Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa perahu baja raksasa bisa mengapung di air, sementara batu kecil langsung tenggelam? Fenomena menarik ini dijelaskan oleh Prinsip Archimedes, salah satu hukum fisika paling fundamental yang berkaitan dengan fluida. Prinsip ini tidak hanya berlaku untuk air, tetapi untuk semua jenis fluida, baik cair maupun gas.
Prinsip Archimedes menyatakan bahwa gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya dalam fluida adalah sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut. Gaya apung ini bekerja ke atas, melawan gaya gravitasi yang menarik benda ke bawah. Inilah kunci untuk memahami fenomena mengapung dan tenggelam.
Jadi, ketika sebuah benda dimasukkan ke dalam fluida, fluida tersebut akan memberikan gaya dorong ke atas. Besarnya gaya dorong ini, yang kita sebut gaya apung, sepenuhnya bergantung pada volume fluida yang tergeser oleh benda tersebut. Semakin besar volume fluida yang dipindahkan, semakin besar pula gaya apungnya.
Untuk menentukan apakah suatu benda akan mengapung, melayang, atau tenggelam, kita perlu membandingkan berat benda dengan gaya apung yang bekerja padanya. Jika gaya apung lebih besar dari berat benda, maka benda akan mengapung. Inilah alasan mengapa kapal besar dapat tetap berada di permukaan air.
Sebaliknya, jika berat benda lebih besar daripada gaya apung yang dihasilkan oleh fluida, maka benda tersebut akan tenggelam. Batu tenggelam karena volume air yang dipindahkannya tidak cukup untuk menghasilkan gaya apung yang bisa menahan beratnya. Kepadatan relatif antara benda dan fluida sangat krusial di sini.
Jika berat benda sama dengan gaya apung, benda tersebut akan melayang di dalam fluida. Ini berarti benda tidak naik maupun tenggelam, melainkan tetap berada di posisi tertentu di dalam fluida. Kondisi ini sering terlihat pada kapal selam yang sedang menstabilkan kedalamannya di bawah air.
Aplikasi Prinsip Archimedes sangat luas dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi. Mulai dari desain kapal laut, kapal selam, balon udara, hingga hidrometer untuk mengukur kepadatan cairan, semuanya memanfaatkan konsep ini. Pemahaman akan prinsip ini memungkinkan insinyur merancang struktur yang efisien dan aman.