Beberapa
alat yang bekerja berdasarkan Hukum Archimedes, antara lain kapal
laut, galangan kapal, hidrometer, dan balon udara.
1.
Kapal laut
Kapal
laut terbuat dari baja atau besi, dimana massa jenis baja atau besi
lebih besar daripada massa jenis air laut. Tetapi mengapa kapal laut
bisa terapung? Berdasarkan Hukum Archimedes, kapal dapat terapung
karena berat kapal sama dengan gaya ke atas yang dikerjakan oleh air
laut, meskipun terbuat dari baja atau besi. Badan kapal dibuat
berongga agar volume air yang dipindahkan oleh badan kapal lebih
besar. Dengan demikian, gaya ke atas juga lebih besar.
Gambar
1.0 Kestabilan kapal saat terapung ditentukan oleh posisi titik berat
benda.
Ingat,
bahwa gaya ke atas sebanding dengan volume air yang dipindahkan.
Kapal laut didesain bukan hanya asal terapung, melainkan harus tegak
dan dengan kesetimbangan stabil tanpa berbalik. Kestabilan kapal saat
terapung ditentukan oleh posisi titik berat benda, dan titik di mana
gaya ke atas bekerja. Gambar 1.0(a) menunjukkan bahwa kapal berada
pada posisi stabil. Kapal akan terapung stabil apabila gaya berat
benda dan gaya ke atas terletak pada garis vertikal yang sama. Gambar
1.0(b) melukiskan gaya-gaya yang bekerja pada saat kapal dalam posisi
miring.
Garis
kerja kapal gaya ke atas bergeser melalui titik C, tetapi garis kerja
gaya berat tetap melalui titik z. Vektor gaya berat (w) dan gaya ke
atas (F A ) membentuk kopel yang menghasilkan torsi yang berlawanan
dengan arah putaran jarum jam. Torsi akan mengurangi kemiringan
sehingga dapat mengembalikan kapal ke posisi stabil.
2.
Galangan kapal
Untuk
memperbaiki kerusakan pada bagian bawah kapal, maka kapal perlu
diangkat dari dalam air. Alat yang digunakan untuk mengangkat bagian
bawah kapal tersebut dinamakan galangan kapal.
Gambar
1.1 Galangan kapal untuk mengangkat kapal dari air.
Gambar
1.1 menunjukkan sebuah kapal yang terapung di atas galangan yang
sebagian masih tenggelam. Setelah diberi topangan yang kuat sehingga
kapal seimbang, air dikeluarkan secara perlahan-lahan. Kapal akan
terangkat ke atas setelah seluruh air dikeluarkan dari galangan
kapal.
3.
Hidrometer
Hidrometer
merupakan alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair.
Semakin rapat suatu cairan, maka semakin besar gaya dorong ke arah
atas dan semakin tinggi hidrometer. Hidrometer terbuat dari tabung
kaca yang dilengkapi dengan skala dan pada bagian bawah dibebani
butiran timbal agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair.
Jika massa jenis zat cair besar, maka volume bagian hidrometer yang
tercelup lebih kecil, sehingga bagian yang muncul di atas permukaan
zat cair menjadi lebih panjang, Sebaliknya, jika massa jenis zat cair
kecil, hidrometer akan terbenam lebih dalam, sehingga bagian yang
muncul di atas permukaan zat cair lebih pendek, seperti yang terlihat
pada gambar berikut.
Gambar
1.2 Hidrometer untuk mengukur massa jenis zat cair.
4.
Balon udara
Udara
(gas) termasuk fluida, sehingga dapat melakukan gaya ke atas terhadap
benda. Gaya ke atas yang dilakukan benda sama dengan berat udara yang
dipindahkan oleh benda. Agar balon dapat bergerak naik, maka balon
diisi gas yang massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis udara.