Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
5Terapung dan Tenggelam
Jatuhkan sebutir kerikil ke genangan air: ia lenyap sampai ke dasar. Jatuhkan selembar daun: ia menumpang di permukaan seperti perahu kecil. Waktu mandi, genangan air, dan kolam sama-sama mengajukan satu pertanyaan — apa yang terapung, apa yang tenggelam, dan dapatkah kita menebaknya sebelum menjatuhkannya?
5.1 Terapung atau tenggelam?
Definisi 5.1 (Terapung dan tenggelam)
Sebuah benda terapung apabila air menahannya di permukaan; benda itu tenggelam apabila ia turun sampai ke dasar. Gabus terapung; kerikil tenggelam.
Metode 5.2 (Uji apung yang adil)
- Isilah baskom besar (atau bak cuci) dengan air;
- letakkan bendanya di atas air dengan pelan — jangan dilempar: cipratan dapat menenggelamkan benda terapung sesaat;
- lepaskan sepenuhnya, dan tunggulah sambil menghitung sampai ;
- lihatlah: yang di permukaan terapung, yang di dasar tenggelam.
Ujilah setiap benda dengan cara yang sama, supaya perbandingannya adil.
Contoh 5.3 (Cobalah: permainan memilah)
Kumpulkan gabus, koin, sendok plastik, sendok logam, kerikil, pensil, dan daun kering, lalu ujilah satu per satu dengan Metode 5.2. Yang terapung: gabus, sendok plastik, pensil, daun. Yang tenggelam: koin, sendok logam, kerikil. Sebelum setiap benda dijatuhkan, ucapkan tebakanmu dengan lantang — itulah yang disebut para ilmuwan sebagai ramalan, dan salah tebak adalah separuh dari keseruannya.
5.2 Berat bukan seluruh ceritanya
Banyak orang menebak “benda berat tenggelam, benda ringan terapung”. Air menyimpan kejutan bagi mereka.
Contoh 5.4 (Batang kayu dan koin)
Batang pohon yang tumbang jauh terlalu berat untuk kamu angkat — tetapi ia hanyut terapung di sungai. Sekeping koin kecil lebih ringan daripada sepotong biskuit — tetapi ia langsung tenggelam. Jadi berat-atau-ringan tidak mungkin menjadi seluruh aturannya: batang besar terapung sementara koin mungil tenggelam.
Contoh 5.5 (Bahannyalah yang menentukan)
Lihatlah kembali permainan memilah: sendok plastik terapung dan sendok logam tenggelam, padahal bentuk dan tugasnya sama. Yang membuat berbeda adalah bahan pembuatnya — kayu, gabus, dan kebanyakan plastik adalah bahan yang terapung; logam, batu, dan kaca adalah bahan yang tenggelam. Sebuah benda biasanya berperilaku seperti bahannya: kayu terapung, entah berupa ranting kecil atau batang utuh.
Catatan 5.6 (Sedikit teka-teki)
Mengapa kayu terapung dan logam tenggelam? Itu pertanyaan yang sungguh-sungguh, dan jawaban lengkapnya adalah salah satu harta pelajaran ini — jawabannya memerlukan gagasan yang baru datang beberapa tahun lagi. Untuk sekarang kita mengumpulkan pengamatan yang baik; “mengapa”-nya akan menemukan kita dalam keadaan siap.
5.3 Air mendorong balik
Contoh 5.7 (Cobalah: tekan bolanya ke bawah)
Ambillah bola yang terapung di bak mandi dan tekanlah pelan-pelan ke dalam air dengan telapak tanganmu. Terasa? Air mendorongnya balik ke atas, makin kuat makin dalam kamu menekan — dan kalau tanganmu terpeleset, bola itu melompat keluar dari air. Air bukan sekadar membiarkan benda terapung duduk di permukaan: air benar-benar menahannya, seperti tanganmu menggendong bayi.
Contoh 5.8 (Perahu dari plastisin)
Bulatkan segumpal plastisin menjadi bola dan jatuhkan ke dalam air: ia tenggelam — plastisin adalah bahan yang tenggelam. Sekarang ambillah gumpalan yang sama dan bentuklah menjadi mangkuk kecil bertepi tinggi, lalu letakkan pelan-pelan di atas air: ia terapung! Bahan yang sama, gumpalan yang sama — hanya bentuknya yang berubah. Bentuk yang lebar dan berongga memberi air lebih banyak tempat untuk mendorong ke atas. Itulah rahasia kapal-kapal besar: logam adalah bahan yang tenggelam, tetapi lambung logam dibentuk seperti mangkuk raksasa yang berongga.
5.4 Latihan
Latihan 5.1 ★
Kelompokkan menjadi yang terapung dan yang tenggelam: gabus; kunci; ranting kering; kelereng; bebek plastik; batu.
Latihan 5.2 ★
Pada Metode 5.2, mengapa kamu harus meletakkan bendanya pelan-pelan di atas air dan bukan melemparnya?
Solusi
Solusi Latihan 5.2.
Cipratan dapat menekan benda terapung sekalipun sampai masuk air sesaat, sehingga benda yang dilempar bisa mengecohmu. Meletakkannya pelan-pelan lalu menunggu membuat ujinya adil.
Latihan 5.3 ★
Sebelum menguji, Nora menebak: “Sendok logam akan terapung karena sendok memang terapung.” Apa yang terjadi dalam permainan memilah? Bukan tugas bentuknya — apa yang harus dilihat Nora: bahannya atau namanya?
Latihan 5.4 ★
Sebutkan satu benda yang berat dan terapung, dan satu benda yang ringan dan tenggelam. Apa yang ditunjukkan ini tentang tebakan “benda berat tenggelam”?
Latihan 5.5 ★
Sebuah ranting terapung. Apakah satu batang pohon utuh juga akan terapung? Contoh mana dalam bab ini yang membantumu menjawab?
Solusi
Solusi Latihan 5.5.
Ya — kayu adalah bahan yang terapung, dan sebuah benda biasanya berperilaku seperti bahannya, entah ranting atau batang. Batang kayu pada Contoh 5.4 hanyut terapung di sungai.
Latihan 5.6 ★
Tekanlah bola yang terapung ke dalam air di bak mandi lalu lepaskan. Apa yang kamu rasakan selagi menekan, dan apa yang dilakukan bola itu ketika kamu lepaskan?
Solusi
Solusi Latihan 5.6.
Selagi menekan, kamu merasakan air mendorong bola itu balik ke atas, makin kuat makin dalam bolanya masuk. Ketika kamu lepaskan, bola itu melompat kembali ke permukaan — dorongan air menang.
Latihan 5.7 ★
Kapal dibuat dari logam, dan logam adalah bahan yang tenggelam. Bentuk apa yang menyelamatkan kapal? Percobaan mana dalam bab ini yang menunjukkannya?
Solusi
Solusi Latihan 5.7.
Bentuk mangkuk yang berongga: lambung lebar bertepi tinggi memberi air lebih banyak tempat untuk mendorong ke atas. Perahu plastisin pada Contoh 5.8 menunjukkannya — bahannya sama, tetapi bentuk mangkuk itu terapung.
Latihan 5.8 ★
Ujilah waktu mandi: apakah botol air yang penuh dan tertutup terapung atau tenggelam? Dan botol yang sama dalam keadaan kosong, dengan tutup terpasang? Ucapkan dulu tebakanmu, baru cobalah.
Latihan 5.9 ★★
Perahu plastisin Leo terapung dengan bagus — sampai ia memencetnya kembali menjadi bola, dan bola itu tenggelam. “Airnya lelah menahannya,” kata Leo. Berikan penjelasan yang lebih baik, dengan Contoh 5.8.
Solusi
Solusi Latihan 5.9.
Air tidak pernah lelah. Ketika dipencet menjadi bola, plastisin hanya memberi air dasar bulat yang kecil untuk didorong; ketika dibentuk menjadi perahu berongga, gumpalan yang sama melebar dan dorongan air pada seluruh dasar itu cukup untuk menahannya. Bentuknyalah yang berubah, bukan airnya.