Alat Peraga Fisika Topik Fluida Statis - Penyelam Kartesian

Alat dan bahan:

1.       Botol air mineral atau botol plastik.

2.       Tutup spidol kecil.

3.       Timah 34-36 cm.

Langkah pembuatan:

1.       Isi botol dengan air hingga ¾ bagian.

2.       Gulung timah pada bagian berlubang tutup spidol.

3.       Masukkan tutup spidol ke dalam botol. (Sekarang tutup spidol disebut penyelam kartesian)

4.       Tutup botol rapat-rapat.

1	2
3	4

Cara penggunaan:

1.       Tekan botol kuat-kuat.

Hasil yang diharapkan:

1.       Tutup spidol dapat tenggelam, melayang, dan terapung.

Perlu diperhatikan:

1.       Botol harus dapat ditutup rapat.

2.       Jika jumlah kawat/timah ditambah hasil dapat lebih baik, asalkan tutup spidol tidak tenggelam.
jika demikian, lakukan percobaan terlebih dahulu.

3.       Boleh saja menggunakan lem agar kawat tidak mudah lepas dari tutup spidol.

I.          Untuk Sekolah tingkat SD

1.       Udara lebih ringan dari air, sehingga benda yang mengandung udara akan terangkat oleh air.

2.       Walaupun demikian udara dapat ditekan, sedangkan air tidak.

3.       Cobalah membandingkan dua buah botol plastik. Isi salah satu botol plastik dengan udara dan botol plastik lainnya dengan air, lalu tutup rapat-rapat. Tekan kedua botol kuat-kuat, manakah yang lebih mudah ditekan? Jawabannya pasti botol udara.

4.       Udara dapat ditekan sehingga berkurang volumenya.

5.       Ketika botol berisi penyelam kartesian ditekan, maka udara dalam botol semakin berkurang jumlah volumenya. Hal yang sama terjadi pada udara dalam tubuh penyelam kartesian.

6.       Air mengangkat benda yang mengandung udara. Karena jumlah udara semakin sedikit, maka gaya angkat oleh air (gaya Archimedes) semakin kecil.

7.       Penyelam kartesian juga memiliki berat. Jika gaya angkat lebih kecil dari gaya berat, maka benda akan tenggelam.

8.       Jika tidak ditekan, maka jumlah volume udara dalam tubuh penyelam kartesian semakin membesar, sehingga gaya angkat oleh air juga semakin besar. Akibatnya penyelam kartesian mengapung .

II.        Untuk Sekolah Tingkat SMP dan SMA

Syarat:

-          Memahami konsep massa jenis benda.

Penjelasan:

1.       Gaya angkat air / gaya apung / gaya Archimedes dipengaruhi oleh perbedaan massa jenis benda.

2.       Massa jenis benda (tutup spidol dan isinya) ketika udara normal adalah sebesar:

3.       Massa jenis benda ketika udara ditekan adalah sebesar:

4.       Karena jumlah air dalam benda bertambah:

5.       Maka massa jenis benda membesar:

6.       Kesimpulan yang kita dapat adalah:”semakin ditekan, massa jenis benda (tutup spidol dan isinya) semakin membesar.

7.       Jika massa jenis benda masih lebih kecil daripada air, maka benda akan mengapung.
8.       Setelah massa jenis benda sama dengan air, maka benda akan melayang.
9.       Setelah massa jenis benda lebih besar dari massa jenis air, maka benda akan tenggelam.

10.   Prinsip ini juga digunakan dalam kapal selam.