ο· Berat benda di fluida (air) 1) Benda 1 ππ = π × π ππ = 17,9 × 10−3 × 9,8 ππ = 0,17542 π 2) Benda 2 ππ = π × π ππ = 194,637 × 10−3 × 9,8 ππ = 1,907 π 3) Benda 3 ππ = π × π ππ = 59 × 10−3 × 9,8 ππ = 0,5782 π Maka besar gaya apung berdasarkan πΉπ΄ = ππ’ − ππ 1. Tabel besar gaya apung untuk percobaan 2 No Benda ππ’ (π) ππ (π) πΉπ΄ (π) 1 1 0,196 0,17542 0,02058 2 2 1,958 1,907 0,051 3 3 0,66052 0,5782 0,08232 Maka besar gaya apung berdasarkan πΉπ΄ = π × π × π 17 2. Tabel besar gaya apung untuk percobaan 2 No Volume benda (m3) π (ππ/π3 ) g (m/s2) πΉπ΄ (π) 1 2,31E-06 1000 9,8 0,022617 2 4,96E-06 1000 9,8 0,048608 3 8,74E-06 1000 9,8 0,085652 c) Pengolahan percobaan 3 (pengaruh massa jenis fluida) ο· Volume benda π = (π)3 π = (2,06 × 10−2 )3 π = 8,74 × 10−6 π3 ο· π΅ππππ‘ πππππ ππ π’ππππ ππ’ = π × π ππ’ = 67,4 × 10−3 × 9,8 ππ’ = 0,66052 π ο· Berat benda di fluida 1) Dalam fluida air ππ = π × π ππ = 59 × 10−3 × 9,8 ππ = 0,5782 π 2) Dalam fluida gliserin ππ = π × π ππ = 56,5 × 10−3 × 9,8 ππ = 0,5537 π 3) Dalam fluida minyak ππ = π × π ππ = 59,7 × 10−3 × 9,8 ππ = 0,58506 π Maka besar gaya apung berdasarkan πΉπ΄ = ππ’ − ππ 18 1. Tabel besar gaya apung untuk percobaan 3 No Jenis Fluida ππ’ (π) ππ (π) πΉπ΄ (π) 1 Minyak 0,66052 0,58506 0,07546 2 Air 0,66052 0,5782 0,08232 3 Gliserin 0,66052 0,5537 0,10682 Maka besar gaya apung berdasarkan πΉπ΄ = π × π × π 2. Tabel besar gaya apung untuk percobaan 3 No Jenis Fluida Volume benda (m3) π (ππ/π3 ) g (m/s2) πΉπ΄ (N) 1 Minyak 8,74E-06 925 9,8 0,079228 2 Air 8,74E-06 1000 9,8 0,085652 3 Gliserin 8,74E-06 1225 9,8 0,104924 ο· Grafik hubungan gaya apung terhadap massa jenis fluida (secara excel) Grafik hubungan gaya apung terhadap massa jenis fluida 0.12 y = 9E-05x R² = 1 0.1 FA (N) 0.08 0.06 Series1 0.04 Linear (Series1) 0.02 0 0 500 1000 Massa jenis fluida Analisis grafik : Vbc = πππ = 0,00009 9,8 πΉπ π x 1500 (kg/m3) 1 π 1 =mxπ= π π = 9,18 × 10−6 π3 19 ο· Grafik hubungan FA terhadap massa jenis fluida (secara origin) Analisis data origin πΉπ βV = V = ππ₯π = = π£πππ’π π΅ π 8,56 9,8 × 10−5 = πππππ π΅ π 1,088 9,8 x 10-19 = 0,111 x 10-19 =8,73× 10−6 m3 πππ = 8,73 × 10−6 ± 0,111 × 10−19 π3 20 F. Analisis Berdasarkan hasil dari ekperimen dan pengolahan data terkait hukum Archimedes maka besar gaya apung terjadi karena ada beberapa faktor mempengaruhinya diantaranya massa jenis benda, volume benda yang tercelup dalam fluida, dan massa jenis fluida. a) Pengaruh volume benda yang tercelup terhadap besarnya gaya apung Berdasarkan hasil eksperimen serta pengolahan data yang didapat, dapat dianalisis bahwa semakin benda tercelup maka semakin kecil berat benda tersebut bila diukur dalam fluida namun besarnya gaya apung semakin besar. Hal ini sebanding dengan semakin besar volume benda tercelup semakin besar pula gaya angkat. Dapat dilihat dari grafik besar gaya apung terhadap besar volume benda tercelup yang linier ke atas. Dengan kedua metode pengolahan besar gaya apung relatif sama, hal ini sesuai dengan konsep bahwa besarnya gaya apung dengan kedua metode tersebut akan sama. Gaya apung terkecil didapat ketika tinggi benda tercelup 1 cm yaitu sebesar 0,01 N atau ketika volume benda tercelup 9,70E-07 m3 yaitu sebesar 0,009506 N. Gaya apung terbesar didapat ketika tinggi benda tercelup 5 cm yaitu sebesar 0,051 N atau ketika volume benda tercelup 4,96E-06 m3 yaitu sebesar 0,048608 N. Hasil analisis grafik didapat besar massa jenis fluida (air) dari grafik excel yaitu 1000 kg/m3 dan dari grafik origin yaitu ( 1000,015± 0,808) kg/m3. Kedua nilai tersebut relatif sama dengan literatur bahwa massa jenis air sebesar 1000 kg/m3. Namun dengan menggunakan origin akan lebih teliti hasilnya karena terdapat ketidakpastian. b) Pengaruh massa jenis benda terhadap gaya apung Dalam kedua metode pengolahan data dihasilkan besar gaya apung relatif sama, hal tersebut sesuai dengan konsep dimana besarnya gaya apung akan sama meskipun menggunakan metode yang berbeda. Dimana besarnya gaya apung dapat dicari dengan selisih dari berat benda diudara dengan berat benda di dalam 21 zat cair, besarnya gaya apung akan sama dengan hasil kali antara massa jenis fluida dengan besar percepatan gravitasi dan volume benda yang tercelup. Besarnya gaya apung yang terkecil didapat ketika berat benda yang tercelup sebesar 0,17542(N) dan berat benda saat di udara sebesar 0,196 (N), sehingga besarnya gaya apung adalah 0,02058 (N). Sedangkan gaya apung yang terbesar didapat ketika besar berat benda ketika di ukur di udara yaitu 0,6652(N) dan besar berat benda ketika di celupkan dalam fluida yaitu sebesar 0,5782 (N) sehingga besar gaya apungnya yaitu 0,0823 (N). Dan untuk cara yang kedua besar gaya apung yang yang terbesar dihasilkan ketika volume benda nya yang terbesar yaitu sebesar 8,74E-06 dengan massa jenis fluida (air) 1000 kg/m3dan besar percepatan gravitasinya yaitu 9,8 m/s2 sehingga besar besar gaya apung yaitu 0,085652 (N). c) Pengaruh massa jenis fluida terhadap gaya apung Berdasarkan hasil eksperimen serta pengolahan data dapat dianalisis jika benda yang sama dicelupkan terhadap fluida dengan massa jenis berbeda yang semakin besar maka besar gaya apung akan semakin besar pula. Hal ini dapat dibuktikan dari grafik besar gaya apung terhadap massa jenis fluida yang linier ke atas. Dengan kedua metode pengolahan besar gaya apung relatif sama, hal ini sesuai dengan konsep bahwa besarnya gaya apung dengan kedua metode tersebut akan sama. Gaya apung terbesar didapat ketika benda dicelupkan pada gliserin yang massa jenisnya 1225 kg/m3 yaitu sebesar 0,10682 N, sedangkan gaya apung terkecil pada minyak yang massa jenisnya 925 kg/m3 yaitu sebesar 0,07546 N. Hasil analisis grafik besar gaya apung terhadap massa jenis fluida didapat besar volume benda tercelup secara grafik excel yaitu 9,16 × 10−6 π3 , dan secara grafik origin yaitu 8,73 × 10−6 ± 0,111 × 10−19 π. Kedua nilai tersebut relatif sama dengan perhitungan secara statistik yaitu sebesar 8,74 × 10−6 π3 . Namun perhitungan secara origin lebih teliti karena terdapat ketelitian dan kesalahan relatif akan lebih kecil. Ternyata dengan menggunakan dua metode pengolahan yang berbeda tidak selalu menghasilkan besar gaya apung yang sama, hal ini disebabkan 22 beberapa kesalahan yang mungkin terjadi seperti kesalahan perhitungan maupun kesalahan dalam membaca alat ukur saat melakukan eksperimen, untuk meminimalisir hal tersebut maka pengolahan data dapat dilakukan dengan origin atau pengambilan data dilakukan secara berulang. 23 BAB III Kesimpulan Dan Saran A. Kesimpulan Dapat disimpulkan bahwa pengaruh volume benda, massa jenis fluida, dan massa jenis benda terhadap gaya apung adalah sebagai berikut: ο· Volume benda yang tercelup berbanding lurus dengan gaya apung (linear). Dibuktikan pada grafik dibawah ini. FA (N) Grafik hubungan Vbc terhadap FA 0.06 0.05 y = 9800x + 3E-17 0.04 R² = 1 0.03 Series1 0.02 Linear (Series1) 0.01 0 0.00E+00 2.00E-06 4.00E-06 6.00E-06 Volume benda tercelup x 10-6 (m3) Massa jenis fluida juga berbanding lurus dengan gaya apung. Dibuktikan pada grafik dibawah ini. Grafik hubungan gaya apung terhadap massa jenis fluida FA (N) ο· 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 y = 9E-05x R² = 1 Series1 Linear (Series1) 0 500 1000 Massa jenis fluida 1500 (kg/m3) 24 ο· Untuk massa benda terhadap gaya apung maka besarnya gaya apung dengan carayang berbeda menghasilkan gaya apung yang relatif sama, dan besar gaya apungnya adalah Besarnya gaya apung dipengaruhi oleh massa jenis fluida, dan volume benda yang tercelup. Berdasarkan hasil eksperimen besarnya massa jenis fluida dan volume benda yang tercelup memiliki hubunngan yang linier, yaitu jika massa jenis suatu fluida besar maka besarnya gaya apung yang diperoleh akan lebih besar pula. Begitupun untuk volume benda yang tercelup, jika volume bendanya beasar maka besarnya gaya apung yang diperoleh juga akan semakin besar. B. Saran Diperlukan ketelitian yang baik saat melakukan eksperimen agar kesalahan-kesalahn yang dapat terjadi seperti kesalahan paralaks maupun kesalahan saat pengolahan data dapat diminimalisir sebaik mungkin agar data dan hasil pengolahannya dapat sesuai dengan yang diharapkan. Semoga dengan makalah ini dapat memberi wawasan dan pengetahuan lebih, bagi pembaca mengenai hukum Archimedes dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Serta diharapkan pula agar pembaca dapat memahami fenomenafenomena fisika yang berkaitan dengan hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari. Maka dari itu penulis mengharapkan kepada pembaca apabila ada kekurangan dan keselahan terkait pembuatan makalah, dimohon untuk memberi kritik dan saran yang membangun untuk pembuatan makalah selanjutnya agar menjadi lebih baik lagi. 25 Daftar pustaka Tipler, A.Paul (1991). Fisika untuk sains dan teknik. Erlangga. Jakarta: Penerbit Erlangga. 26