< Previous__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________11kelajuan adalah jarak (besaran panjang) dibagi waktu. Jadi kelajuanmerupakan besaran turunan yang diperoleh dengan cara membagi besaran panjang dengan besaran waktu.Bagaimanakah satuan dari besaran-besaran turunan tersebut ? Sudah jelas bahwa satuan-satuan untuk besaran turunan sesuai dengan bagaimanabesaran turunan itu didapatkan dari kombinasi besaran-besaran pokok.Karena luas sama dengan perkalian dua besaran panjang, maka satuan luas sama dengan perkalian dua satuan panjang, yaitu meter x meter = meter persegi = m². Satuan untuk kelajuan adalah satuan panjang dibagi satuanwaktu, yaitu meter per sekon = m/s. Jelas disini bahwa bahwa satuan-satuanbesaran turunan menggambarkan besaran turunan yang diikutinya. Satuan kelajuan adalah m/s, berarti kelajuan sama dengan panjang (jarak) dibagi waktu. Satuan untuk volume balok adalah m³, berarti volume adalah panjang kali panjang kali panjang. Massa jenis memiliki satuan kg/m³, berarti massa jenis adalah massa dibagi volume.2.4. Konversi, ketelitian, standar alat ukurDalam beberapa persoalan, kadang-kadangkita perlu melakukankonversi satuan dari satu sistem satuan ke sistem satuan yang lain, terutama ke sistem satuan SI. Konversi satuan ini mungkin kita lakukan jika kita mengetahui hubungan antara kedua satuan itu. Sebagai contoh, seandainya kita mengetahui bahwa panjang lapangan sepakbola adalah 100 yard,sementara kita mengetahui bahwa 1 yard sama dengan 3 kaki, maka kita katakan bahwa panjang lapangan sama dengan 300 kaki. Walau contoh ini sangat sederhana sehingga dengan mudah kita dapat mengkonversikansatuan yard ke kaki, namun metode yang logis tetap harus diperhatikan.Kita mengetahui :3 kaki = 1 yardJika kita bagi kedua ruangpersamaan tersebut dengan 1 yard, makadiperoleh :yardyardyardkaki1113 Dengan demikian :100 yard = 100 yard xyardkaki13 = 300 kakiDalam konversi satuan kita bisa melakukan pencoretan satuan yang sama untuk pembilang dan penyebut.Biasanya kita diminta untuk mengubah satu satuan ke sistem SI. Dalam soal misalnya data-data yang ada diberikandalam satuan non-SI, tetapi jawaban yang diminta harus dinyatakan dalam sistem satuan SI. Untuk melakukan hal ini, kita bisa langsung melakukan__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________12konversi dengan bantuan tabel konversi yang biasa terdapat dalam lampiran buku.Ketelitian dari suatuhasil pengukuran sudah menjadi tuntutan ilmu pengetahuan dewasa ini. Namun demikian, dapat dikatakan bahwa tidak ada satupun pengukuran yang benar-benar akurat, pasti ada suatu ketidakpastian dalam hasil pengukuran tersebut. Ketidakpastian dalam hasil pengukuran ini muncul dari berbagai sumber, misalnya dari batas ketelitian masing-masingalat dan kemampuan kita dalam membaca hasil yang ditunjukkan oleh alat ukur yang kita pakai.Alat ukur yang kita pakai menentukan hasil pengukuran yang kita dapatkan. Sebagai contoh, lakukan pengukuran diameter dari bagian bawah kaleng minuman ringan dengan sebuah meteran gulung (mitlin) yang sering digunakan penjahit. Hasil yang anda lakukan hanya mempunyai ketelitian sampai0,1 cm atau 1 mm, sesuai dengan skala terkecil yang terdapat dalam mitlin, walaupun anda bisa menyatakan bahwa anda memperkirakanketelitian sampai separo skala terkecil, yaitu 0,5 mm. Alasannya adalah bahwa amat sulit bagi orang yang melakukan pengukuran untukmemperkirakan skala-skala yang lebih kecil diantara dua garis skala terkecil. Skala yang terdapat pada mitlin sendiri boleh jadi tidak seakurat angka-angkayang tertera, karena belum tentu mitlin dibuat dengan keakuratan yangsangat tinggi di pabrik. Karena toh untuk pakaian yang diukur dengan mitlin,selisih pengukuran 1 mm tidak terlalu bermasalah bagi pengguna pakaian yang dijahit. Sumber ketidakpastian lain muncul dari diri kita sendiri ketika membaca skala pada mitlin. Kesalahan baca yang sering terjadi karena kita tidak tepat mengarahkanpandangan mata kita ke obyek yang diamati disebut kesalahanparalaks. Bagaimana jika kita menggunakan jangka sorong (vernier caliper)untuk mengukur diameter kaleng tersebut. Akankah hasil yang kita peroleh lebih akurat ? Tentu. Untuk mengukur diameter kaleng tersebut, jangka sorong akan lebih teliti hasil pengukurannya, karena ketelitian jangka sorong memiliki ketelitian sampai dengan 0,1; 0,05; atau bahkan 0,02 mm. Untuk benda-benda yang tidak terlalu kecil, jangka sorong cukup tepat digunakan sebagai alat ukur. Untuk mengukur panjang benda yang lebih kecil atau lebih tipis kita bisa menggunakan micrometer yang memiliki ketelitian sampaidengan 0,01 mm atau 0,001 mm.Ketika melaporkan hasil pengukuran, ada baiknya (suatu keharusan jika kita melakukan pengambilan data di laboratorium) jika kita menuliskan ketelitian pengukuran kita atau perkiraan dari hasil pengukuran kita. Sebagai contoh, diameter kaleng yang diukur dengan mitlin bisa dinyatakan dalam 55 ± 1 mm atau 5,5 ± 0,1 cm. Tulisan ± 1 mm atau ± 0,1 cm (plus minus 1mmatau 0,1 cm) menyatakan ketidakpastian yang diperkirakan, sehingga__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________13diameter kaleng adalah antara 54 mm dan 56 mm. Ketidakpastian hasil pengukuran juga bisa dinyatakan dalam persen. Sebagai contoh pada hasil pengukuran diameter kaleng sama dengan 55 ± 1 mm, persenketidakpastiannya adalah 1/55 x 100 % = 1,3 %.Kadang-kadang, hasil pengukuran tidak secara langsung menampilkan angka ketidakpastiannya. Namun demikian, kita harus bisa memperkirakan berapa ketidakpastian hasil pengukuran tersebut. Jika hasil pengukuran dituliskan 5,1 cm, kita perkirakan bahwa ketidakpastiannya 0,1 cm. Jadi,panjang sebenarnya antara 5,0 cm dan 5,2 cm. Jangan sampai kitamenuliskan hasil pengukuran dengan mitlin sebagai 5,10 cm. memang angka 5,1 cm sama dengan 5,10 cm, tetapi jika angka tersebut dimaksudkan sebagai hasil suatu pengukuran, artinya sangat lain. Angka 5,1 cmmenyiratkan bahwa ketelitian alat ukur yang dipakai sampai 0,1 cm sedang angka 5,10 cm menyiratkan bahwa ketelitian alat ukur yang dipakai sampai0,01 cm. Dengan demikian, ketidakpastiannya pun sama dengan 0,01 cm. Jadi panjang sebenarnya adalah antara 5,09 cm dan 5,11 cm. Tidakmungkin mengukur panjang dengan mistar/mitlin memiliki ketelitian seperti ini. Dari sini bisa kita sadari, bahwa angka 0 dibelakang koma pun sangat penting di dalam menyatakan hasil pengukuran.2.5.Pengukuran karakteristikumum fluidaMekanika Fluida adalah disiplin ilmu bagian dari bidang mekanika terapan yang mengkaji perilaku dari zat-zat cair dan gas dalam keadaandiam (statika) ataupun bergerak (dinamika).Bidang mekanika ini jelasmencakup berbagai persoalan yang sangat bervariasi, mulai dari kajian dalam tubuh kita (aliran darah di saluran kapiler, yang hanya berdiameter beberapa micron) sampai pada kajian aliran minyak mentah yang melewati Alaska melalui pipa berdiameter 4 ft sepanjang 800 mil. Prinsip-prinsipmekanika fluida diperlukan untuk menjelaskan hal itu.Salah satu pertanyaan yang perlu kita kaji ialah, apakah fluida itu ? Atau mungkin bertanya, apa perbedaan antara sebuah benda padat dengan sebuah fluida. Kita memiliki gagasan umum yang samar-samar mengenaiperbedaan tersebut. Sebuah benda padat “keras” dan tidakmudahdideformasi, sementara sebuah fluida “lunak” dan mudah dideformasi/dirubahbentuknya (misal : tubuh kita mudah bergerak melewati udara, udara adalah fluida lunak yang mudah dideformasi). Secara sepintas lalu mengenaiperbedaan padat dengan fluida sangat tidak memuaskan dari sudut pandang ilmiah atau keteknikan.Pengamatan lebih mendalam mengenai strukturmolekul dari material mengungkapkan bahwa zat-zat yang biasanya kita anggap sebagai benda padat (baja,beton, bata merah dan lain-lain) memiliki jarak antar molekul yang rapat dengan gaya-gaya kohesi antar molekul lebih __________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________14yang besar yang memungkinkan sebuah benda padat mempertahankan bentuknya dan tidak mudah untuk dideformasi. Namun untuk zat-zat yang biasanya kita anggap sebuah cairan (air, minyakoli, udara dan sebagainya), molekul-molekulnya agak terpisah, gaya antar molekulnya lebih lemah daripada benda-benda padat dan molekul-molekultersebut mempunyai pergerakan yang lebih bebas. Jadi zat cairdapat lebih mudah dideformasi (tetapi tidak mudah dimampatkan) dan dapatdituangkan dalam bejana atau dipaksa melalui sebuah tabung. Gas-gas(udara, oksigen dan lain-lain) memiliki jarak molekul yang lebih besar dan gerakanyang bebas dengan gaya antar molekul yang kecil yang dapat diabaikan, sehingga gas sangat mudah dideformasi (dan dimampatkan) dan akan mengisi secara penuh volume suatu bejana dimana gas itudimampatkan.Meskipun perbedaan antara benda padat dan cair dapat dijelaskan secara kualitatif berdasarkan struktur molekulnya, perbedaan yang lebihspesifik didasarkan pada pada bagaimana zat tersebut berdeformasi di bawah suatu beban luar yang bekerja. Secara khusus, fluida didefinisikan sebagai zat yang berdeformasi terus-menerus selama dipengaruhi suatutegangan geser. Sebuah tegangan (gaya per satuan luas) geser terbentuk apabila sebuah gaya tangensial bekerja pada permukaan. Apabila benda-benda padat biasa seperti baja atau logam-logam lainnya dikenai suatutegangan geser, mula-mula benda itu akan berdeformasi (biasanya sangat kecil, dan tidak terlihat oleh mata kita), tetapi tidak akan terus-menerusberdeformasi (mengalir). Namun cairan yang biasa seperti air, minyak oli, udara memenuhi definisi dari sebuah fluida, artinya zat-zat tersebut akan mengalir apabila padanya bekerja sebuah tegangan geser. Beberapa bahan sepertilumpur, aspal, dempul, odol dan lain sebagainya tidak mudahdiklasifikasikan karena bahan-bahan tersebut akan berperilaku seperti benda padat jika tegangan geser yang bekerja kecil, tetapi jika tegangan gesertersebut melampaui suatu nilai kritis tertentu, zat-zat tersebut akan mengalir.Meskipun struktur molekul fluida penting untuk membedakan satu fluida dengan fluida lainnya, tidaklah mungkin mengkaji masing-masingmolekul ketika kita mencoba menggambarkan perilaku fluida dalam keadaan diam atau bergerak. Ketika kita mengatakan bahwa kecepatan pada suatu titik tertentu dalam sebuah fluida adalah sebesar tertentu, maka kitasebenarnya menganggap kecepatan rata-rata dari molekul-molekul dalam volume kecil yang mengelilingi titik tersebut. Volume tersebut sangat kecil dibandingkan dengan dimensi fisik dari sistem yang ditinjau, tetapi cukup besar dibandingkan dengan jarak rata-rata antar molekul. Apakah dengan cara ini cukup beralasan untuk menggambarkan perilaku sebuah fluida? Jawabannya secara umum adalah ya, karena jarak antar molekul biasanya __________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________15sangat kecil. Untuk gas-gas pada tekanan dan temperatur normal jarak antara ini berada pada tingkat 10pangkat-6 mm (1 nm– 1 nanometer) dan untuk zat cair pada tingkat 10 pangkat -7 mm. Banyaknya molekul setiap millimeter kubik (mm³) pada tingkat 10 pangkat 18 untuk gas dan 10 pangkat 21 untuk zat cair. Jadi jelas bahwa jumlah molekul dalam sebuah volume yang sangat kecil sangat besar, sehingga gagasan untuk menggunakan nilai rata-rata dari sebuah volume ini cukup beralasan. Jadi kita menganggap bahwa seluruh karakteristik fluida yang kita tinjau (tekanan, kecepatan, debit dan lain-lain) bervariasi terus menerus di seluruh fluida- artinya, kitamemperlakukan fluida tersebut sebagai suatu materi kontinuum.2.5.1.Dimensi, kehomogenan dimensi, dan satuan.Karena didalam kajian mengenai mekanika fluida kita akan menangani berbagai karakter fluida, maka kita perlu mengembangkan suatu sistemuntuk menggambarkan karakteristik-karakteristik ini secara kualitatif dankuantitatif. Aspek kualitatif berfungsi untuk mengidentifikasi sifat dasar atau jenis dari karakteristik tersebut (seperti panjang, waktu, tegangan, kecepatan, kekentalan, debit), sementara aspek kuantitatif memberikan ukuran kuantitas dari karakteristik tersebut. Penggambaran kuantitatif membutuhkan sebuah angkadan sebuah standar yang dapat digunakan untuk memperbandingkan berbagai besaran. Suatu standar seperti itu disebut satuan, dan beberapa sistem satuan bisadigunakan seperti MKS atau SI.Analisis Perilaku FluidaKajian mekanika fluida melibatkan hukum-hukum dasar yang samadenganyang telah anda pelajari pada fisika dan mekanika. Jadi ada keserupaan yang kuat antara pendekatan umum terhadap mekanika fluida dan terhadap mekanika benda padat, pada benda tegar, dan pada benda yang dapat terdeformasi. Subyek yang luas di dalam mekanika fluida secara umumdapat dibagi menjadi statika fluida dimana fluida dalam keadaan diam, dan dinamika fluida, dimana fluida bergerak.Ukuran-ukuran massa dan berat fluida1.Kerapatan (density)Kerapatan sebuah fluida dilambangkan dengan huruf Yunani? (rho),didefinisikan sebagai massa fluida per satuan volume. Kerapatan biasanya digunakan untuk menjelaskan karakter massa sebuah sistem fluida. Dalam satuan SI satuannya adalah kg/m³. Nilai kerapatan dapat bervariasi cukup besar diantara fluida yang berbeda, namun untuk zat-zat cair, variasitekanan dan temperatur umumnya hanya memberikan pengaruh yang kecil terhadap nilai ?.__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________162.Berat jenisBerat jenis dari sebuah fluida, dilambangkan dengan huruf Yunaniγ(gamma), didefinisikan sebagai berat fluida per satuan volume. Berat jenis berkaitan dengan kerapatan melalui persamaan γ = ? g , dimana g adalah percepatan gravitasi lokal. Seperti halnya kerapatan yang digunakan untuk menjelaskan karakter massa sebuah sistem fluida, berat jenis digunakan untuk menjelaskan karakter berat dari sistem tersebut. Dalam sistem satuan SI adalah N/m³.3.Viskositas (viscosity)Sifat-sifat kerapatan dan berat jenis adalah ukuran dari “beratnya” sebuah fluida. Namun jelas bahwa sifat-sifat ini tidak cukup untuk menjelaskan karakter secara khas bagaimana fluida berperilaku karena dua fluida(misalnya air dan minyak) yang memiliki nilai kerapatan hampir samamemiliki perilaku yang berbeda ketika mengalir. Tampak ada sifat tambahan yangdiperlukan untuk menggambarkan perbedaan dari kedua fluida ketika mengalir. Viskositas akan menentukan tahanan dalam fluida untuk mengalir. Nilai viskositas suatu fluida rendah jika fluida tersebut mengalir denganmudah, selanjutnya disebut dengan fluida ringan atau encer.Begitusebaliknya. Dalam satuan SI viskositas dinyatakan dalam N.s/m² atau dalam MKS dyne.s/cm² atau poise.Ada beberapa metode dalam penentuan nilai viskositas oli misalnya : viskositas absolute (poise), viskositas kinematik(centistokes=cSt), viskositas relatif (Saybolt Universal Second = SUS) atau angka koefisien SAE.4.Kemampu-mampatan FluidaSebuah pertanyaan yang penting untuk dijawab ketika kita mengkaji perilaku suatu fluida tertentu ialah seberapa mudah volume (demikian juga kerapatan)dari suatu massa fluida dapat diubah apabila terjadi perubahan tekanan ? Artinya seberapa mampu-mampatkah fluida tersebut ? Sebuah sifat yang biasa digunakan untuk menjelaskan karakter kemampu-mampatan(compressibility) adalah modulus borongan (bulk modulus)Ev yangdidefinisikan sebagai : Ev=-Vdvdp/atauFL-2dimanadp adalah perubahan diferensial tekanan yang diperlukan untukmembuat perubahan diferensial volume, dvdari sebuah volume V. Tandanegatif ditambahkan dalam persamaan karena peningkatan tekanan akan menyebabkan pengurangan volume. Modulus borongan (juga disebutsebagai modulus elastisitas borongan) memiliki dimensi tekanan FL-2(gayax panjang pangkat minus 2) atau dalam satuan SI sebagai N/m2(Pa). Dalam bentuk angka, 1 N/m2disebut 1 pascal atau dalam satuan tekanan lain ialah 1 atm = 1,01325 x 105 Pa atau 1 bar = 1,00000 x 105 Pa.__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________17Nilai modulus yang besar menunjukkan bahwa fluida relatif tidak mampu-mampat, artinya dibutuhkan perubahantekananyang besar untukmenghasilkan perubahan volume yang kecil. Karena tekanan yang begitu besar diperlukan untuk menghasilkan perubahan volume kita simpulkanbahwa zat-zat cair dapat dianggap sebagaitak mampu-mampat(incompressible) untuk kebanyakan penerapan di bidang keteknikan.Penggunaan modulus borongan sebagai sebuah sifat yag menggambarkan kemampu-mampatan adalah yang paling lazim ketika kita menangani zat-zatcair, meskipun modulus borongan juga dapat ditentukan untuk gas. Kita menganggap gas-gas seperti udara, oksigen dan nitrogen sebagaifluidamampu-mampat(compressible fluids) karena kerapatan gas dapat berubah secara berarti dengan perubahan-perubahan tekanan dan temperatur.2.5.2.Hukum ArchimedesBarangkali kita pernah mengamati bahwa sebuah benda yangdiletakkan di dalam air terasa lebih ringan dibandingkan dengan beratnyaketika di udara. Karena tekanan semakin bertambah dengan bertambahnya kedalaman, gaya pada bagian bawah benda yang berada di dalam air lebih besar daripada gaya yang bekerja pada bagian atas benda. Akibatnya ada selisih gaya yang bekerja pada benda selanjutnya kita sebut sebagaigayaapung (yang arahnya selalu ke atas).Perhatikan Gambar 2.1 yang menunjukkan sebuah benda berbentuk silinder yang dibenamkan ke dalam fluida yang memiliki massa jenis ρ. Kita akan menghitung besarnya gaya apung yang bekerja pada silinder tersebut. Disini kita gunakan silinder untuk memudahkan pemahaman kita. Bagian atas silinder berada pada kedalamanh1, sedangkan bagian bawahnya padakedalaman h2.Karenaluas penampang bagian atas danbawah silinder sama besar, yaitu A, makabesar gaya ke bawah adalah F1= P1A, dimana P1 = Patm +ρgh1; sedangkan besar gaya keatas yang bekerja pada silinder adalah F2=P2A, dimana P2=Patm+ρgh2.Dengandemikian, selisih gaya yang bekerja padasilinder adalah yang bertindak sebagai gaya apungnya, yang besarnya adalah:Fapung = F2– F1= P2A-P1A = (Patm + ρgh2)A– (Patm+ρgh1)A=ρghA (h2-h1)Gambar 2.1. Benda silinder dalam__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________18 fluida(sumber : Foster, Fisika 1B)Dari gambar kita tahu bahwa A(h2-h1) sama dengan volume silinder,sehingga : Fapung =ρgV …………… (2.1)Ketika kita membenamkan sebuah benda yang memiliki volume V ke dalam fluida, maka ada fluida yang dipindahkan tempatnya sebanyak volume benda yang dibenamkan. Dengan demikian volume fluida yang dipindahkan adalah V. berapakah massa fluida yang dipindahkan ini ? Kita tahu bahwa massa adalah massa jenis ρdikalikan volumenya. Dengan demikian, massa fluida yang dipindahkan adalah m=ρV akhirnya persamaan 2.1 dapat dituliskan sebagai :Fapung = mg ……………..(2.2)Dimana mg adalah berat fluida yang dipindahkan. Ingat berat berat adalah massa dikalikan gravitasi. Kesimpulan yang dapat diambil dari persamaan 2.2 ini dikenal sebagai Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa gayaapung yang bekerja pada sebuah benda yang dibenamkan sama dengan berat fluida yang dipindahkan.Terapung, tenggelam, melayangBerdasarkan hukum Archimedes kita bisamenentukan syarat sebuah benda untukterapung, tenggelam, atau melayang didalamsebuah fluida. Perhatikan Gambar2.2 yangmenunjukkan sebuah balok kayu yang terapung pada suatu fluida.Gambar 2.2 Balok kayu terapungPada saat terapung, besarnya gaya apung Fapung sama dengan berat bendaw=mg.Perlu dicatat bahwa pada peristiwa ini, hanya sebagian volume benda yang tercelup di dalam fluida sehingga volume fluida yang dipindahkan lebih kecil dari volume total benda yang mengapung.Fapung = wmfluidag = mbendagρFluida V dipindahkan =ρbenda V bendafluidabendabendandipindahkaVVρρ ….. (2.3)__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________19Persamaan (2.3) ini menyatakan rasio bagian volume benda yang tercelup ke dalam fluida. Sebagai contoh, sebuah kayu yang memiliki massa jenis 1000 kg/m3. berdasarkan persamaan (2.3), kita bisa menentukan berapa bagian balok kayu yang tercelup, yaitu sama dengan volume air yang dipindahkanVdipindahkan=fluidabendaρρx V benda =33/1000/600mkgmkg x V balokVdipindahkan= 0,6 VbalokDengan demikian, volume balok yang tercelup ke dalam air adalah 0,6bagian volume total balok (atau 60 % volumenya). Jadi, secara umum benda akan terapung jika massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis fluidaSyarat terapung : ρfluida >ρbenda…………….. (2.4)Sekarang kita akan meninjau kasus tenggelam, seperti tampak pada gambar 2.3.Pada saat tenggelam berlaku gaya apung Fapung lebih kecil daripada gaya berat w = mg. Karenabenda tercelum seluruhnya ke dalam fluida, maka volume fluida yang dipindahkan sama denganvolume bendaGambar 2.3 Balok kayu tenggelamFapung< wMfluidag < m benda gρfluidaV dipindahkan <ρbendaVbendaKarena V dipindahkan = Vbenda , makaSyarat tenggelam : ρfluida<ρbenda ……….. (2.5)Pernyataan(2.5)merupakan syarat sebuah benda agar tenggelamseluruhnya ke dalam fluida, yaitu massa jenis benda lebih besar dari massa jenis fluida.__________________________________________________pengukuranTEKNIK ALAT BERAT_________________________________________20Pada keadaan melayang, berlaku bahwa gaya apung sama dengan berat benda dan volume benda yang dipindahkan sama dengan volume benda yang melayang, seperti terlihat pada gambar 2.4.Pada keadaan ini berlaku :Fapung= wMfluidag = m benda gρfluidaV dipindahkan =ρbendaVbendaKarena V dipindahkan = Vbenda , makaSyarat melayang : ρfluida=ρbenda…..….(2.6)Gambar 2.4 Balok kayu melayangPernyataan (2.6) merupakan syarat sebuah benda agar bias melayang dida-lam fluida, yaitu massa jenis benda harus sama dengan massa jenis fluida.Contoh :1.Berapa besarnya gaya yang diperlukan untuk menekan sebuahbenda kayu agar tenggelam ke dalam air ? Massa balok 7 kilogram dan massa jenisnya 750 kg/m3. Gunakan nilai g = 9,8 m/s22.Seseorang akan menjual sebongkah emas dengan harga murah.Ketika ditimbang, massa emas = 14,7 kg. Karena ragu-ragu, pembeli menimbangnya di air, dan mendapatkan bahwa massa bongkahan tersebut = 13,4 kg. Akhirnya pembeli, menyatakan bongkahan bukan emas murni. Bagaimana penjelasannya ?Penyelesaian:1.Padasaat balok tenggelam, berlaku prinsip kesetimbangan tiga gaya, yaitu gaya berat mg,gaya apung Fapung,dan gaya tekan F.F + mg = FapungSesuai dengan Persamaan (2.1), Fapung = ρair gVbalokGaya berat mg = m balok g = ρbalok VbalokgDengan demikian berlaku:F =Fapung-mgρairg Vbalok-ρ balok g Vbalokg¸¸¹·¨¨©§balokbalokmρ {ρair-ρbalok }F =(9,8) (7)/750(1000– 750) =22,9 NNext >