Alat Berikut yang Tidak Bekerja Berdasarkan Hukum Archimedes dan Fungsinya

Dalam mempelajari ilmu fisika, khususnya pada bab mekanika fluida, kita sering kali menjumpai berbagai aplikasi teknologi yang memanfaatkan sifat-sifat zat cair dan gas. Salah satu pertanyaan yang sering muncul dalam ujian maupun diskusi ilmiah adalah mengenai identifikasi alat-alat tertentu berdasarkan prinsip kerjanya. Secara spesifik, pertanyaan mengenai alat berikut yang tidak bekerja berdasarkan hukum archimedes adalah menjadi topik yang sangat krusial untuk dipahami agar kita tidak tertukar dengan hukum-hukum fisika lainnya, seperti Hukum Pascal.

Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. Prinsip inilah yang memungkinkan benda-benda raksasa seperti kapal pesiar dapat terapung di lautan. Namun, di sisi lain, terdapat alat-alat yang meskipun bekerja menggunakan media fluida, mereka tidak mengandalkan gaya apung melainkan mengandalkan transmisi tekanan. Pemahaman yang mendalam mengenai perbedaan ini sangat penting bagi siswa, mahasiswa, maupun praktisi teknik.

Memahami Prinsip Dasar Hukum Archimedes

Sebelum kita menentukan alat mana yang tidak termasuk dalam kategori ini, mari kita bedah terlebih dahulu apa yang sebenarnya terjadi dalam Hukum Archimedes. Ilmuwan Yunani kuno, Archimedes, menemukan bahwa ketika suatu objek berada di dalam air, objek tersebut akan terasa lebih ringan. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tekan ke atas (buoyancy) yang diberikan oleh fluida terhadap objek tersebut.

Secara matematis, Hukum Archimedes dirumuskan sebagai Fa = ρ · g · Vbf. Di mana Fa adalah gaya apung, ρ (rho) adalah massa jenis fluida, g adalah percepatan gravitasi, dan Vbf adalah volume benda yang tercelup dalam fluida. Alat-alat yang bekerja dengan prinsip ini biasanya melibatkan mekanisme terapung, melayang, atau tenggelam. Contoh paling umum adalah kapal selam, hidrometer, jembatan ponton, dan balon udara.

Daftar Alat Berikut yang Tidak Bekerja Berdasarkan Hukum Archimedes

Lantas, jika kita diberikan pilihan, alat manakah yang keluar dari garis hukum tersebut? Jawaban utamanya biasanya mengarah pada alat-alat yang bekerja berdasarkan Hukum Pascal. Berikut adalah daftar alat yang sering dianggap bekerja berdasarkan Archimedes padahal sebenarnya menggunakan prinsip tekanan yang berbeda:

• Dongkrak Hidrolik: Alat ini bekerja berdasarkan prinsip bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.
• Rem Hidrolik: Digunakan pada kendaraan bermotor, alat ini mengandalkan transmisi tekanan dari pedal rem ke piston rem di roda.
• Mesin Pengangkat Mobil: Sering ditemukan di tempat pencucian mobil, menggunakan tekanan udara atau cairan untuk mengangkat beban berat.
• Tensimeter (Sphygmomanometer): Alat pengukur tekanan darah ini bekerja berdasarkan prinsip tekanan hidrostatik dan transmisi tekanan pada manset.
• Pompa Ban Sepeda: Mengandalkan kompresi udara dan perbedaan tekanan, bukan gaya angkat ke atas.

Perbandingan Mendalam: Hukum Archimedes vs Hukum Pascal

Untuk memperjelas mengapa alat berikut yang tidak bekerja berdasarkan hukum archimedes adalah dongkrak hidrolik atau rem hidrolik, kita perlu membandingkan kedua hukum ini secara teknis. Kesalahan umum terjadi karena keduanya sama-sama menggunakan fluida sebagai media kerja utama.

Berdasarkan tabel di atas, jelas terlihat bahwa dongkrak hidrolik tidak mempedulikan seberapa banyak volume zat cair yang dipindahkan, melainkan seberapa besar tekanan yang dihasilkan oleh luas penampang kecil untuk mengangkat beban pada luas penampang yang lebih besar. Inilah alasan mengapa dongkrak hidrolik adalah jawaban paling populer untuk pertanyaan ini.

Mengapa Dongkrak Hidrolik Sering Menjadi Jawaban Utama?

Dongkrak hidrolik sering dijadikan contoh kontras karena fungsinya yang mampu mengangkat beban berat, mirip dengan gaya angkat Archimedes pada kapal. Namun, mekanisme internalnya sangat berbeda. Pada dongkrak, kita menerapkan gaya kecil pada piston dengan luas penampang yang kecil, sehingga menciptakan tekanan. Menurut Hukum Pascal, tekanan ini diteruskan ke piston besar. Karena luas penampangnya lebih besar, maka gaya yang dihasilkan pun berlipat ganda sesuai rumus F1/A1 = F2/A2.

"Hukum Pascal adalah pilar dari teknologi hidrolik modern, memungkinkan manusia memindahkan beban berton-ton hanya dengan tenaga minimal. Ini berbeda dengan Archimedes yang lebih fokus pada keseimbangan antara berat benda dan gaya apung fluida."

Analisis Alat Lain yang Menggunakan Prinsip Selain Archimedes

Selain dongkrak hidrolik, rem hidrolik juga merupakan jawaban yang sering muncul. Saat Anda menginjak pedal rem di mobil, Anda sebenarnya sedang menekan cairan rem (minyak rem). Tekanan ini mengalir melalui pipa-pipa kecil menuju piston di setiap roda. Gaya tekan ini kemudian mendorong bantalan rem untuk menjepit piringan cakram. Tidak ada gaya apung yang terlibat di sini, sehingga rem hidrolik mutlak bukan aplikasi Hukum Archimedes.

Demikian pula dengan alat pengukur tekanan udara seperti barometer. Meskipun bekerja dengan cairan merkuri atau sensor digital, prinsip utamanya adalah menyeimbangkan tekanan atmosfer dengan berat kolom cairan atau tegangan pegas, yang lebih erat kaitannya dengan prinsip tekanan hidrostatik dan Hukum Torricelli.

Kesimpulan

Secara ringkas, ketika Anda ditanya mengenai alat berikut yang tidak bekerja berdasarkan hukum archimedes adalah, maka fokuslah mencari alat yang bekerja di ruang tertutup atau alat yang menggunakan sistem hidrolik. Dongkrak hidrolik, rem hidrolik, dan mesin pengangkat mobil adalah jawaban yang paling akurat karena mereka bekerja berdasarkan Hukum Pascal.

Memahami perbedaan ini tidak hanya membantu dalam menjawab soal ujian fisika, tetapi juga memberikan wawasan praktis tentang bagaimana mesin-mesin di sekitar kita beroperasi. Hukum Archimedes selalu berkaitan dengan gaya apung dan volume benda yang tercelup, sementara hukum-hukum lain seperti Pascal berkaitan dengan distribusi tekanan dalam sistem tertutup. Dengan memegang prinsip ini, Anda tidak akan lagi tertukar dalam mengidentifikasi berbagai aplikasi mekanika fluida di masa depan.