Kelompok 2 Laporan Alat Peraga Kapal Selam Sederhana [PDF]

Citation preview

i



LAPORAN PEMBUATAN ALAT PERAGA KAPAL SELAM SEDERHANA PADA HUKUM ARCHIMEDES



Makalah ini di susun guna memenuhi tugas mata kuliah Pengelolaan dan Pengembangan Praktikum IPA



Dosen Pengampu: Dr. Chansyanah Diawati, M.Si. Dr. Dewi Lengkana, M.Sc. Dr. Viyanti, M.Pd



Di susun oleh: Desi Purwanti Ema Juwita Muizzudin Rifki Alhanif Nur Rohmatul Aini



2023025012 2023026003 2023025004 2023025005



PROGRAM MAGISTER PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMPUNG TAHUN 2021



ii



KATA PENGANTAR



Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh Segala puji bagi Allah SWT, atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga Makalah “Laporan Pembuatan Alat Peraga Kapal Selam Sederhana pada Hukum Archimedes” ini dapat disusun dengan baik. Makalah ini di susun guna memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengelolaan dan Pengembangan Praktikum IPA. Penulis menyadari bahwa pada makalah ini masih terdapat banyak kekurangan, sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak atas kerjasama dan keberhasilan, dalam penyusunan makalah ini. Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh



Bandar Lampung, 25 Mei 2021



Penulis



iii



DAFTAR ISI



COVER .................................................................................................... i KATA PENGANTAR ............................................................................. ii DAFTAR ISI ............................................................................................ iii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .............................................................................. 1 B. Rumusan Masalah ......................................................................... 3 C. Tujuan .......................................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Fluida Statis .................................................................................. 4 B. Hukum Archimedes ...................................................................... 4 C. Prinsip Kerja Hukum Archimedes ................................................ 5 D. E. F. G.



Aplikasi Hukum Archimedes ........................................................ 6 Konsep Archimedes Bekerja pada Kapal Selam ........................... 8 Kompetensi Dasar ....................................................................... 10 Indikator Pembelajaran ............................................................... 11



BAB III RANCANGAN DAN ALAT PERAGA A. Waktu Pelaksanaan .......................................................................11 B. Alat dan Bahan .............................................................................. 11 C. Prosedur Pembuatan Alat .............................................................13 D. Prosedur Pengunaan Alat ............................................................ 14 E. Gambar Rancangan Alat ............................................................... 14 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil .............................................................................................. 15 B. Pembahasan .................................................................................. 16 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan .................................................................................. 19 B. Saran ............................................................................................ 19 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 20 LAMPIRAN ............................................................................................ 21



1



BAB 1 PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Pendidikan saat ini menekankan pada guru untuk mewujudkan visi pendidikan sains yaitu mempersiapkan sumber daya manusia yang handal dalam sains dan teknologi serta memahami lingkungan sekitar melalui pengembangan keterampilan berpikir, penguassaan konsep esensial, dan kegiatan teknologi. Salah satu aspek keterampilan peserta didik dapat dilakukan dengan kegiatan praktikum. Beberapa peneliti melaporkan bahwa belajar akan lebih bermakna jika peserta didik terlibat langsung dalam kegiatan praktikum laboratorium (Hodson, 1990; Garnett, dkk., 1995; Hofstein dan Lunetta, 2004; Abrahams dan Millar 2008). Kegiatan praktikum bertujuan untuk meningkatkan aspek psikomotorik peserta didik salah satunya pada pembelajaran fisika. Dalam menunjang keberhasilan praktikum fisika, maka diperlukan sebuah inovasi alat yang mampu merespon kualitas pembelajaran (Julaeha, 2019).



Kenyataannya, pembelajaran di laboratorium IPA belum dapat dilakukan dengan optimal karena kurangnya fasilitas alat-alat dan bahan untuk melakukan percobaan dan kurangnya keterampilan guru. Keterbatasan peralatan laboratorium tersebut menjadi hambatan bagi proses belajar peserta didik. Selain itu, guru yang mengampu mata pelajaran IPA di sekolah juga merasa kesulitan dalam merangkai alat peraga untuk praktikum. Oleh sebab itu diperlukan suatu alat untuk percobaan praktikum yang mudah dirancang dan bahan-bahan yang diperlukan mudah di dapat dalam kehidupan sehari-hari.



2



Salah satu materi IPA yang dapat dilakukan untuk percobaan praktikum yaitu pada materi hukum Archimedes. Hal ini selaras dengan kompetensi rumpun sains yang mengarah sumber daya manusia untuk mampu menerjemahkan perilaku alam. Pada hukum Archimedes terdapat fenomena alam yang sering ditemukan yaitu fenomena fluida. Fluida diartikan sebagai suatu zat yang dapat mengalir. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair seperti air dan zat gas seperti udara dapat mengalir. Zat padat seperti batu atau besi tidak dapat mengalir sehingga tidak bisa digolongkan dalam fluida. Air merupakan salah satu contoh zat cair. Masih ada contoh zat cair lainnya, seperti minyak pelumas, susu, dan sebagainya. Semua zat cair itu dapat dikelompokkan kedalam fluida karena sifatnya yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain.



Beberapa penelitian terdahulu yang melakukan pengembangan alat peraga terhadap hukum Archimedes yaitu; penelitian yang dilakukan oleh Syahrial, dkk pada tahu 2019 tentang pengembangan kit fluida alternatif yang berasal dari sampah anorganik untuk pembelajaran fisika menunjukkan bahwa salah satu alat yang dibuat yaitu alat peraga sederhana. Hal ini sejalan dengan Eko Dian Pratiwi pada tahun 2017 tentang pengembangan alat peraga hukum archimedes untuk siswa kelas VIII SMP menunjukkan bahwa alat peraga yang dikembangkan merupakan modifikasi alat peraga standar dengan memberikan variasi pada zat cair dan benda-benda uji membuat peserta didik dapat leluasa untuk menganalisa dan membandingkan kondisi benda terapung, tenggelam dan melayang. Selain itu, Yoky Novra Silta pada tahun 2015 tentang pengembangan sensor air hujan menggunakan hukum archimedes untuk jemuran pakaian otomatis berbasis lingkungan sebagai media pembelajaran fisika menunjukkan bahwa alat tersebut layak digunakan sebagai media pembelajaran.



Hukum Archimedes sering dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya adalah kapal selam. Semua peserta didik tahu dengan kapal selam, tetapi kebanyakan tidak mengerti prinsip kerja dari kapal selam itu sendiri. Padahal, prinsip kerja dari kapal selam adalah dengan menggunakan prinsip hukum Archimedes. Maka dari itu penulis mencoba



3



membuat “Alat Peraga Kapal Selam Sederhana” sebagai media pembelajaran fisika fluida statis khususnya penjelasan hukum Archimedes.



B. Rumusan Masalah Bagaimana pembuatan alat peraga kapal selam sederhana pada hukum Archimedes?



C. Tujuan Tujuan dari makalah ini adalah untuk mengembangkan alat sederhana peraga kapal selam sederhana pada hukum Archimedes.



4



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



A. Fluida Statis Wujud zat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu zat padat, cair, dan gas. Berdasarkan bentuk dan ukurannya, zat padat mempunyai bentuk dan volume tetap, zat cair memiliki volume tetap tetapi bentuknya berubah sesuai wadahnya, sedangkan gas tidak memiliki bentuk maupun volume yang tetap. Zat cair dan gas tidak mempertahankan bentuk yang tetap sehingga keduanya memiliki kemampuan untuk mengalir. Fluida adalah zat yang dapat mengalir dan dapat memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika ditekan. misalnya zat cair dan gas. Istilah fluida mencakup zat cair dan gas karena zat cair atau zat gas seperti udara dapat mengalir. Fluida yang dalam keadaan diam disebut fluida statis



B. Hukum Archimedes Pada saat kita berjalan atau berlari di dalam air, tentunya akan merasakan bahwa langkah kita lebih berat dibandingkan jika kita melangkah di tempat biasa. Gejala ini disebabkan adanya tekanan dari zat cair. Pengamatan ini memunculkan sebuah hukum yang dikenal Hukum Archimedes, yaitu: “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”.



Menurut Archimedes, benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya kedalam fluida akan mendapat gaya angkat ke atas oleh fluida, yang besarnya



5



sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Pernyataan ini adalah bunyi hukum Archimedes. Berat benda dalam fluida lebih kecil dibandingkan berat benda di udara. Makin besar volume zat cair yang dicelupkan kedalam zat cair, makin besar gaya keatas yang dialami oleh benda itu. Besar gaya ke atas ini disebut gaya apung. Munculnya gaya apung ini diakibatkan oleh tekanan zat cair yang meningkat terhadap kedalaman, dan nilainya dapat ditulis dalam persamaan:



Fa = W u - W a Fa = gaya keatas yang di alami benda (N) Wu = berat benda di udara (N) Wa = berat benda di air (N)



Fa = Mf g = ρf Vbt g Mf = massa fluida yang dipindahkan oleh benda (kg) ρf = massa jenis fluida (kg/m3) Vbt = volume benda yang tercelup dalam fluida (m3) g = percepatan gravitasi (m/s2) C. Prinsip Kerja Hukum Archimedes Apabila sebuah benda padat dicelup kedalam zat cair, maka ada tiga kemungkinan yang terjadi pada benda tersebut yaitu tenggelam, melayang, dan terapung (Putri et al., 2019). Tenggelam atau melayang didalam zat cair tergantung pada gaya berat dan gaya ke atas. Maka dari itu, berdasarkan hukum tersebut, terciptalah 3 hukum turunan dari Hukum Archimedes yang berbunyi: a) Benda akan terapung jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih kecil dari massa jenis zat cairnya b) Benda akan melayang jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air sama dengan massa jenis zat cairnya c) Benda akan tenggelam jika massa jenis benda yang dimasukan kedalam air lebih besar dari pada massa jenis zat cairnya.



6



Gambar 1. contoh penerapan hukum Archimedes



D. Aplikasi Hukum Archimedes a. Hidrometer Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Proses pengukuran massa jenis zat cair menggunakan hidrometer dilakukan dengan cara memasukkan hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh hidrometer telah dikalibrasi sehingga akan menunjukkan nilai massa jenis zat cair yang diukur (Sinensis, 2017). Hidrometer digunakan untuk memeriksa muatan akumulator mobil dengan cara membenamkan hidrometer ke dalam larutan asam akumulator. Massa jenis asam untuk muatan akumulator penuh kira-kira = 1,25 kg/m3 dan mendekati 1 kg/m3 untuk muatan akumulator kosong.



b. Kapal selam Kapal selam merupakan sebuah wahana yang unik karena bisa mengapung dan menyelam di air sesuai kebutuhan, pembuatan kapal selam pertama kali digunakan untuk keperluan perang dan masih berbentuk sangat sederhana (turtle). Namun pada masa sekarang selain untuk perang, kapal selam juga di gunakan sebagai wahana rekreasi dan juga penelitian bawah air (ocean research). Pada kapal selam terdapat tangki yang jika di darat ia terisi udara



7



sehingga ia dapat mengapung di permukaan air. Ketika kapal dimasukkan ke dalam air, tangki ini akan terisi air sehingga kapal dapat menyelam.



c. Galangan kapal Hampir sama dengan kapal laut. Pertama-tama galangan kapal diisi dengan air laut, kemudian ditempatkan tepat dibawah kapal laut, lalu air nya disedot dan galangan kapal naik ke atas dan muncul ke purmukaan air. Akhirnya air disekeliling kapal hilang dan kapal siap di perbaiki. Setelah kapal diperbaiki galangan kapal diisi kembali oleh air laut dan mulai tenggelam. Dan kapal siap kembali ke laut.



d. Balon udara Balon menggunakan prinsip yang sama dengan kapal laut. Hanya saja, karena kita menginginkan balon naik ke udara dan melayang pada ketinggian tertentu, maka yang dilakukan adalah mengisi balon sehingga berat udara yang dipindahkan lebih berat dari berat balon. Hingga kemudian mencapai titik ketinggian yang diinginkan. Untuk mencapai hal tersebut, prinsip kimia mengajarkan kita tentang mengisi balon dengan gas yang massa molekulnya lebih kecil dari massa rata-rata di udara atau dengan gas panas. Tidak semua gas memenuhi persyaratan itu, apalagi jika ada pertimbangan harga dan keselamatan. Beberapa di antaranya adalah gas Hidrogen(H2) dan Helium (He).



e. Jembatan ponton Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Drum-drum itu biasanya terbuatdari besi dan di dalamnya diisi dengan udara sehingga massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis zat cair. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drumdrum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik (Jan,



8



2014). Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.



E. Konsep Archimedes Bekerja pada Kapal Selam Kapal selam bekerja berdasarkan prinsip yang cukup sederhana, yaitu menggunakan prinsip penerapan hukum archimedes terkait dengan terapung, melayang dan tenggelam. Kapal selam memiliki beberapa bagian yang membuat kapal selam dapat terapung di dalam air, bagian-bagian tersebut adalah:



Gambar 2. Bagian-bagian kapal selam a. Tangki Ballast berfungsi untuk menyimpan udara dan air b. Katup udara, berfungsi untuk memasukan udara ke dalam ballast (tangki). c. Katup air, berfungsi untuk memasukan air ke dalam ballast (tangki). d. Tangki Kompresor udara, yang berfungsi memompa air keluar dari ballast dan di ganti dengan udara



Kapal selam di desain memiliki tangki ballast, tangki ballast berfungsi menyimpan udara dan air. Untuk dapat membuat kapal selam siap untuk menyelam kedalam air laut, beratnya harus ditambah sehingga lebih besar dari pada gaya ke atas ( w > Fa ). Hal ini dilakukan dengan membuka katup-katup besar yang dikenal dengan “kingston”, yang terletak di dasar tangki ballast yang



9



memungkinkan air laut masuk kedalam tangki pemberat. Sewaktu air laut masuk melalui katup-katup yang terletak dibawah tangki pemberat, air laut tersebut mendorong udara di dalam tangki keluar melalui katup-katup pada bagian atas, yang dikenal sebagai “lubang-lubang angin”. Air laut jauh lebih berat daripada udara, sehingga berat total kapal selam menjadi lebih besar dan itulah yang membuat kapal selam terbenam kedalam air laut. Jika kapal selam dikehendaki menyelam pada kedalaman tertentu, maka awak kapal harus mengatur volume air laut dalam tangki pemberat sedemikian rupa sehingga berat total sama dengan gaya ke atas. Pada saat tersebut kapal selam melayang pada kedalaman tertentu dibawah permukaan laut.



Gambar 3. Kapal selam Ketika kapal selam siap untuk muncul ke permukaan atau mengapung kembali, lubang-lubang angin ditutup dan udara dipompakan ke dalam tangki-tangki pemberat. Udara ini menekan air laut sehingga air laut keluar melali katupkatup bagian bawah atau melalui kingston. Udara jadi jauh lebih ringan daripada air laut sehingga berat total kapal selam menjadi lebih ringan dan kapal selam itu pun naik. Dapat dikatakan bahwa tangki ballast ketika berisi udara berfungsi sebagai pelampung kapal selam sehingga kapal selam dapat terapung.



10



Syarat benda dapat melayang di dalam air adalah ketika gaya apung benda sama besar dengan berat benda tersebut. Kapal selam ketika akan menyelam, membuka katup air dan menutup katup udara sehingga air laut masuk ke dalam tangki ballast dan membuat berat kapal selam bertambah serta tenggelam hingga ke kedalaman yang diinginkan. Karena masih memiliki udara dari tangki kompresor udara, kapal selam dapat menyeimbangkan gaya apung dengan beratnya. Namun kapal selam akan pecah dan hancur jika terlalu dalam menyelam karena sesuai prinsip tekanan hidrostatis yaitu, semakin dalam masuk ke dalam air maka tekanan hidrostatisnya akan semakin besar.



F. Kompetensi Dasar 3.8 Memahami tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, termasuk tekanan darah, osmosis, dan kapilaritas jaringan angkut pada tumbuhan 4.8 Menyajikan data hasil percobaan untuk menyelidiki tekanan zat cair pada kedalaman tertentu, gaya apung, dan kapilaritas, misalnya dalam batang tumbuhan



G. Indikator Pembelajaran 3.8.1 Mendeskripsikan hukum Archimedes 3.8.2 Menjelaskan fenomena hukum Archimedes 3.8.3 Menentukan massa jenis benda 3.8.4 Menganalisis prinsip mengapung tenggelam dan melayang 4.8.1 Melakukan percobaan archimedes untuk menjelaskan konsep terapung, melayang, dan tenggelam



11



BAB III RANCANGAN ALAT PERAGA



A. Waktu Pembuatan Alat Pembuatan alat peraga kapal selam sederhana dilaksanakan pada 20 Mei 2021



B. Alat dan Bahan Tabel 1. Alat dan bahan pembuatan alat No



Alat dan Bahan



1



Selotip



2



Balon



3



Selang Elastis



Gambar



12



4



Botol Plastik



5



Lem



6



Batu baterai



7



Cutter, Gunting, Paku



13



8



Suntikan



9



Ember Besar berisi Air



C. Prosedur Pembuatan Alat 1. Rekatkan dua suntikan menjadi satu dengan menggunakan selotip 2. Sambungkan 2 ujung suntikan yang telah dijadikan satu ke selang elastis. 3. Lubangi tutup botol dan masukkan selang elastis, kemudian sambungkan selang dengan balon. 4. Lubangi botol sebagai tempat masuknya air dan tempelkan baterai sebagai pemberat dengan menggunakan selotip 5. Balon dimasukkan ke dalam botol dan tutup botol tersebut 6. Rangkaian alat peraga siap di ujicobakan.



14



D. Prosedur Penggunaan Alat 1. Letakkan rangkaian kapal selam sederhana ke dalam Ember yang berisi air 2. Setelah tenggelam, pompakan suntikan kemudian amati apa yang terjadi.



E. Gambar Rancangan Alat



Sumber: Gambar hasil dari modifikasi penulis



15



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



A. Hasil Hasil dari percobaan Praktikum berupa 1 set alat Peraga Kapal Selam Sederhana.



Gambar 4. alat peraga kapal selam sederhana Tabel 2. Hasil percobaan alat peraga kapal selam sederhana No Gambar Keterangan 1



Ketika kapal selam sederhana ingin naik ke permukaan, air didalam



botol



plastik



dipompakan sehingga keluar dari botol plastik dan diisi dengan



udara.



Hal



ini



menyebabkan massa jenis air didalam botol plastik lebih



16



kecil dari massa jenis udara, sehingga kapal selam menjadi ringan



lagi



dan



mulai



mengapung. 2



Ketika kapal selam sederhana melayang, berarti massa jenis benda



yang dimasukan ke



dalam air sama dengan massa jenis zat cairnya



3



Ketika kapal selam sederhana harus menyelam, botol plastik diisi



dengan



air.



Hal



ini



membuat massa jenis air yang dimasukan



kedalam



botol



plastik lebih besar dari pada massa jenis udara didalam botol plastik, sehingga kapal selam sederhana menjadi berat dan tenggelam.



B. Pembahasan Hasil penelitian (Tonaogy et al., 2014) menunjukan bahwa pengembangan alat Kapal Selam mampu meningkatkan kemampuan analisis siswa khususnya pada materi hukum archimedes. Sedemikian itu, hasil praktikum ini dapat menjadi alternatif pembelajaran yang efisien untuk menggali kemampuan siswa pada pemahaman materi archimedes. Temuan tersebut berbanding terbalik dengan hasil penelitiannya (Widodo et al., 2018) yang mengatakan bahwa pemberian materi berupa gambar dapat menyulitkan siswa untuk menginterpretasikan materi hukum archimedes. Sememangnya, bahwa materi hukum archimedes memerlukan



daya



tangkap



yang



cukup



tinggi



sehingganya



konsep



pengembangan alat sederhana perlu dilakukan. Selain itu, (Yusuf, 2017) juga



17



menyusun desain didaktis untuk melihat hambatan belajar yang muncul pada peserta didik pada materi Hukum Archimedes.



Sementara, berdasarkan hasil praktikum, dapat dikatakan bahwa tangki ballast ketika berisi udara berfungsi sebagai pelampung kapal selam sehingga kapal selam dapat terapung. Hal ini sesuai dengan pernyataan bahwa syarat benda dapat melayang di dalam air adalah ketika gaya apung benda sama besar dengan berat benda tersebut. Selanjutnya, kapal selam ketika akan menyelam, membuka katup air dan menutup katup udara sehingga air laut masuk ke dalam tangki ballast dan membuat berat kapal selam bertambah serta tenggelam hingga ke kedalaman yang diinginkan. Karena masih memiliki udara dari tangki kompresor udara, kapal selam dapat menyeimbangkan gaya apung dengan beratnya. Namun, kapal selam akan pecah dan hancur jika terlalu dalam menyelam karena sesuai prinsip tekanan hidrostatis yaitu semakin dalam masuk ke dalam air maka tekanan hidrostatisnya akan semakin besar. Selain itu, ketika kapal selam akan naik ke atas permukaan air, kapal selam membuka katup udara sehingga air di dalam tangki ballast terpompa keluar dan kapal selam akan terdorong naik. Kemudian dari pada itu, kapal selam ketika di kedalaman air memiliki tekanan yang sangat besar, tentu itu menjadi masalah besar jika desain kapal selam dibuat dengan asal-asalan. Untuk itu, dibutuhkan lambung dengan bahan kuat pilihan sepert baja khusus atau titanium. Dalam praktikum, lambung yang digunakan berupa botol bekas yang memiliki daya apung dan dapat tenggelam. Selanjutnya, dikatakan bahwa kapal selam juga meletakan sirip di tubuhnya yang dikenal istilahnya diving planes atau hydroplanes. Namun dalam praktiknya, praktikum ini menggunakan batu baterai sebagai sirip tubuh kapal selam.



Adapun cara kerja sirip batu baterai atau alat praktikum yang dibuat ini, mirip seperti elevator pesawat terbang yaitu dapat mengontrol naik ke permukaan atau menurun menyelam. Sirip ini benar-benar berfungsi ketika sudah benar-benar masuk kedalam permukaan air dengan dibantu dorongan alat suntik. Sementara,



18



tangki kosong yang disiapkan di bagian tengah badan kapal selam dapat diisi dengan air. Sederhananya kurang lebih seperti ini, ketika tangki (dalam praktikum kami menggunakan botol) terisi penuh dengan udara maka kapal selam muncul ke permukaan untuk mengapung. Ketika botol terisi oleh air laut maka kapal selam dalam kondisi menyelam dan mengambang. Kondisi darurat tangki ballast ini bisa digunakan untuk mengapung dengan cepat agar tidak tenggelam. Hal ini sebagaimana dipaparkan dalam teori bahwa Kapal Selam beroperasi menggunakan Prinsip Archimedes dan Hukum Boyle agar dapat terapung, melayang, tenggelam dan diam di dalam air. Adapun desain dan konstruksi kapal selam dibuat mampu menahan tekanan dari luar, sekaligus menjaga kestabilan kualitas udara, suhu, dan pasokan air bersih bagi awak kapal. Selain itu, kapal selam memiliki kemampuan bergerak di bawah permukaan air. Daya apung kapal selam dikontrol melalui tangki pemberat (ballast tank) dan tangki pelengkap/penyeimbang (trim tank). Tangki pemberat (batu baterai) terletak di antara lambung dalam dan luar kapal selam. Sedangkan tangki penyeimbang, masing-masing terletak satu di bagian depan (separuh depan kapal) dan satu di bagian belakang (separuh belakang kapal). Selanjutnya, pengontrolan daya apung kapal selam dilakukan dengan menyesuaikan rasio air dan udara di dalam botol. Supaya tetap terkendali dan stabil, kapal selam harus mempertahankan kondisi yang disebut trim. Kondisi trim dapat dicapai hanya jika berat kapal selam seimbang dengan sempurna di



seluruh kapal. Yang berarti kapal selam tidak boleh terlalu ringan/terlalu berat, baik ke arah belakang maupun ke arah depan. Tangki penyeimbang (dalam praktikum ini menggunakan batu baterai) dapat membantu menjaga keseimbangan dengan membiarkan air ditambahkan atau dikeluarkan dari tangki (botol) sesuai kebutuhan. Kapal selam bisa mendapatkan daya apung netral (tidak naik maupun tenggelam) ketika berat kapal selam sama dengan jumlah air yang dipindahkan. Agar dapat naik dan mulai terapung, maka daya apung harus positif. Sebaliknya agar dapat turun dan mulai tenggelam, maka daya apung harus negatif.



19



BAB V PENUTUP



A. Kesimpulan Dari percobaan diatas‚ praktikan dapat menyimpulkan bahwa: 1. Hukum archimedes menyatakan bahwa “sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akam mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya”. 2. Benda dapat terapung apabila massa jenis benda tersebut lebih kecil daripada massa jenis air. Dan benda dapat tenggelam apabila benda tersebut mempunyai massa jenis yang lebih besar daripada massa jenis air. 3. Ketika kapal selam sederhana ingin naik ke permukaan, air didalam botol plastik di pompa oleh suntikan sehingga keluar dari botol plastik dan diisi dengan udara. Hal ini menyebabkan massa jenis air didalam botol plastik lebih kecil dari massa jenis udara, sehingga kapal selam menjadi ringan lagi dan mulai mengapung. 4. Ketika kapal selam sederhana melayang, berarti massa jenis benda yang dimasukan ke dalam air sama dengan massa jenis zat cairnya. 5. Ketika kapal selam sederhana harus menyelam, botol plastik diisi dengan air. Hal ini membuat massa jenis air yang dimasukan kedalam botol plastik lebih besar dari pada massa jenis udara didalam botol plastik, sehingga kapal selam sederhana menjadi berat dan tenggelam.



B. Saran Pembuatan alat peraga kapal selam sederhana ini masih memiliki berbagai jenis kekurangan oleh karena itu kritik dan saran oleh pembaca sangat diharapkan untuk perbaikan dalam penulisan selanjutnya.



20



DAFTAR PUSTAKA



Bryan, J. H., & London, P. (1960). Theory and Research on the Clinical Use of the Archimedes Spiral. The Journal of General Psychology, 62. https://doi.org/https://doi.org/10.1080/00221309.1960.9710280 Jan, E. (2014). Archimedes. Princeton Legacy University Press. Julaeha, S. (2019). Problematika Kurikulum dan Pembelajaran Pendidikan Karakter. Jurnal Penelitian Pendidikan Islam, 7 (2), 157. Pratiwi, E D & Linuwih. 2017. Pengembangan alat peraga Hukum Archimedes untuk siswa kelas VIII SMP. Phys. Comm. Vol. 1 (1): 43-48. Putri, A. R., Yuliati, L., & Hidayat, A. (2019). Literasi Saintifik Siswa SMA Pada Hukum Archimedes. Jurnal Pendidikan, 4(8). https://doi.org/http://dx.doi.org/10.17977/jptpp.v4i8.12651 Syahrial A, & dkk. 2019. Pengembangan Kit Fluida Alternatif yang Berasal dari Sampah Anorganik untuk Pembelajaran Fisika. ORBITA: Jurnal Hasil Kajian, Inovasi, dan Aplikasi Pendidikan Fisika. Vol. 5 (2): 59-64. Sinensis, A. R. (2017). Sejarah dan Filsafat Sains Sebagai Pendekatan dalam Pengajaran Fisika pada Konsep Archimedes. JIPFRI: Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika Dan Riset Ilmiah, 1(1). https://doi.org/https://doi.org/10.30599/jipfri.v1i1.120 Silta, Y N. 2015. Pengembangan Sensor Air Hujan Menggunakan Hukum Archimedes untuk Jemuran Pakaian Otomatis Berbasis Lingkungan Sebagai Media Pembelajaran Fisika. JRKPF UAD. Vol. 2 (1): 33-37. Sugiri, P. L. (2016). Analisis Gaya Apung (Buocyancy) Pada Sistem Perpipaan Gas di Area Flowline dan Trunkline. Jurnal Geomine, 4(3). https://doi.org/https://doi.org/10.33536/jg.v4i3.71



LAMPIRAN



LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK PERCOBAAN HUKUM ARCHIMEDES Nama Kelompok



:



Kelas



:



A. Kompetensi Dasar 3.8 Memahami tekanan zat dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, termasuk tekanan darah, osmosis, dan kapilaritas jaringan angkut pada tumbuhan 4.8 Menyajikan data hasil percobaan untuk menyelidiki tekanan zat cair pada kedalaman tertentu, gaya apung, dan kapilaritas, misalnya dalam batang tumbuhan



B. Indikator Pembelajaran 3.8.1 Mendeskripsikan hukum Archimedes 3.8.2 Menjelaskan fenomena hukum Archimedes 3.8.3 Menganalisis prinsip mengapung tenggelam dan melayang 4.8.1 Melakukan percobaan archimedes untuk menjelaskan konsep terapung, melayang, dan tenggelam



C. Tujuan 1. Siswa dapat memahami konsep Hukum Archimides 2. Siswa dapat memahami fenomena hukum Archimedes 3. Siswa dapat menganalisis prinsip mengapung, melayang dan tenggelam. 4. Siswa terampil melaksanakan eksperimen Hukum Archimides



D. DASAR TEORI Banyak fenomena yang ada disekitar kita adalah aplikasi dari pengetahuan fisika,kapal laut, kapal selam maupun bola pelampung dilau adalah aplikasi dari hukum Archimedes, hukum Archimedes menyatakan bahwa “apabila suatu benda dicelupkan dalam zat cair baik sebagian maupun sepenuhnya, benda akan mendapatkan gaya dorong keatas yang besarnya sama dengan zat cair yang dipindahkan:.Dari bunyi hukum diatas, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :



Fa = W u - W a Fa = gaya keatas yang di alami benda (N) Wu = berat benda di udara (N) Wa = berat benda di air (N)



Fa = Mf g = ρf Vbt g Mf = massa fluida yang dipindahkan oleh benda (kg) ρf = massa jenis fluida (kg/m3) Vbt = volume benda yang tercelup dalam fluida (m3) g = percepatan gravitasi (m/s2)



E. Alat dan Bahan 1. Selotip 2. Balon 3. Selang Elastis 4. Botol Plastik 5. Lem 6. Batu baterai 7. Cutter, Gunting, Paku 8. Suntikan 9. Ember Besar berisi Air



F. Langkah Kerja 1. Rekatkan dua suntikan menjadi satu dengan menggunakan selotip 2. Sambungkan 2 ujung suntikan yang telah dijadikan satu ke selang elastis. 3. Lubangi tutup botol dan masukkan selang elastis, kemudian sambungkan selang dengan balon. 4. Lubangi botol sebagai tempat masuknya air dan tempelkan baterai sebagai pemberat dengan menggunakan selotip 5. Balon dimasukkan ke dalam botol dan tutup botol tersebut 6. Pastikan Rangkaian tersusun seperti gambar :



G. Prosedur Percobaan Lakukan Percobaan sesuai Langkah-langkah yang tertera di dalam Tabel, kemudian catat hasil pengamatan yang terjadi ! No 1



Langkah-langkah Letakkan rangkaian kapal selam sederhana kedalam Ember yang berisi air segera catat apa yang terjadi !



2



Setelah beberapa saat apakah yang terjadi ?



3



Pompakan kedua Suntikan, catat apakah yang terjadi ?



4



Tarik Kedua Suntikan tersebut, catat Kembali apakah yang terjadi ?



5



Pompakan Kembali Kedua suntikan tetapi hanya setengah pompa saja, catat apa yang terjadi !



Hasil Pengamatan



H. Kesimpulan Buatlah kesimpulan berdasarkan Langkah-langkah dari percobaan yang telah dilakukan !