Pengaruh Bentuk Benda Dan Kedalaman Terhadap Gaya Angkat Ke Atas (F ) Pada Fluida Statis

Abstract

Fluida adalah zat yang dapat mengalir atau berpindah akibat pengaruh tekanan yang sangat kecil atau sedikit saja. Fluida memiliki dua wujud yaitu cair dan gas. Komponen yang bekerja pada fluida statis adalah gaya angkat ke atas dan tekanan hidrostatis. Gaya angkat ke atas atau gaya apung adalah resultan gaya yang dilakukan terhadap suatu benda oleh fluida statis tempat benda itu tercelup. Jadi, gaya angkat ke atas dipengaruhi oleh volume benda yang tercelup ke dalam zat cair. Tekanan hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Pada penelitian ini yang akan dibahas yaitu pengaruh bentuk benda dan kedalaman terhadap gaya angkat ke atas (F ) pada fluida statis. Bentuk benda yang digunakan pada penelitian ini yaitu balok, kubus, dan prisma. Ketiga benda memiliki volume yang sama 64 cm A vii

3 dan terbuat dari kayu dengan jenis yang sama yaitu kayu Albazia Falcataria atau lebih dikenal dengan nama kayu sengon. Perbedaan ketiga benda terletak pada luas bidang sentuh benda dengan air. Pada balok bidang sentuh dengan air berbentuk persegi panjang dengan luas 32 cm 2 . Pada kubus bidang sentuh dengan air berbentuk bujur sangkar atau persegi dengan luas 16 cm 2 . Pada prisma bidang sentuh dengan air berbentuk segitiga dengan luas 20 cm 2 . Untuk mengukur volume benda yang tercelup menggunakan gelas ukur yang diisi air lalu benda dicelupkan. Volume benda dihasilkan dari selisih antara volume air sebelum benda dicelupkan dengan volume air setelah benda dicelupkan. Hasil dari data volume air yang tercelup kedalam air digunakan untuk menghitung besar gaya angkat keatas yang dialami benda dengan persamaan F = ρ 𝒈 V. Pada penelitian ini juga mengukur gaya angkat ke atas pada kedalaman 20 cm, 40 cm, 60 cm, 80 cm, dan 100 cm. Benda yang digunakan untuk mengukur gaya angkat ke atas A A pada masing-masing kedalaman memiliki massa yang sama yaitu 100 gram. Gaya angkat ke atas pada penelitian ini diukur menggunakan persamaan F

dengan W u adalah berat benda diukur pada saat di udara dan viii

W adalah berat benda dikur pada saat di dalam air. Jadi, gaya angkat ke atas didapat dengan menghitung selisih antara berat benda di udara dengan berat benda di air. Alat untuk mengukur berat benda di udara dan di dalam air menggunakan neraca pegas. Analisis data menggunakan persamaan F A c = ρ g V menghasilkan gaya angkat ke atas 0.49

Newton untuk balok, 0.392 Newton untuk kubus, dan 0.441 Newton untuk prisma. Perbedaan gaya angkat ke atas (F ) yang dialami setiap benda dipengaruhi oleh perbedaan luas bidang sentuh benda dengan permukaan air. Pada balok bidang sentuh dengan air berbentuk persegi panjang dengan luas 32 cm A . Pada kubus bidang sentuh dengan air berbentuk bujur sangkar atau persegi dengan luas 16 cm 2 . Pada prisma bidang sentuh dengan air berbentuk segitiga dengan luas 20 cm . Analisis data menggunakan persamaan F A = W u - W menghasilkan 0.05 Newton pada kedalaman 20 cm, 0.1 Newton pada kedalaman 40 cm, 0.15 Newton pada kedalaman 60 cm, 0.2 Newton pada kedalaman 80 cm, dan 0.25 Newton pada kedalaman 100 cm. Perbedaan nilai gaya angkat ke atas (F A c ) pada masing-masing kedalaman tidak dipengaruhi volume benda yang tercelup melainkan dipengaruhi oleh perbedaan kedalaman. Perbedaan kedalaman benda tercelup akan mempengaruhi perbedaan tekanan hidrostatis yang dialami benda. Kesimpulan dari penelitian ini yaitu bentuk benda mempengaruhi luas bidang sentuh antara benda dengan air yang juga mempengaruhi besar gaya angkat ke atas yang dialami benda. Besar gaya angkat ke atas juga dipengaruhi oleh kedalaman benda tercelup. Semakin dalam benda tercelup tekanan hidrostatis benda semakin besar dan gaya angkat ke atas yang dialami benda semakin besar.