Sebuah Drum Besi Dapat Mengapung di Dalam Air Disebabkan Oleh?
Apakah mungkin sebuah drum besi yang berat dapat mengapung di dalam air? Jawabannya, ya! Fenomena ini bukanlah sihir, melainkan penjelasan ilmiah berdasarkan Prinsip Archimedes. Konsep ini menjelaskan bagaimana beberapa benda, termasuk drum besi, dapat mengapung di air meskipun terbuat dari bahan yang berat seperti besi. Mari kita bahas lebih lanjut penyebabnya.
Prinsip Archimedes dan Gaya Apung
Hukum Archimedes menjadi dasar utama dalam menjelaskan mengapa sebuah drum besi dapat mengapung. Berdasarkan hukum ini, sebuah benda yang dicelupkan ke dalam fluida (air) akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung yang besarnya setara dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Jika gaya apung ini lebih besar dari berat benda, maka benda tersebut akan mengapung.
Pada kasus drum besi, volume besar dari drum memungkinkan banyak air dipindahkan. Karena itu, gaya apung yang dihasilkan juga cukup besar untuk mengatasi berat drum besi, meskipun bahannya terbuat dari logam yang berat. Ini adalah alasan utama mengapa drum besi dapat mengapung di air.
Densitas Benda dan Massa Jenis Air
Kunci lainnya adalah perbedaan densitas atau massa jenis antara drum besi dan air. Densitas benda menentukan apakah suatu benda akan mengapung atau tenggelam. Drum besi, meskipun terbuat dari logam berat, memiliki ruang kosong yang dipenuhi udara di dalamnya. Udara ini memiliki massa jenis yang jauh lebih rendah dibandingkan besi maupun air. Hal ini menyebabkan massa jenis total drum, termasuk udara di dalamnya, lebih rendah dibandingkan dengan massa jenis air.
Karena densitas drum besi secara keseluruhan lebih kecil dibandingkan air, drum besi dapat mengapung. Prinsip ini sama dengan yang diterapkan pada kapal laut yang terbuat dari logam namun tetap bisa mengapung berkat volume besar yang diisi udara.
Volume Drum dan Luas Penampang
Volume drum juga memainkan peran penting dalam kemampuan drum besi untuk mengapung. Volume drum yang besar berarti drum dapat memindahkan lebih banyak air saat dicelupkan ke dalamnya, sehingga menghasilkan gaya apung yang lebih besar. Selain itu, luas penampang drum yang besar membuat gaya apung yang bekerja di permukaan air semakin kuat, sehingga mampu menopang drum di permukaan air.
Drum besi yang memiliki ruang udara yang besar di dalamnya akan memiliki volume yang cukup untuk memindahkan air dalam jumlah yang banyak, sehingga drum bisa tetap mengapung meskipun beratnya lebih besar dari massa air yang dipindahkannya.
Berat Jenis Air dan Pengaruhnya
Berat jenis air, sekitar 997 kilogram per meter kubik, menjadi patokan untuk menentukan apakah benda akan mengapung atau tenggelam. Dalam kasus drum besi, meskipun besi memiliki berat jenis yang jauh lebih tinggi (sekitar 7.874 kg/m³), adanya udara di dalam drum menyebabkan massa jenis totalnya turun di bawah berat jenis air. Akibatnya, drum besi akan mengapung.
Hal ini sangat berbeda jika drum besi tersebut diisi penuh dengan benda padat atau cairan lain yang memiliki berat jenis lebih tinggi daripada air, yang akan menyebabkan drum tenggelam.
Tekanan Fluida dan Gaya Angkat
Selain faktor-faktor di atas, tekanan fluida juga memengaruhi fenomena ini. Ketika drum besi berada di air, tekanan air yang lebih tinggi di bagian bawah drum menciptakan gaya angkat. Gaya ini bekerja secara vertikal ke atas dan membantu drum untuk tetap mengapung di permukaan air. Semakin besar volume drum yang tercelup ke dalam air, semakin besar gaya angkat yang dihasilkan oleh tekanan fluida.
Kesimpulan
Jadi, mengapa sebuah drum besi dapat mengapung di dalam air? Jawabannya terletak pada Prinsip Archimedes yang menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada benda di dalam air sebanding dengan berat fluida yang dipindahkannya. Perbedaan densitas benda, volume drum yang besar, dan tekanan fluida semuanya bekerja bersama-sama untuk memungkinkan drum besi mengapung di atas air. Kombinasi dari ruang udara di dalam drum serta gaya apung yang lebih besar daripada berat drum menyebabkan fenomena mengapung ini terjadi, meskipun bahan utamanya adalah besi yang berat.
Baca Juga: Kemampuan Fisik Seseorang dalam Melaksanakan Tugas Sehari-hari Ditentukan oleh?
