Mengapa Hukum Archimedes Menjadi Sebuah Penemuan Besar?

Archimedes

emuanKonsep pelambungan (air mendorong objek keatas sama dengan berat air yang digantikan objek) dan pengungkit (gaya mendorong kebawah pada satu sisi dari pengungkit menciptakan gaya mengangkat pada sisi lain yang proposional pada panjang dua sisi pengungkit) mendasari semua ilmu kuantitatif dan teknik. Prinsip ini mewakili pemahaman manusia yang paling awal mengenai hubungan dalam dunia fisika di sekitar kita dan merumuskan secara matematika kejadian fisika di dunia. Berbagai kemajuan ilmu dan teknik bergantung pada penemuan 2 prinsip ini. Seperti teknologi kapal (konvensional) dan kapal selam (submarine)

Sejarah Penemuan

Tahun 260BC, Archimedes yang waktu itu masih berusia 26 tahun sedang mempelajari ilmu astronomi dan geometry di Syracuse, Sicilia. Suatu hari Archimedes tertarik dengan permainan 4 bocah di pantai dengan sebuah papan kayu yang mengapung. Mereka mencoba menyeimbangkan papan tersebut di atas batu karang setinggi pinggang. Salah seorang anak berdiri pada ujung papan, kemudian 3 teman lainnya meloncat ke ujung yang lainnya. Bocah yang sendirian itu kemudian terlempar ke atas.

Kemudian anak-anak ini menggeser papannya supaya hanya seperempat bagian pendek. Ketiga bocah itu menaiki bagian yang pendek di ujungnya. Anak yang keempat segera meloncat ke bagian yang panjang yang posisinya naik ke atas, yang efeknya langsung melempar teman-temannya ke udara.Archimedes sangat terpesona. Dia kemudian bertekad untuk memahami prinsip ini supaya benda yang ringan (seorang laki-laki) mampu mengangkat benda berat (tiga laki-laki).

Archimedes menggunakan selembar papan dan sebuah balok kayu kecil untuk memodelkan anak laki-laki dan papan pengapung mereka. Dia membuat balok segitiga untuk memodelkan batu karang mereka. Dengan menghitung sambil menyeimbangkan berbagai kombinasi berat pada ujung pengdongkrak, Archimedes menyadari bahwa pengungkit ini merupakan salah satu contoh dari hasil kerja Euclid. Gaya yang mendorong ke bawah setiap ujung pada pengungkit harus proposional dengan panjang papan pada setiap sisi terhadap titik penyeimbang. Dia menemukan konsep matematika dari pengungkit, suatu sistem pengangkutan yang paling umum dan dasar yang pernah dirumuskan.

Lima belas tahun kemudian pada tahun 245BC, Archimedes diperintahkan Raja Hieron untuk mencari tahu apakah ahli emas telah menipu raja. Hieron memberi sebongkah emas kepada ahli emas untuk dijadikan mahkota berbahan emas. Walaupun mahkota ini beratnya sama dengan emas asli, raja curiga jika ahli emas ini melapisi logam yang lebih murah didalamnya dengan emas. Archimedes diperintahkan untuk mencari tahu apakah mahkota ini murni emas tanpa harus merusak mahkota itu sendiri.

Sepertinya ini merupakan pekerjaan yang mustahil. Ketika sedang mandi di tempat permandian umum, Archimedes menyadari lengannya terapung diatas air. Sebuah ide kemudian terbesit di benaknya. Dia menarik tangannya kedalam air dan dia merenggangkan lengannya. Lengannya dengan sendiri mengapung kembali ke atas. Kemudian dia mencoba berdiri dari bak, level air menjadi menyusut, kemudian dia duduk kembali, level air meningkat kembali. Dia berbaring, air naik lebih tinggi lagi, dan dia merasa lebih ringan. Dia berdiri, level air menurun dan dia merasa dirinya lebih berat. Air harusnya telah mendorong dia keatas sehingga dia merasa ringan.

Dia kemudian mengambil sebuah batu dan sebalok kayu yang memiliki ukuran sama ke dalam bak dan merendamkan mereka kedua-duanya. Batu tenggelam tetapi terasa ringan. Dia harus menekan kayu supaya tenggelam. Itu artinya air harus menekan ke atas dengan gaya yang relatif terhadap jumlah air yang tergantikan oleh ukuran objek daripada berat dari objek. Seberat apa objek itu dirasakan di air mempengaruhi kepadatan objek.Ini membuat Archimedes mengerti bagaimana memecahkan masalah raja. Dia kembali ke raja. Kuncinya adalah kepadatan. Jika mahkota ini terbuat dari logam bukan emas, dia dapat memiliki berat yang sama tetapi akan memiliki kepadatan yang berbeda sehingga akan menumpahkan jumlah air yang berbeda.

Mahkota dan sebuah emas yang beratnya sama di masukkan ke sebuah mangkok berisi air. Mahkotanya ternyata menumpahkan air lebih banyak sehingga terbukti mahkota itu adalah palsu. Lebih penting, Archimedes kemudian menemukan prinsip pengapungan: Air menekan ke atas sebuah objek dengan gaya yang setara dengan jumlah air yang ditumpahkannya.

Btw, sewaktu kejadian di bak mandi itu, ketika dia menemukan konsep pelampungan dia langsung loncat dan berteriak "Eureka!" yang artinya "Saya menemukannya!". Ucapan "Eureka" ini kemudian menjadi begitu populer.