Konsep terapung, melayang, dan tenggelam dijelaskan oleh Teori (Hukum) Archimedes, yang dikemukakan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani Kuno.

Intinya (Hukum Archimedes):

Suatu benda yang dicelupkan ke dalam fluida (cairan atau gas) akan mengalami gaya ke atas (gaya apung) yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Penerapannya:

Terapung → gaya apung > berat benda

Melayang → gaya apung = berat benda

Tenggelam → gaya apung < berat benda

Hukum Archimedes berbunyi:

Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan mengalami gaya ke atas (gaya apung) yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Rumus Hukum Archimedes

Keterangan:

F A = gaya apung (N)

p = massa jenis fluida (kg/m³)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

V = volume fluida yang dipindahkan (m³)

Hubungan dengan Terapung, Melayang, dan Tenggelam

Terapung → F A > W (berat benda) → p benda > p fluida

Melayang → FA = W → p benda = p fluida

Tenggelam → FA < W → p benda < p fluida

Contoh Sederhana

Kapal laut bisa terapung karena meskipun massanya besar, massa jenis rata-ratanya lebih kecil dari air.

Batu tenggelam karena massa jenisnya lebih besar dari air.

Ikan melayang dengan mengatur gelembung renangnya.

Tekanan pada zat cair adalah gaya yang diberikan zat cair pada setiap titik di dalamnya akibat berat zat cair itu sendiri.

1. Tekanan Hidrostatis

Tekanan zat cair yang diam disebut tekanan hidrostatis.

Rumus: P = p g h

Keterangan:

P = tekanan (Pa)

p = massa jenis zat cair (kg/m³)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

h = kedalaman dari permukaan zat cair (m)

2. Sifat-sifat Tekanan Zat Cair

Semakin dalam, tekanannya semakin besar

Tekanan bekerja ke segala arah

Tekanan tidak bergantung pada bentuk wadah

Bergantung pada massa jenis zat cair dan kedalaman

3. Tekanan Total dalam Zat Cair

Jika zat cair berada di ruang terbuka:

4. Contoh Sehari-hari

Telinga terasa sakit saat menyelam semakin dalam

Dinding bendungan bagian bawah dibuat lebih tebal

Air memancar lebih jauh dari lubang yang lebih bawah pada botol