Coba anda jatuhkanlah sebatang besi ke dalam air, maka niscaya batang besi
tersebut akan tenggelam. Palu, paku, tang, mereka semua juga terbuat dari besi,
dan juga akan tenggelam jika diletakkan di air. Sekarang perhatikan kapal. Kapal
terbuat dari besi, massanya ribuan kilogram, namun mengapa kapal dapat terapung di air?
Prinsip dasar terapung atau tenggelamnya sebuah benda adalah
perbandingan antara massa jenis benda tersebut dan massa jenis air. Ketika massa
jenis benda lebih besar daripada massa jenis air, maka benda akan tenggelam. Ketika
massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis air, maka benda akan
terapung.
Sebagai contoh minyak memiliki massa jenis yang lebih kecil dari air, maka minyak akan selalu berada di permukaan air. Es batu terlihat mengapung pada air, hal ini disebabkan karena es batu tersebut memiliki massa jenis yang lebih rendah dari air. Bukannya es batu merupakan air yang berbentuk padat, harusnya memiliki massa jenis yang sama? Memang betul sama-sama dari air, namun massa jenis merupakan fungsi suhu, sehingga apabila ada perubahan suhu maka terjadi perubahan massa jenis.
Massa jenis adalah karakteristik yang dimiliki suatu benda, yakni hasil dari massa dibagi volume. Air memiliki massa jenis 1000 kg/m3, coba kita ambil bahan besi sebagai komponen utama dari kapal yang memiliki massa jenis 7900 kg/3. Dari data tersebut sudah terlihat bahwa besi memiliki massa jenis yang jauh lebih besar dari air, artinya harusnya besi itu tenggelam di dalam air.
Mari kita tulis kembali rumus massa jenis :
ρ = m/v
dengan ρ = massa jenis ; m = massa; v = volume
Dari rumus tersebut bisa terlihat bahwa massa jenis merupakan fungsi dari massa dan volume, apabila kita memperbesar volume benda namun massanya tetap, maka akan kita peroleh massa jenis yang lebih kecil. kita ambil contoh drum kosong yang apabila kita tutup rapat, apabila kita masukkan ke air maka akan mengapung, dengan syarat tidak ada kebocoran sehingga air tidak dapat masuk ke dalam drum tersebut.
Jika anda masih belum paham? Mari kita pahami berdasarkan Hukum Archimedes.
Ketika kapal laut berada di atas air maka kapal laut memberi tekanan kepada air. Berat dari kapal laut menekan air ke bawah, lalu dengan gaya yang sama besar, air tersebut memberikan tekanan kepada kapal laut dengan arah yang berlawanan atau ke atas.
Pada kenyataannya, batang besi tenggelam di air. Berarti, massa jenis besi lebih besar daripada massa jenis air. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa massa jenis besi adalah 7.900 kg/m3, sedangkan massa jenis air hanya 1.000 kg/m3. Dapatlah kita katakan bahwa massa jenis besi hampir 8x massa jenis air. Lantas, bagaimana ceritanya sampai kapal bisa mengapung di air?
Hukum fisika selalu berlaku sama untuk semua warga semesta.
Jika kapal memang dapat mengapung di air, maka pastilah massa jenisnya lebih
kecil daripada massa jenis air. Hal ini dapat dijelaskan dengan menilik desain
tubuh kapal.
Kapal bukanlah sebuah benda yang keseluruhannya berisi besi.
Ada banyak ruang-ruang di dalam kapal. Ada ruang ABK, ruang nahkoda, ruang
makan, ruang mesin, dll. Ruang-ruang ini banyak mengandung udara yang mengisi
sela-sela kosongnya. Massa jenis udara hanyalah 1,2 kg/m3, sangat-sangat kecil dibandingkan dengan massa jenis besi dan air. Akibatnya, massa jenis kapal tak lagi murni massa jenis
besi, melainkan berupa massa jenis rata-rata antara besi dan udara, dan karena persentase
udara di dalamnya lebih banyak, maka massa jenis kapal menjadi cukup kecil
untuk mengapung di air.
Akan tetapi, sekali kapal mengalami kebocoran, air akan
segera masuk dan menggantikan posisi yang tadinya ditempati udara. Akibatnya,
massa jenis kapal perlahan-lahan meningkat. Alhasil, pada akhirnya kapal akan
tenggelam karena peran massa jenis udara telah hilang. Yang tinggal hanyalah
dominansi massa jenis besi yang jauh lebih besar daripada massa jenis air, dan kapal itu pun karam.
Jika anda tertarik dengan artikel ini, berikan Like website ini.
