Mengapa Kapal Baja yang Super Berat itu tidak Tenggelam?

Semua orang mafhum kalau besi baja itu berat sekali. 1 m3 besi baja bisa memiliki massa sebesar 7750 kg.

Bandingkan dengan air yang hanya memiliki massa sekitar 1000 kg setiap meter kubiknya.

Jadi secara logika, harusnya besi baja tenggelam di air. Lho kok bisa-bisanya kapal laut dari besi baja ngambang di air???



Hukum Archimedes

Sebelum kita mulai pembahasan, ada baiknya kita tengok kembali hukum Archimedes yang pernah kita bahas ditulisan Cara Mudah Menurunkan Berat Badan

Sumber: Hukum Archimedes (http://en.wikipedia.org/wiki/Buoyancy)

Pada kasus ini berlaku hukum Archimedes,

Any object, wholly or partially immersed in a fluid, is buoyed up by a force equal to the weight of the fluid displaced by the object.

Setiap benda yang terendam sebagian ataupun seluruhnya di dalam cairan (dalam hal ini air) akan mengalami gaya apung setara dengan berat benda yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Apa yang terjadi dengan besi baja Jika dimasukkan ke dalam air?

Tenggelam

Dalam ilustrasi di atas, kita lihat besi baja dengan volume 1 m3  tenggelam sepenuhnya di dalam air. Dapat dilihat pula jika besi baja mengalami 2 gaya.

Satu gaya gravitasi yang menarik massa besi baja ke bawah. Gaya ini setara dengan massa besi baja yaitu 7750 kg.

Gaya lainnya adalah gaya apung ke atas yang besarnya setara dengan massa air yang "diusir atau sekarang ditempati oleh besi baja", yaitu sebesar 1000 kg. Air yang diusir oleh besi baja adalah sebesar 1 m3 (sama dengan volume besi baja yang terendam air) sedangkan di atas sudah disebut jika 1 m3 air memiliki massa 1000 kg.

Karena gaya kebawah lebih besar dari gaya ke atas, maka besi baja tenggelam

Melayang

Sekarang misalkan kita memiliki rayap mutan yang doyan melahap besi baja. Anggap saja rayap tersebut berhasil memakan 87,1 persen volume besi baja seperti ilustrasi berikut



karena sekarang bagian dalam besi baja hanya berisi udara, maka artinya massanya menyusut menjadi tinggal 12,9% saja dari massa awal yang sebesar 7750 kg. Massa yang tersisa sekarang hanya 1000 kg.

Akibatnya sekarang gaya ke bawah sebesar massa besi baja menjadi sama dengan gaya apung sehingga besi baja sekarang melayang di dalam air.

Mengapung

Anggap lagi sang rayap mutan masih lapar dan telah memakan 95% massa besi baja menyisakan hanya 387.5 kg saja. Maka yang terjadi adalah seperti ini



Selama besi baja berada di dalam air, ia akan tetap mengalami gaya apung sebesar 1000 kg. Karena gaya apung sekarang lebih besar dari massa besi baja, maka besi baja mulai mengapung.

Saat misalnya 50% bagian besi baja mulai keluar dari air, maka gaya apung pun berkurang menjadi sebesar 500 kg. Namun gaya apung ini tetap lebih besar dari massa besi baja sehingga besi baja tetap dalam proses mengapung.

Saat massa air yang dipindahkan menjadi sama dengan massa besi baja sebesar 387,5 kg, maka sekarang besi baja dalam keseimbangan antara daya apung dengan massa besi baja itu sendiri. Proses pengapungan lebih lanjut pun berhenti.

Jadi begitulah kisahnya sang baja bisa mengapung di air. Pada akhirnya, semua kembali ke massa jenis benda.

Pada kasus pertama, besi baja tenggelam karena massa jenisnya (7750g/m3) jauh lebih berat dari massa jenis air yang 1000 kg/m3.

Pada kasus kedua, besi baja melayang karena massa jenisnya sekarang sama dengan air.

Pada kasus ketiga, besi baja mengapung karena massa jenisnya (387,5 kg/m3) malah lebih kecil dari massa jenis air.

Catatan:

Tulisan di atas hanyalah ilustrasi saja untuk memudahkan pengertian. Untuk mengetahui apa yang sebenarnya terjadi sesuai hukum fisika yang berlaku harap menghubungi ahli fisika terdekat :)

Semoga bermanfaat :)