mengapa kapal yang beratnya berton ton bisa mengapung di atas air sedangkan batu langsung jatuh?

• Pendahuluan

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa kapal besar yang beratnya berton-ton bisa mengapung di air, sedangkan batu kecil langsung tenggelam? Jawabannya terletak pada prinsip fisika tentang gaya apung dan kerapatan. Fenomena ini dijelaskan oleh Prinsip Archimedes, yang menjelaskan bagaimana benda dapat mengapung atau tenggelam di dalam fluida (air atau cairan lainnya).

Prinsip Archimedes: Dasar dari Gaya Apung

Prinsip Archimedes, yang ditemukan oleh ilmuwan Yunani kuno Archimedes, menyatakan bahwa:

"Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya dalam fluida akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut."

Artinya, jika suatu benda mampu menggantikan air dengan berat yang sama atau lebih dari beratnya sendiri, benda itu akan mengapung. Sebaliknya, jika benda lebih berat daripada air yang dipindahkannya, maka ia akan tenggelam.

Mengapa Kapal Bisa Mengapung?

1. Bentuk dan Desain Kapal

Kapal didesain dengan badan yang berongga dan memiliki lambung yang besar, sehingga total kerapatannya lebih kecil daripada air.

Meskipun beratnya berton-ton, volume kapal yang besar memungkinkan kapal untuk menggantikan air dalam jumlah besar, menciptakan gaya apung yang cukup untuk menahan beratnya.

2. Gaya Apung Lebih Besar dari Berat Kapal

Ketika kapal berada di air, ia menggantikan sejumlah besar air yang beratnya sama dengan atau lebih dari berat kapal itu sendiri.

Gaya apung yang bekerja pada kapal cukup besar untuk menahan berat kapal, sehingga kapal tetap mengapung.

3. Distribusi Massa yang Merata

Kapal tidak terbuat dari satu bahan padat seperti batu, melainkan dari berbagai material ringan dan memiliki ruang kosong yang membantu mengurangi kerapatan keseluruhan.

Mengapa Batu Tenggelam?

1. Kerapatan Lebih Besar dari Air

Batu memiliki massa yang besar dalam volume kecil, sehingga kerapatannya jauh lebih tinggi daripada air.

Akibatnya, batu tidak mampu menggantikan air dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan gaya apung yang dapat menahan beratnya.

2. Tidak Ada Rongga Udara

Berbeda dengan kapal, batu adalah benda padat tanpa ruang kosong, sehingga seluruh volumenya dipenuhi oleh material yang lebih berat dari air.

3. Gaya Gravitasi Lebih Besar dari Gaya Apung

Karena berat batu lebih besar daripada gaya apung yang dihasilkan air yang dipindahkan, batu tidak bisa mengapung dan langsung tenggelam.

• Kesimpulan

Prinsip Archimedes menjelaskan bahwa benda akan mengapung jika gaya apung yang dihasilkan lebih besar atau sama dengan beratnya. Kapal dapat mengapung karena memiliki volume besar dan rongga udara yang membuat kerapatannya lebih kecil dari air. Sebaliknya, batu tenggelam karena kerapatannya lebih besar daripada air dan tidak dapat menggantikan cukup air untuk menghasilkan gaya apung yang cukup.

Jadi, meskipun kapal jauh lebih berat daripada batu, desain dan distribusi massanya memungkinkan kapal untuk tetap mengapung di air.