Simulic
Bahasa Indonesia

Gaya apung – laboratorium dan bentuk benda

IPA TerpaduGaya dan gerakUsia 13–14

Memuat…

Bagikan ✨ Sesuaikan dengan AI Laporkan masalah

Tiga layar percobaan tentang gaya apung (hukum Archimedes). Lab memungkinkan massa jenis zat cair dan gravitasi diatur secara kontinu, serta gaya apung dibaca dari gelas kimia yang menampung tepat volume zat cair yang dipindahkan; Bentuk membandingkan balok, bola, kerucut, botol, dan perahu dengan volume sama, sekaligus menunjukkan volume tercelup sebagai integral luas penampang terhadap tinggi; Jelajah menambahkan timbangan di bawah seluruh bak dan sensor yang mengukur tekanan pada kedalaman tertentu. Diadaptasi dari simulasi "Buoyancy" karya PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder (CC BY 4.0); ditulis ulang.

Pelajaran: Gaya apung dan hukum Archimedes

Yang ditunjukkan

Hukum Archimedes termasuk dalam bab massa jenis dan tekanan. Siswa membuktikan bahwa gaya apung sama dengan berat zat cair yang dipindahkan benda, menyadari bahwa posisi setimbang benda terapung tidak bergantung pada gravitasi, dan memperluas konsep volume tercelup ke benda dengan bentuk apa pun.

Cara menggunakan

Layar Lab memungkinkan massa jenis zat cair (300–3000 kg/m³) dan gravitasi (1–25 m/s², dengan tombol cepat Bulan/Bumi/Jupiter) diatur secara kontinu, bersama massa dan volume sebuah balok; gelas kimia di samping bak menunjukkan tepat volume zat cair yang dipindahkan balok, sebagai pembuktian langsung rumus F_A = d·g·V_sub. Layar Bentuk memungkinkan memilih balok, bola, kerucut, botol, atau perahu dengan volume sama dan menghitung volume tercelup dengan mengintegrasikan luas penampang terhadap tinggi secara numerik — grafik penampang yang menyertainya mengarsir tepat bagian yang "diintegrasikan" sampai kedalaman saat ini. Layar Jelajah memiliki timbangan di bawah seluruh bak (menunjukkan massa air ditambah benda selama benda masih di dalam air) dan sensor tekanan yang dapat diseret ke berbagai kedalaman untuk mengukur p = d·g·h. Untuk balok kayu 5 liter dengan massa jenis 800 kg/m³ di dalam air, baik berbentuk balok maupun bola, volume tercelup saat terapung tepat 4 liter, karena hanya bergantung pada massa benda dan massa jenis zat cair — mengganti gravitasi ke Bulan (1,6 m/s²) tidak mengubah volume tercelup ini; gaya apung dan berat hanya mengecil dengan perbandingan yang sama.

Parameter yang dapat diubah

  • Layar awal Lab, Bentuk, Jelajah
  • Massa jenis zat cair (layar Lab) 300–3000 kg/m³
  • Gravitasi g (layar Lab) 1–25 m/s²
  • Massa balok (layar Lab) 0,5–20 kg
  • Volume balok (layar Lab) 1–10 L
  • Bentuk (layar Bentuk) Balok, Bola, Kerucut, Botol, Perahu
  • Bahan (layar Bentuk dan Jelajah) Styrofoam (150 kg/m³), Kayu (800 kg/m³), Es (920 kg/m³), PVC (1380 kg/m³), Bata (2000 kg/m³), Aluminium (2700 kg/m³), Besi (7800 kg/m³), Kustom
  • Massa jenis kustom 100–12000 kg/m³
  • Volume (layar Bentuk) 1–10 L
  • Tampilkan grafik penampang (layar Bentuk)
  • Zat cair (layar Bentuk dan Jelajah) Bensin (700 kg/m³), Minyak goreng (920 kg/m³), Air (1000 kg/m³), Air laut (1030 kg/m³), Madu (1420 kg/m³), Raksa (13600 kg/m³)
  • Volume (layar Jelajah) 1–10 L

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa balok kayu yang terapung tidak tenggelam lebih dalam ketika gravitasi diganti dari Bumi ke Bulan?
  2. Sebuah balok dan sebuah bola bermassa sama dan keduanya terapung di zat cair yang sama. Apakah volume tercelupnya sama? Mengapa?
  3. Ketika balok besi yang tenggelam diangkat seluruhnya keluar dari air, bagaimana perubahan angka timbangan di bawah bak?

Simulasi terkait