LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

GAYA ARCHIMEDES

Disusun oleh :

Eka Pajar Dwiantho 15010035

Febby Cahya Andinie 15010044

Iin Siti Fatimah 15010052

Nandani Dwi Octavia 15010156

Siti Julia Nuranggraini 15010118

Widiyana 15010134

PROGRAM STUDI S1 FARMASI

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI DAN INDUSTRI FARMASI

NOVEMBER 2015

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat-

Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan praktikum “Gaya

Archimedes”. Penulisan laporan ini adalah salah satu tugas mata kuliah Praktikum

Fisika Dasar. 

Dalam penulisan laporan praktikum ini kami merasa masih banyak

kekurangan, baik pada teknis penulisan maupun materi. Untuk itu kritik dan saran

dari semua pihak sangat kami harapkan demi penyempurnaan pembuatan laporan

ini. Dalam penulisan laporan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada

pihak yang membantu dalam menyelesaikan laporan ini, khususnya kepada Bapak

Rakhmad Rhamdani Alwie, S.Si. yang telah memberikan pengarahan dan

dorongan dalam pembuatan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat dan

menjadi sumber literatur bagi pembaca.

Bogor, 1 Desember 2015

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................................i

DAFTAR ISI.......................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN...............................................................................1

1.1 Tujuan Praktikum..............................................................................1

1.2 Dasar Teori.......................................................................................1

BAB II ALAT DAN BAHAN..........................................................................6

2.1 Alat....................................................................................................6

2.2 Bahan.................................................................................................6

BAB III METODE KERJA.............................................................................7

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..........................................................8

4.1 Hasil..................................................................................................8

4.2 Pembahasan.......................................................................................11

BAB V KESIMPULAN.....................................................................................12

DAFTAR RUJUKAN.........................................................................................13

LAMPIRAN........................................................................................................14

ii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan

1. Mempelajari perilaku gaya yang bekerja pada sebuah benda yang dicelupkan

ke dalam zat cair.

2. Dapat menentukan besarnya gaya Archimedes yangbekerja pada benda yang

dicelupkan ke dalam zat cair.

1.2 Dasar Teori

1.2.1 Sejarah Hukum Archimedes

Archimedes adalah seorang ilmuwan terbesar pada zamannya. Ia lahir di kota

Syracuse, Sisilia pada tahun 287 SM dan meninggal pada tahun 212 SM.

Archimedes dikenal sebagai ahli fisika, marematika, optika dan astronomi. Ia

dijuluki sebagai Bapak Eksperimen, karena mendasarkan penemuannya pada

percobaan. Ia menemukan hukum pada sebuah peristiwa yang disebut dengan

Hukum Archimedes yang berbunyi “jika benda dimasukkan ke dalam cairan, baik

sebagian atau seluruhnya, akan mendapatkan gaya ke atas sebesar berat cairan

yang dipindahkan benda itu”. Misalnya air mempunyai volume tertentu, jika

sebuah benda dimasukkan ke dalam air tersebut, maka permukaan air akan

terdesak atau naik. Dengan kata lain, berat benda seolah-olah menjadi lebih

ringan. Hal ini karena adanya gaya ke atas yang sering disebut gaya Archimedes

(Agusni, 2015).

Prinsip Archimedes Ketika dirimu menimbang batu di dalam air, berat batu

yang terukur pada timbangan pegas menjadi lebih kecil dibandingkan dengan

ketika dirimu menimbang batu di udara (tidak di dalam air). Massa batu yang

terukur pada timbangan lebih kecil karena ada gaya apung yang menekan batu ke

atas. Efek yang sama akan dirasakan ketika kita mengangkat benda apapun dalam

air. Batu atau benda apapun akan terasa lebih ringan jika diangkat dalam air. Hal

ini bukan berarti bahwa sebagian batu atau benda yang diangkat hilang sehingga

berat batu menjadi lebih kecil, tetapi karena adanya gaya apung. Arah gaya apung

ke atas, alias searah dengan gaya angkat yang kita berikan pada batu tersebut

1

sehingga batu atau benda apapun yang diangkat di dalam air terasa lebih ringan.

Keterangan gambar : Fpegas = gaya pegas, w = gaya berat batu, F1 = gaya yang

diberikan fluida pada bagian atas batu, F2 = gaya yang diberikan fluida pada

bagian bawah batu, Fapung = gaya apung (Agusni, 2015).

Fapung merupakan gaya total yang diberikan fluida pada batu (Fapung = F2-

F1). Arah gaya apung (Fapung) ke atas, karena gaya yang diberikan fluida pada

bagian bawah batu (F2) lebih besar daripada gaya yang diberikan fluida pada

bagian atas batu (F1) (Agusni, 2015).

 Hal ini dikarenakan tekanan fluida pada bagian bawah lebih besar daripada

tekanan fluida pada bagian atas batu. Dalam kehidupan sehari-hari, kita akan

menemukan bahwa benda yang dimasukan ke dalam fluida seperti air misalnya,

memiliki berat yang lebih kecil daripada ketika benda tidak berada di dalam fluida

tersebut. mungkin sulit mengangkat sebuah batu dari atas permukaan tanah tetapi

batu yang sama dengan mudah diangkat dari dasar kolam. Hal ini disebabkan

karena adanya gaya apung sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya. Gaya apung

terjadi karena adanya perbedaan tekanan fluida pada kedalaman yang berbeda.

Seperti yang telah gurumuda jelaskan pada pokok bahasan Tekanan pada Fluida,

tekanan fluida bertambah terhadap kedalaman (Agusni, 2015).

Semakin dalam fluida (zat cair), semakin besar tekanan fluida tersebut. Ketika

sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida, maka akan terdapat perbedaan tekanan

antara fluida pada bagian atas benda dan fluida pada bagian bawah benda. Fluida

yang terletak pada bagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar

daripada fluida yang berada di bagian atas benda. (perhatikan gambar di bawah).

Pada gambar di atas, tampak sebuah benda melayang di dalam air. Fluida yang

berada dibagian bawah benda memiliki tekanan yang lebih besar daripada fluida

yang terletak pada bagian atas normal (Agusni, 2015).

1.2.2 Hukum Archimedes

Dalam kehidupan sehari-hari sering kita jumpai bahwa batu terasa lebih

ringan bila diangkat di dalam air. Orang pertama yang menjelaskan peristiwa di

atas adalah Archimedes, yang menyatakan bahwa di dalam air timba akan

mendapat gaya ke atas sehingga timba terasa ringan, dapat dijelaskan seperti

gambar 1 (Tipler,1996).

2

Gambar 1.1 Fenomena Hukum Archimedes

Dari gambar 1 dapat kita lihat bahwa besarnya berat benda di udara adalah:

W udara = W = m .g

Sedangkan berat benda di dalam air, yaitu :

W air = W – Fa = m.g – Fa

dimana: m = massa benda (kg)

g = percepatan grafitasi bumi (m/det2 )

W = berat benda (N)

Fa = gaya ke atas (N)

Dari persamaan di atas tampak jelas bahwa W air lebih kecil dari W udara.

Jadi berat benda dalam air lebih keci dari pada di udara. Hukum Archimedes :

setiap benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan

mendapat gaya ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu.

Melalui pemahaman ini kita akan membandingkan harga massa jenis yang

dihitung secara konfensional (hitung massa dan volume) dan yang menggunakan

menerapkan hukum Archimides (Tipler,1996). Besarnya gaya keatas suatu benda

yang dicelupkan dalam zat cair dapat dinyatakan dengan :

FA = W-W’

dan gaya keatas itu memenuhi hubungan

FA = V.ρf .g

dengan V adalah volume zat cair yang dipindahkan oleh benda itu dan

nilainya sama dengan volume benda yang tercelup dalam zat cair , ρf adalah

massa jenis zat cair dan g adalah percepatan gravitasi (Tipler,1996).

3

Gambar 1.2 Menimbang benda menggunakan Neraca Pegas

1.2.3 Pengertian Benda Mengapung

Bila benda dicelupkan ke dalam air maka ada tiga kemungkinan yang akan

dialami oleh benda tersebut, yaitu mengapung, melayang dan tenggelam. Suatu

benda dikatakan terapung dalam zat cair bila sebagian benda tercelup dan

sebagian lagi muncul di udara, dengan kata lain benda akan terapung diatas

permukaan air bila massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair

(Gambar 1.3) (Jewett, 2009).

Gambar 1.3 Benda mengapung, tenggelam dan melayang

Berdasarkan hukum Newton I, bila suatu benda dalam keadaan diam

(setimbang), maka resultan gaya yang bekerja pada benda haruslah sama dengan

nol.

∑F = 0

Fa - Wb = 0

Fa = Wb

Berdasarkan hubungan massa dan berat benda:

Wb = m .g

Wb = ρb .g .vb

4

Menurut Jewett (2009) Berdasarkan hukum Archimedes bahwa besarnya

gaya keatas yang dikerjakan fluida pada benda adalah sama dengan berat fluida

yang dipindahkan oleh benda. Maka kita subtitusikan persamaan diatas maka

diperoleh:

Fa = Wb

dimana : Fa = gaya ke atas (N)

W = gaya berat benda (N)

vbf = volume benda yang tercelup dalam fluida (m3 )

vb = volume benda seluruhnya (m3 )

ρf = massa jenis fluida (kg/m3 )

ρb = massa jenis benda (kg/m3 )

Untuk menghitung besarnya massa jenis fluida dapat dilakukan dengan

percobaan sebuah tabung dimasukkan kedalam sebuah bejana yang berisi air,

maka sebagian dari tabung tercelup kedalam air dan sebagian lagi muncul diudara.

Berdasarkan persamaan diatas bahwa besarnya gaya ke atas yang dialami benda

dalam zat cair sama dengan berat benda tersebut, maka massa jenis fluida dapat

dihitung dengan rumus:

Jika massa tabung bertambah yaitu dengan memasukkan n buah gotri

kedalam tabung, maka tabung akan tercelup kebawah sebesar ∆h = ℎbf2- ℎbf1

sehingga persamaan diatas menjadi:

dimana : ρf = massa jenis fluida (kg/m3 )

mb = massa benda (kg)

A = luas penampang tabung (cm3 )

∆h = pertambahan tinggi yang tercelup ke dalam zat cair (cm)

n = jumlah gotri (guli baja)

5

BAB II

ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat

1. Neraca Pegas

2. Jangka Sorong

2.2 Bahan

1. Zat Cair

2. Pipa

3. Benang

6

1.

BAB III

METODE KERJA

3.1 Metode Kerja Gaya Archimedes

1. Disiapkan jangka sorong dan pipa yang akan diukur

2. Diukur diameter dalam dan diameter luar pipa dengan jangka sorong dan ukur

dengan tepat.

3. Diukur tinggi paralon dengan memasukkan ekor (pengukur kedalaman) jangka

sorong dengan tepat.

4. Diamati skala utama dan skala nonius yang tepat berimpit dengan skala utama

5. Diulangi pengamatan sebanyak tiga kali dan catat hasilnya pada tabel

pengamatan.

6. Ditimbang pipa dengan neraca pegas dan dicatat berat pipa di udara

7. Dimasukkan pipa ke dalam zat cair

8. Ditimbang pipa dengan neraca pegas dan dicatat berat pipa dalam zat cair

9. Dihitung perbedaan berat antara pengukuran volume dengan jangka sorong

dengan volume pada berat neraca pegas

7

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Volume dengan Jangka Sorong

UlanganD

Dalam

D

Luart

r

Dalam

r

Luar

V

Dalam

V

Luar

V

Total

1 2,66 3,39 7,02 1,33 1,695 38,9915 63,3295 24,338

2 2,67 3,39 7,015 1,335 1,695 39,2572 63,2844 24,027

3 2,665 3,41 7,025 1,3325 1,705 39,1661 64,1246 24,958

Rata-rata 2,665 3,40 21,06 1,3325 1,698 39,1383 63,5795 24,441

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Volume dengan Neraca Pegas

Percobaan Ma Mu Wu Wa Fa Vb

1 40 g 15 g 39200 14700 2450025

2 40 g 15 g 39200 14700 2450025

3 40 g 15 g 39200 14700 2450025

4.1.2 Perhitungan

4.1.2.1 Perhitungan Hasil Pengukuran Volume dengan Jangka Sorong

1. Pengukuran Tinggi Silinder

= 7 + (2 x 0,01) = 7 + (1,5 x 0,01) = 7 + (2,5 x 0,01)

= 7 + 0,02 = 7 + 0,015 = 7 + 0,025

= 7,02 cm = 7,015 cm = 7,025 cm

2. Pengukuran Diameter

8

a. = 2,6 x (6 x 0,01)

= 2,6 + 0,06

= 2,66 cm

b. = 2,6 x (7 x 0,01)

= 2,6 + 0,06

= 2,67 cm

c. = 2,665 x (6,5 x 0,01)

= 2,6 + 0,065

= 2,665 cm

d. = 3,3 x (9 x 0,01)

= 3,3 + 0,09

= 3,39 cm

e. = 3,3 x (9 x 0,01)

= 3,3 + 0,09

= 3,39 cm

f. = 3,3 x (11 x 0,01)

= 3,3 + 0,11

= 3,41 cm

3. Pengukuran Jari-jari

= 2,66 x = 2,67 x = 2,665 x

= 1,33 cm = 1,335 cm = 1,3325 cm

= 3,39 x = 3,39 x = 3,41 x

9

= 1,695 cm = 1,695 cm = 1,705 cm

4. Pengukuran Volume

a. Volume Dalam Pipa

= = t

= 3,14 x x 7,02 = 3,14 x x 7,015

= 38,9915 = 39,2572

=

= 3,14 x x 7,025

= 39,1661

b. Volume Luar Pipa

= =

= 3,14 x x 7,02 = 3,14 x x 7,015

10

= 63,3295 = 63,2844

=

= 3,14 x x 7,025

= 64,1246

c. Volume Total

=

= 63,3295 - 38,9915

= 24,338

=

= 63,2844 - 39,2572

= 24,0272

11

=

= 64,1246 - 38,1661

= 24,9585

4.1.2.2 Perhitungan Hasil Pengukuran Volume dengan Neraca Pegas

1. Perhitungan Berat Benda (W)

udara = mu x g

= 40 gram x 980

= 39200 N

udara = mu x g

= 40 gram x 980

= 39200 N

udara = mu x g

= 40 gram x 980

= 39200 N

air = ma x g

= 15 gram x 980

= 14700 N

air = ma x g

= 15 gram x 980

= 14700 N

air = ma x g

= 15 gram x 980

= 14700 N

12

2. Perhitungan Gaya Archimedes (Fa)

= Wu - Wa

= 40 gram x 980

= 39200 N

= Wu - Wa

= 40 gram x 980

= 39200 N

= Wu - Wa

= 40 gram x 980

= 39200 N

3. Perhitungan Volume Benda yang Tercelup

V =

=

= 25

V =

=

13

= 25

V =

=

= 25

4.2 Pembahasan

Pada percobaan pengukuran volume dengan jangka sorong didapatkan

volume total 24,338 ; 24,0272 ; 24,9585 dengan volume rata-rata

sebesar 24,4412 , sedangkan pengukuran volume dengan neraca pegas

didapatkan volume sebesar 25 . Hasil pengukuran volume benda

menggunakan neraca pegas dengan prinsip Archimedes hasilnya tidak jauh

berbeda secara signifikan dengan pengukuran menggunakan jangka sorong.

Kesalahan dalam pengukuran diakibatkan karena alat belum dikalibrasi, sehingga

kemungkinan terjadi kesalahan saat pengukuran sangat besar.

BAB V

KESIMPULAN

Kesimpulan dalam percobaan ini yaitu pengukuran volume benda

menggunakan neraca pegas dengan prinsip Archimedes hasilnya tidak jauh

berbeda secara signifikan dengan pengukuran menggunakan jangka sorong.

Kesalahan dalam pengukuran diakibatkan karena alat belum dikalibrasi, sehingga

kemungkinan terjadi kesalahan saat pengukuran sangat besar.

14

DAFTAR PUSTAKA

Agusni, Ayu. 2015. Fisika Dasar Tentang Penerapan Hukum Archimedes. Aceh :

Politeknik Indonesia Venezuela

Tipler A, Paul. 1996. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi ke tiga jilid I. Jakarta :

Erlangga.

Jewett, Serway. 2009. Fisika Untuk Sains dan Teknik, Buku 1 edisi 6. Jakarta:

Salemba Teknika.

15

LAMPIRAN

Lampiran 1. Pengukuran Volume menggunakan Neraca Pegas

16