Benda Mengapung, Melayang, Tenggelam ǀ Analisis Persamaan (Rumus), Gambar, dan Contohnya

Kita telah mengenal konsep gaya apung pada pembahasan prinsip Archimedes. Lalu, bagaimana penjelasan terkait konsep benda mengapung, melayang, dan tenggelam. Berikut analisis persamaan (rumus), gambar, dan contohnya.

Baca sebelumnya : Hukum Archimedes ǀ Bunyi, Penurunan Persamaan Gaya Apung, dan Analisis Gambar

BENDA MENGAPUNG (FLOATING OBJECT)

Gambar 1.1. Analisis Gambar dan Persamaan (Rumus) Benda Mengapung dan Ciri-cirinya
<a href="http://www.freepik.com">Designed by macrovector / Freepik</a>
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Sebuah kubus kayu dijatuhkan ke dalam segelas air. Mula-mula, ia tenggelam atau mencelupkan diri seutuhnya ke air lalu perlahan naik. Akhirnya, ia terdiam dan mengapung di atas air dengan beberapa bagian menonjol keluar permukaan. Apakah yang sebenarnya terjadi?

Saat kayu tercelup semua, ia mendapat gaya apung (B) sebesar volume fluida yang ia pindahkan. Tetapi, gaya berat kayu lebih kecil dibandingkan gaya berat fluida (air) yang ia pindahkan (gaya apung). Resultan gaya-nya menjadi positif ke atas.

Ia dipercepat naik ke atas sampai sebagian kubus kayu keluar permukaan air. Hal ini mengakibatkan gaya apungnya berubah menjadi lebih kecil dari sebelumnya karena volume fluida yang dipindahkan juga berkurang. Tetapi, berat kayu tidak berubah.

Akhirnya, berat fluida yang dipindahkan (gaya apung) = berat kayu keseluruhan. Gaya sedang dalam kondisi setimbang dan sama besar, alias resultan gaya-nya = nol.

Contoh benda mengapung dalam air adalah, minyak, kayu, spons, kerosin, plastik, dan lainnya.

BENDA MELAYANG (SUBMERGED OBJECT)

Gambar 1.2. Analisis Gambar dan Persamaan (Rumus) Benda Melayang dan Ciri-cirinya-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Mulanya, telur dijatuhkan ke dalam air asin. Ia tenggelam seutuhnya dan melayang di air asin tersebut layaknya ikan. Telur tidak tenggelam ataupun naik ke permukaan air asin.

Gaya apung diberikan pada telur sebesar volume fluida (air asin) yang dipindahkan oleh telur. Telur berada dalam posisi setimbang melayang di air asin. Pada kondisi ini, resultan gaya pada telur juga = nol.

Contoh benda melayang adalah ikan di air dan telur di air asin.

BENDA TENGGELAM (SINK OR TOTALLY SUBMERGED OBJECT)

Gambar 1.3. Analisis Gambar dan Persamaan (Rumus) Benda Tenggelam dan Ciri-cirinya
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Sebuah kubus besi dijatuhkan ke dalam air. Ia tenggelam terus ke bawah tanpa kembali ke permukaan atau diam di posisi tertentu. Kubus besi terus terjun ke bawah sampai ke dasar gelas.

Gaya apung diberikan fluida (air) pada kubus besi sebesar berat fluida yang ia pindahkan. Tetapi, berat fluida (kubus fluida) ini lebih kecil dibandingkan berat kubus besi. Resultan gaya apung dan gaya berat pada kubus besi ≠ nol.

Contoh benda tenggelam dalam air adalah besi, logam, batu, koin, pasir, merkuri, dan lainnya.

Contoh benda tenggelam, mengapung, atau melayang tidak harus benda yang homogen. Ia dapat berupa botol plastik dengan udara di dalamnya. Dan volume benda tidak beraturan dapat diukur lebih kompleks lagi.

Baca selanjutnya : Apakah Es dalam Gelas Penuh Air akan Tumpah saat Es Telah Mencair? Apakah Fenomena Ini Sama dengan Melelehnya Es Kutub?

Kesimpulannya analisis persamaan (rumus) dan gambar benda mengapung, melayang, dan tenggelam dapat dilakukan seperti mencari resultan vektor dan karakteristik benda yang akan tenggelam, melayang, atau terapung dapat dilihat dari kerapatan (massa jenis)-nya.