Dalam menjelaskan mengapa suatu benda bisa tenggelam di dalam perairan, kita perlu memahami dua konsep dasar fisika: massa dan volume, serta bagaimana keduanya mempengaruhi apa yang dikenal sebagai daya apung atau buoyancy.
Daya Apung: Apa Itu dan Bagaimana Cara Kerjanya
Daya apung adalah gaya yang bekerja menaikkan benda dalam fluida, yang mencakup baik air maupun gas. Gaya ini bekerja berlawanan dengan gravitasi, dan seberapa kuat gayanya tergantung pada densitas fluida dan volume benda yang tenggelam di dalamnya.
Fisika melanjutkan dengan menyatakan bahwa benda-benda yang lebih padat, atau memiliki densitas lebih besar dari pada fluida di sekitarnya, akan tenggelam. Sebaliknya, benda-benda yang memiliki densitas lebih rendah dari fluida di sekelilingnya akan mengapung.
Megasikan Massa dan Volume
Massa adalah jumlah materi yang ada dalam benda, sering diukur dalam kilogram atau gram.
Di sisi lain, volume adalah seberapa banyak ruang yang benda isi. Unit pengukuran yang biasanya digunakan untuk volume meliputi meter kubik dan liter.
Prinsip Archimedes
Penjelasan terbaik tentang mengapa suatu benda tenggelam atau mengapung datang dari Prinsip Archimedes, yang menyatakan: “Sebuah benda yang tenggelam dalam fluida mendorong fluida ke samping sebesar volumenya sendiri. Oleh karena itu, benda tersebut mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.”
Hubungan Densitas, Massa, dan Volume
Jadi, mengapa suatu benda tenggelam di air? Jawabannya terletak pada densitas: hubungan antara massa dan volume. Dalam hal ini, densitas didefinisikan sebagai massa benda dibagi dengan volumenya:
Densitas = Massa / Volume
Jika benda yang dimasukkan ke dalam air memiliki densitas lebih besar dari air, maka benda tersebut akan mendorong volume air yang lebih sedikit daripada volume benda sendiri. Selisih tersebut menciptakan gaya ke bawah yang lebih besar di benda daripada gaya ke atas (daya apung) yang diciptakan oleh air, dan benda tersebut tenggelam.
Namun, jika benda memiliki densitas yang lebih rendah dari air, maka benda tersebut mendorong volume air yang lebih besar dari volume benda itu sendiri. Ini menciptakan gaya ke atas (daya apung) yang lebih besar dari pada gaya ke bawah dari berat benda, yang membuat benda tersebut melayang di air.
Kesimpulan
Mengetahui mengapa benda tenggelam atau mengapung di air dapat membantu kita memahami banyak fenomena alam dalam kehidupan sehari-hari. Faktanya, pengetahuan ini tidak hanya membantu kita memahami mengapa kapal bisa berlayar di lautan, tetapi juga bagaimana ikan dapat mengapung di air dan bagaimana balon udara panas dapat naik ke udara. Dalam semua kasus ini, kunci untuk memahami apa yang terjadi adalah memahami interaksi antara benda dan fluida di sekitarnya, yang dicirikan oleh perbedaan densitas antara keduanya.
