cara sederhana mengukur berat air

Cara sederhana mengukur berat air yang dipindahkan oleh sebuah benda yang dimasukkan ke dalam air. Gaya apung adalah gaya tekan ke atas fluida terhadap sebuah benda yang terdapat dalam fluida.

aksiografi.com – Mengapung biasanya dihubungkan dengan air, tetapi mengapung juga dapat menggambarkan benda-benda yang terapung dalam fluida-fluida lain—cair atau gas.

Gaya apung atau buoyancy adalah gaya tekan ke atas fluida terhadap sebuah benda yang terdapat dalam fluida tersebut. Archimedes, seorang ahli matematika berkebangsaan Yunani, mendapat penghargaan karena penjelasannya tentang gaya, yang disebut gaya apung, yaitu gaya yang mendorong benda-benda dalam fluida.

Dalam percobaan ini, kita akan mengukur besarnya gaya apung pada benda terapung dengan mengukur berat air yang dipindahkan (terdorong ke samping) oleh benda tersebut ketika dimasukkan dalam air. Kita akan mengetahui perbedaan antara berat benda di udara dan berat benda yang sama di dalam air, dan membandingkan bermacam-macam gaya apung air terhadap benda. Kita juga akan mengamati hubungan antara rapatan (berat jenis) fluida dan gaya apungnya.

Tujuan Pembelajaran

Tujuan percobaan ini untuk mengukur berat air yang dipindahkan oleh benda, ketika benda tersebut dimasukkan ke dalam air.

Bahan-Bahan

  • gunting
  • botol plastik kosong berkapasitas 2 liter
  • pelubang kertas
  • sedotan elastis
  • cangkir ukur (250 ml)
  • kendi
  • air
  • cangkir kertas berkapasitas 90 ml
  • 20 buah uang logam

Cara Kerja Mengukur Berat Air

1. Potong bagian atas botol plastik. Buang bagian atasnya, simpan bagian bawah.

2. Gunakan pelubang kertas untuk melubangi botol plastik 5 cm dari lingkaran atas botol yang telah dipotong.

3. Masukkan ujung sedotan sehingga sedotan membentuk sudut 90°. Tempatkan cangkir ukur di bawah ujung sedotan yang satunya.

4. Tuangkan air ke dalam botol hingga ketinggian air di atas sedotan. Air akan mengalir melalui sedotan ke cangkir ukur.

5. Ketika air sudah berhenti mengalir, kosongkan cangkir ukur, dan tempatkan kembali di bawah sedotan.

6. Letakkan dan atur posisi cangkir kertas di atas permukaan air dalam botol. Masukkan uang logam satu per satu ke dalam cangkir. Jangan biarkan air tumpah dari bagian bibir botol.

percobaan gaya apung

7. Ketika air berhenti mengalir melalui sedotan ke cangkir ukur, pindahkan cangkir kertas dari botol. Catat volume air dalam cangkir ukur dalam ukuran liter (L) (Satuan Internasional untuk volume).

8. Gunakan persamaan di bawah untuk menentukan massa air dalam satuan kg.

mair  = Dair x Vair

mair  = 1 kg/L X 0,015 L

Dair   = volume air yang dipindahkan dalam liter (L)

Contoh:

Jika cangkir kertas memindahkan 15 ml air, yang setara dengan 0,015 L, massa air akan menjadi:

mair  = Dair x Vair

        1 kg/L X 0,015 L

         0,015 kg

9. Gunakan persamaan di bawah untuk menentukan berat air dalam satuan newton (N)

Fair = m x g

Fair   = berat air dalam satuan newton

m   = massa air dalam kg

g   = percepatan gravitasi, yaitu 9,8 m/det²

Contoh:

Jika 0,015 L air dipindahkan, maka massa air adalah 0,015 kg, dan berat air dalam satuan newton adalah:

Fair = m x g

      0,015 kg X 9,8 m/det²

      0,147 kg m/det²   

      0,147 N

Catatan: I newton = 1 kg m/det- sehingga berat air adalah 0,147 N.

Hasil Mengukur Berat Air

Hasil praktek cara sederhana mengukur berat air yang dipindahkan oleh sebuah benda yang dimasukkan ke dalam air telah berhasil. Cangkir kertas mengapung di air. Air tertekan oleh cangkir kertas, sehingga airnya tumpah ke dalam cangkir ukur. Gunakan volume air yang tumpah tersebut untuk menghitung gaya apung cangkir kertas. Sebagai contoh. sebuah benda yang memindahkan air sebanyak 0,015 L, memiliki gaya apung sebesar 0,147 N.

Mengapa?

Cangkir kertas mengapung di air, dengan setengah bagiannya berada di bawah permukaan air. Cangkir kertas ini memindahkan (mendorong ke samping) sejumlah air yang setara dengan volume cangkir kertas yang berada di bawah permukaan air.

Gaya apung adalah gaya tekan ke atas oleh fluida (zat, gas atau cair, yang mengalir dan memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuknya pada saat ditekan) terhadap benda yang ada di dalam fluida tersebut. Gaya apung air pada cangkir kertas setara dengan berat air yang dipindahkan oleh cangkir kertas.

Seorang ahli matematika dari Yunani bernama Archimedes (298-212 SM) memperoleh penghargaan karena menemukan hukum gaya apung, yang menyatakan bahwa setiap benda tenggelam atau terapung dalam fluida akan didorong (diangkat) oleh sebuah gaya yang setara dengan berat fluida yang dipindahkannya. Setelah kamu mengetahui jumlah air yang dipindahkan, kamu dapat menghitung berat air yang dipindahkan, yang setara dengan gaya apung dalam satuan newton. Itulah salah satu fungsi gaya apung menekan ke atas.

Cobalah Pendekatan Baru

Setelah melakukan praktek cara sederhana mengukur berat air yang dipindahkan oleh sebuah benda yang dimasukkan ke dalam air, maka kita akan melakukan pendekatan baru, sebagai berikut:

1. Sebuah benda akan mengapung selama beratnya setara dengan berat air yang dipindahkannya. Bandingkan berat cangkir yang berisi uang logam dengan berat air yang dipindahkannya berdasarkan percobaan di atas. Tentukan berat cangkir dan uang logam dengan menggunakan timbangan makanan untuk mengukur massa cangkir dan uang logam tersebut dalam satuan gram. Kemudian ubahlah satuan gram menjadi satuan kilogram dan gunakan rumus Fair. = m x g untuk menentukan berat cangkir dan uang logam dalam satuan newton .

2. Berapakah berat maksimal yang diperlukan cangkir kertas dan uang logam agar tetap terapung. Ulangi percobaan di atas dengan menempatkan cangkir kertas di dalam air. Sambil menambahkan uang logam satu per satu, catatlah setiap perubahan posisi cangkir kertas dalam air. Terus tambahkan uang logam satu persatu hingga satu uang logam lagi membuat cangkir kertas tenggelam. Pindahkan satu buah uang logam, kemudian tentukan berat cangkir kertas dan uang-uang logam dalam keadaan kering seperti sebelumnya. Ukur berat air yang dipindahkan oleh cangkir. Bagaimanakah perbandingan antara kedua berat tersebut?

Setelah melakukan pendekatan baru, sampaikanlah hasil uji cobamu pada kolom komentar. Tulislah hasilnya dan berbagilah kepada teman-temanmu. Tim Sekolah ALam aksiografi akan memuatnya di kategori ini.

Selamat Mencoba!