Sebuah drum besi dapat mengapung di dalam air disebabkan oleh?
a. Massa jenis seluruh drum lebih kecil daripada massa jenis air
b. Massa jenis seluruh drum lebih besar daripada massa jenis air
c. Massa jenis bahan pembuat drum lebih kecil dari pada massa jenis udara
d. Massa jenis bahan pembuat drum lebh besar daripada massa jenis air
e. Semua jawaban benar
Kunci jawaban soal :
Jawaban: A. Massa jenis seluruh drum lebih kecil daripada massa jenis air
Pembahsan :
Drum besi dapat mengapung di dalam air karena prinsip dasar hukum Archimedes.
Hukum Archimedes menyatakan bahwa ketika sebuah benda dicelupkan ke dalam cairan, ada gaya angkat yang bekerja pada benda tersebut yang besarnya sama dengan berat cairan yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Dalam kasus drum besi yang mengapung di dalam air, berat air yang dipindahkan oleh drum besi sama dengan berat drum besi itu sendiri.
Ketika drum besi diletakkan di permukaan air, gaya angkat yang dihasilkan oleh air melebihi atau sama dengan berat drum besi, sehingga drum besi mampu mengapung.
Hal ini terjadi karena densitas drum besi lebih besar daripada densitas air.
Densitas adalah perbandingan massa benda dengan volumenya.
Jika densitas benda lebih besar daripada densitas cairan tempatnya dicelupkan, maka benda tersebut akan tenggelam.
Sebaliknya, jika densitas benda lebih kecil daripada densitas cairan, maka benda tersebut akan mengapung.
Pada drum besi, meskipun bahan dasarnya adalah logam yang padat, rongga dalam drum memberikan ruang hampa udara yang memiliki densitas yang jauh lebih kecil daripada densitas air.
Oleh karena itu, total densitas drum besi dengan rongga udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada densitas air, sehingga drum besi dapat mengapung di permukaan air.
Penting untuk dicatat bahwa apakah sebuah benda dapat mengapung atau tenggelam dalam cairan tergantung pada perbandingan densitas benda dengan densitas cairan tersebut.
Dalam konteks drum besi yang mengapung di air, ada beberapa faktor yang mempengaruhi kemampuan drum besi untuk mengapung.
Pertama, ukuran dan bentuk drum besi sangat penting.
Drum besi harus dirancang sedemikian rupa sehingga volumenya cukup besar untuk memindahkan jumlah air yang cukup agar gaya angkatnya lebih besar dari berat drum besi itu sendiri.
Jika drum besi terlalu kecil atau memiliki bentuk yang tidak cocok, maka gaya angkat yang dihasilkan oleh air mungkin tidak cukup untuk mengimbangi berat drum besi dan drum tersebut akan tenggelam.
Selain itu, densitas air juga memainkan peran penting. Densitas air dapat dipengaruhi oleh suhu dan konsentrasi garam.
Pada suhu yang lebih tinggi, densitas air biasanya lebih rendah, yang berarti gaya angkat yang dihasilkan akan lebih besar, sehingga memungkinkan benda dengan densitas yang relatif lebih besar untuk tetap mengapung.
Selanjutnya, gaya berat drum besi juga berperan dalam kemampuan apungnya.
Jika drum besi terlalu berat, gaya beratnya akan lebih besar daripada gaya angkat yang dihasilkan oleh air, dan drum besi akan tenggelam.
Namun, jika drum besi memiliki berat yang lebih kecil, maka gaya angkat akan lebih besar dari gaya beratnya, sehingga drum besi akan mengapung.
Penting untuk dicatat bahwa prinsip ini berlaku untuk benda yang terendam sepenuhnya di dalam cairan.
Jika hanya sebagian dari drum besi yang terendam dalam air, perhitungannya akan sedikit berbeda karena perlu mempertimbangkan volume benda yang terendam.
Dengan memahami prinsip-prinsip ini, kita dapat menjelaskan mengapa drum besi dapat mengapung di dalam air.