Artikel ini menjelaskan apa itu daya apung. Anda akan menemukan berbagai jenis daya apung dan hubungan antara daya apung dan kepadatan. Selain itu, Anda akan dapat melihat penerapan konsep ilmiah ini di dunia nyata.
Apa itu daya apung?
Daya apung adalah kemampuan suatu benda untuk mengapung, yaitu kemampuan suatu benda untuk tetap berada dalam keseimbangan dalam suatu fluida.
Agar suatu benda dapat mengapung dalam zat cair, gaya yang dihasilkan oleh tekanan yang diberikan oleh zat cair pada benda tersebut harus sama dengan gaya berat benda.
Kadang-kadang, dengan membenamkan suatu benda ke dalam air (atau cairan lainnya), benda tersebut naik sedikit demi sedikit hingga mengapung di permukaan. Hal ini disebabkan karena gaya yang diberikan pada benda bagian bawah lebih besar daripada gaya berat benda ditambah tekanan yang diberikan pada benda bagian atas. Dalam hal ini, benda akan naik hingga gaya di atas dan gaya di bawah sama besar.
Oleh karena itu, penyebab daya apung suatu benda bukanlah kepadatannya, melainkan keseimbangan gaya antara tekanan vertikal ke atas yang diterapkan pada bagian bawahnya dan gaya beratnya. Namun massa jenis suatu benda dapat dikaitkan dengan kemampuannya untuk mengapung, yang akan dijelaskan lebih rinci di bawah ini.
Prinsip Apung dan Archimedes
Prinsip Archimedes menyatakan bahwa suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam zat cair menerima gaya vertikal ke atas yang setara dengan berat zat cair yang dipindahkan ketika benda tersebut dimasukkan ke dalam zat cair.
Oleh karena itu, gaya apung yang diberikan suatu zat cair pada suatu benda sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya ketika dimasukkan.
Oleh karena itu, menurut prinsip Archimedes, agar suatu benda dapat mengapung, ia harus mengeluarkan sejumlah cairan yang beratnya setara dengan berat benda itu sendiri.
jenis daya apung
Dalam konsep daya apung, kita membedakan tiga jenis daya apung menurut pergerakannya.
- Daya apung positif : benda cenderung naik di dalam zat cair, sehingga tekanan yang diberikan zat cair lebih besar daripada gaya berat benda.
- Daya apung negatif : benda cenderung turun di dalam cairan, yaitu benda tenggelam. Artinya gaya berat lebih besar dibandingkan gaya apung.
- Daya apung netral: benda berada dalam keseimbangan di dalam fluida, artinya benda tetap tersuspensi di dalam fluida. Dalam hal ini, gaya vertikal positif yang diterapkan oleh fluida pada benda setara dengan beratnya.
Hubungan antara daya apung dan kepadatan
Mengingat definisi daya apung, pada bagian ini kita akan melihat hubungan antara massa jenis dan daya apung.
Daya apung suatu benda dalam suatu zat cair berhubungan dengan massa jenis benda tersebut dan massa jenis zat cair tersebut. Jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair maka benda akan terapung di atas zat cair, namun jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair maka benda tidak akan terapung dan akan tenggelam.
Misalnya air mempunyai massa jenis sekitar 1000 kg/ m3 , maka jika massa jenis suatu benda lebih besar dari 1000 kg/ m3 maka benda tersebut akan tenggelam di dalam air. Sebaliknya jika massa jenis benda kurang dari 1000 kg/ m3 maka benda akan terapung.
Perbedaan antara massa dan massa jenis suatu benda perlu ditekankan, karena massa tidak menentukan daya apung benda, tetapi massa jenisnya. Ada kemungkinan suatu benda berbobot banyak tetapi mempunyai volume yang sangat besar, sehingga menyebabkan massa jenisnya rendah sehingga dapat mengapung.
aplikasi daya apung
Terakhir, untuk memahami sepenuhnya arti daya apung, mari kita lihat cara penggunaannya di dunia nyata.
Logikanya, daya apung merupakan konsep yang sangat penting dalam bidang teknik, terutama dalam perancangan struktur atau kapal bawah air, seperti kapal laut atau kapal selam.
Namun gaya apung tidak hanya berlaku pada zat cair, suatu benda juga bisa mengapung di dalam gas. Dalam merancang balon udara atau kapal udara, penting untuk mempelajari daya apung.
Demikian pula, untuk belajar menyelam, penting untuk memiliki setidaknya sedikit pengetahuan tentang daya apung.