1. Bagaimana awal mula Archimedes menemukan hukumnya?
Archimedes menemukan Hukum Archimedes pada abad ke-3 SM di kota Sirakusa, Yunani. Ceritanya terkenal, bahwa saat Archimedes mandi, ia menyadari bahwa air yang tergusur dari bak mandi setara dengan volume tubuh yang terendam. Kesadaran ini membawanya pada pemahaman bahwa gaya apung pada suatu benda yang tenggelam sepenuhnya atau sebagian dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.
Dengan kata lain, jika suatu benda tenggelam di dalam fluida, gaya apung yang dialami benda tersebut akan sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu. Hukum ini memiliki implikasi penting terutama dalam konteks mengukur volume benda yang tidak beraturan, seperti mahkota emas raja Hiero II. Archimedes menggunakan prinsip ini untuk memecahkan masalah tersebut dan mengukur volume mahkota tanpa merusaknya.
Diketahui Archimedes terlibat dalam situasi di mana Raja Hiero II dari Sirakusa meminta agar sebuah mahkota emas dibuat untuknya. Namun, sang raja tidak yakin apakah mahkota tersebut benar-benar terbuat dari emas murni atau sebagian dicampur dengan logam lain. Archimedes dihadapkan pada tugas untuk memverifikasi keaslian mahkota tanpa merusaknya.
Archimedes menyadari bahwa ia dapat menggunakan prinsip Hukum Archimedes untuk menyelesaikan masalah ini. Saat mencelupkan benda dalam air, volume air yang tergeser setara dengan volume benda tersebut. Archimedes kemudian menggunakan prinsip ini pada mahkota emas. Dia mengukur volume mahkota yang terendam dalam air, lalu melakukan pengukuran serupa dengan volume yang sama dari emas murni.
Jika mahkota terbuat dari emas murni, keduanya seharusnya memiliki volume yang sama dan oleh karena itu beratnya juga seharusnya sama. Namun, jika mahkota dicampur dengan logam lain yang lebih padat, volume air yang tergusur oleh mahkota akan lebih besar daripada volume yang setara dengan emas murni. Dengan cara ini, Archimedes berhasil membuktikan apakah mahkota tersebut asli atau tidak tanpa merusaknya. Prinsip ini menjadi contoh klasik penggunaan Hukum Archimedes dalam menyelesaikan masalah praktis.
2. Bagaimana pernyataan hukum Archimedes?
Hukum Archimedes menyatakan bahwa setiap benda yang tenggelam dalam fluida (cairan atau gas) akan menerima gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Dengan kata lain, gaya apung pada suatu benda selalu sama dengan berat fluida yang telah dipindahkan oleh volume benda yang tenggelam atau terendam dalam fluida tersebut. Pernyataan matematisnya dapat dinyatakan sebagai:
F apung = rho fluida.g .V
di mana: