2.5 Prinsip Archimedes 2021 jwpn

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal Selam

Bandingkan aras air di dalam tabung uji
semasa terapung di permukaan air, H1 dan
tenggelam ke dasar botol, H2

H2 > H1

Bandingkan isi padu air di dalam tabung uji
semasa terapung di atas, V1 dan tenggelam
di dasar botol, V2

V2 > V1

Bagaimanakah isi padu udara di dalam tabung
uji berubah semasa tabung uji itu bergerak
naik dari dasar botol ke permukaan air?

Semasa tabung uji bergerak naik, isipadu
udara dalam tabung uji semakin bertambah /
isipadu air berkurang

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal Selam

Terangkan gerakan tabung uji itu dengan
menggunakan prinsip Archimedes.

Apabila tabung uji terapung di
permukaan air, jumlah berat
tabung uji + berat air di dalamnya
= daya apungan

Tekanan yang dikenakan pada
dinding botol sebabkan air ditolak
masuk ke dalam tabung uji.

Berat air dalam tabung didih Daya paduan ke bawah.
bertambah. Tabung uji tenggelam ke
dasar botol.
Jumlah berat tabung uji + berat
air di dalamnya > daya apungan

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal Selam

Sebuah kapal selam boleh belayar di
permukaan laut dan di dalam laut.
Apakah fungsi tangki ballast?

Mengawal kedudukan dan

kedalaman kapal selam

dalam air dengan mengawal

kuantiti air diisi.

Terangkan cara bagaimana • Apabila air diisi dalam tangki
suatu kapal selam yang • ballast, berat kapal selam
berada di permukaan laut bertambah, ia tenggelam.
tenggelam ke dalam laut dan Apabila air dikeluarkan, daya
kemudian naik ke atas apungan lebih besar dari
berat, ia naik ke atas



Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Hidrometer

Apakah fungsi sebuah hidrometer?

Mengukur ketumpatan cecair

Apakah fungsi bebuli plumbum yang
diletakkan ke dalam kelalang kaca?

Hidrometer terapung tegak

Mengapa saiz kelalang kaca yang
dipenuhi udara itu besar?

Daya apungan yang besar

Mengapa batang kaca halus dan
panjang?

Dapat mengesan perubahan kecil / lebih peka

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Hidrometer

Tujuan: Menggunakan hidrometer untuk
menentukan ketumpatan pelbagai cecair

Radas: Hidrometer dan tiga silinder penyukat 100 ml
Bahan: Air suling, alkohol, air laut

(a) Isi tiga silinder penyukat dengan air suling, Jenis cecair Ketumpatan /
alkohol dan air laut. Air suling g cm-3

(b) Masukkan hidrometer secara perlahan-lahan ke
dalam air suling. Apabila hidrometer berada
dalam keadaan pegun, rekodkan bacaan
hidrometer.

(c) Ulang untuk alkohol dan air laut.

Alkohol

Air laut



Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Hidrometer

Bandingkan daya apungan pada cecair A Jenis cecair Ketumpatan /
dengan cecair B. Beri sebab untuk Air suling g cm-3
jawapan anda. Alkohol
Air laut
• Daya apungan sama kerana berat
hydrometer yang sama.

• Berat objek sama dengan daya apungan
bila objek terapung.

Apa yang berlaku kepada hydrometer apabila
dimasukkan ke dalam cecair yang kurang tumpat?

Hydrometer akan sesarkan
banyak air, jadi lebih tenggelam.

Bandingkan ketumpatan cecair A dan cecair B.

Cecair A lebih tumpat

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Belon Udara Panas

Namakan dua daya yang bertindak pada
belon.

Berat dan daya apungan

Bandingkan ketumpatan udara di dalam
belon dengan udara di luar.

Ketumpatan udara di dalam belon
kurang tumpat

Beri dua cara yang perlu dibuat kepada
udara dalam belon untuk memastikan
belon naik ke atas.

Panaskan udara di dalam,
besarkan saiz belon

FB = ρVg
Daya apung bergantung kepada
ketumpatan udara disesarkan
yang berada di luar belon.

Panaskan udara di dalam,
ketumpatan di dalam belon
kurang berbanding
ketumpatan udara di luar.

Oleh itu daya apungan pun
bertambah dan buatkan belon
naik ke atas.



Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Belon Udara Panas

Beri sebab mengapa saiz belon besar.

Untuk menambahkan isipadu
udara yang disesarkan, oleh itu
daya apungan bertambah. F = ρVg

Bandingkan daya apung pada belon
dengan berat udara yang disesarkan.

Sama

Apakah yang berlaku pada belon jika:
Daya apungan > berat belon?

Belon naik ke atas

Apakah yang berlaku pada belon jika:
Daya apungan = berat belon?

Belon terapung pegun di udara.



2.5 PRINSIP ARCHIMEDES

STANDARD PEMBELAJARAN

Murid boleh:
2.5.4 Menyelesaikan masalah yang

melibatkan prinsip Archimedes dan
keapungan.

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

1. Suatu objek digantung daripada neraca spring.

(a)Berapakah daya apungan ke objek di 35 N
dalam air?
(d) Berapakah isi padu objek?
65 – 30 = 35 N
Isipadu objek dlm air
(b) Berapakah berat air disesarkan? = isipadu air sesar
= 3.5 x 10 -3 m3
(c) Tentukan isi padu air disesarkan.
[ketumpatan air = 1000 kgm-3]

Fb = ƿVg
1000 V 10 = 35
V = 3.5 x 10 -3 m3

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

Berat seketul batu ialah 2.5 N. Apabila ia tenggelam
sepenuhnya dalam suatu cecair, berat ketaranya ialah
2.2 N. Hitung ketumpatan cecair jika isipadu cecair
disesarkan oleh batu ialah 25 cm3.
(25 x 10-6 m3). g = 9.81 m s-2

Daya apungan, FB = ρVg
= Berat objek di udara – berat objek dalam air
2.5 – 2.2 = ρ x 25 x 10-6 x 9.81
0.3 = ρ x 0.00024525
ρ = 1223.24 kg m-3

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

3. Sebuah bot kecil dengan berat 900 N sedang terapung pegun di
atas air sungai.

(a)Berapakah daya apungan bot itu?

Daya apungan = berat bot = 900 N

(b) Berapakah berat air disesarkan?

Daya apungan = berat air disesarkan = 900 N

(c) Hitung isi padu air disesarkan oleh bot. Daya apungan, FB = ρVg
[ketumpatan air sungai = 1000 kg m-3 dan 900 = (1000) V x 9.81
g = 9.81 m s-2]
9,810 V = 900
V = 0.091743 m3

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

4. Sebatang tiub kaca berjisim 0.012 kg dengan luas
keratan rentas 4 x 10-4 m2, dan diisi dengan butir-
butir plumbum supaya ia terapung tegak di dalam
bikar berisi air. [ketumpatan air = 1000 kg m-3 ]

Tentukan: V = Ah = 0.08 x 4 x 10-4
(a)Isi padu air disesarkan = 3.2 x 10-5 m3
(b) Berat air disesarkan
W = ρVg = 1000 x 0.000032 x 10
(c) Daya apungan = 0.32 N

Daya apungan (d) Jisim bebuli plumbum di dalam tiub kaca
= Berat air disesarkan
= 0.32 N Daya apungan = berat tiub + berat plumbum
0.32 = (0.012 x 10) + Wpb
W = 0.32 – 0.12 = 0.20 N
jisim plumbum = 0.2/10 = 0.02 kg = 20 g

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

5. Belon udara panas berjisim 100 kg
terapung pegun di udara. Berapakah
daya apungan ke atas belon itu?

Daya apungan = berat belon = mg
= 100 x 9.81
= 981 N

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

6. Terangkan mengapa lebih mudah bagi
pemancing untuk menarik ikan yang
sudah lemah semasa berada di dalam air.

Berat ikan dalam air lebih ringan

Mengapakah joran melentur dengan
lebih banyak apabila ikan yang
dipancing berada di atas permukaan air?

Daya apungan hanya bertindak ke atas ikan semasa di
dalam air. Ikan lebih berat di udara. Joran lentur lebih
banyak untuk seimbangkan berat ikat yang lebih berat.
Berat ikan sebenar adalah berat semasa di udara.

Aktiviti 6 Tujuan: Menyelesaikan masalah yang melibatkan Prinsip Archimedes

dan keapungan

7. Sebiji belon udara panas mempunyai
isipadu 2080 m3 dan mengandungi udara
panas berjisim 1900 kg. Berapahah
beban tambahan yang perlu dibawa oleh
belon itu supaya belon itu terapung
pegun dalam udara yang berketumpatan
1.3 kgm-3?

FB = 1.3 x 2080 x 10 = (1900 x 10) + WTambahan
W = 8 040 N



Daya apungan = ρVg
= 1000 x 0.002 x 10
= 20 N





FB= ρVg = Wsampan + Wbeban
1000 x 4 x 10 = (200 x 10) + Wbeban

40000 = 2000 + Wbeban

Wbeban = 38,000 N
mbeban = 3800 kg

FB + T= Wlogam
[1000 x 0.5 x 10] + T = (8000 x 0.5) x 10

5000 + T = 40,000

T = 40000 – 5000

= 35,000

















Daya apungan, tegangan tali, berat
Buoyant force, tension, weight

Daya apungan + teganan = Berat.
Keseimbangan daya
Buoyant force + tension = Weight
Equilibrium of forces

Figure (a) > figure (b)

Prinsip Archimedes / Archimedes principle

Berkurang / Decrease
Daya apungan bertambah kerana air garam lebih tumpat
Buoyant force increases because salt solution is denser.

Gravitational force acts on an object
Daya tarikan gravity yang bertindak
ke atas objek

2N

Buoyant force / Daya apungan

2N
Weight of water displaced
berat air yang disesarkan

Weight of water displaced = buoyant force
berat air yang disesarkan = daya apungan

Archimedes’ principle
Prinsip Archimedes

Unchanged / tidak berubah

2

Buoyant force
Daya apungan

Weight / Berat

Buoyant force / Weight
/ daya apungan / Berat

Buoyant force = Weight of the log
Daya apungan = berat kayu balak

2

Buoyant force = Weight
ƿVg = mg
1000 x V x 10 = 1200 x 10
V = 12000/10000

= 1.2 m3

Decrease / berkurang

Prinsip Archimedes / M1: (1.5 x 107) (10) / F = W = mg
keseimbangan daya F = ρVg

M2: 1.5 x 108 N

F = ρVg
(1.5 x 108) = (1.03 x 103)(V)(10)

1.5 x 107
1.03 x 103

V = 1.456 X 104 m3

Berat > daya Apungan

jisim per unit isipadu

• Ketinggian belon: 9.2 > 9.1
• ketumpatan udara: 9.2 > 9.1
• suhu udara di luar belon:

9.2 < 9.1
• Semakin rendah suhu udara,

semakin tinggi ketumpatan
• (suhu udara berkadar

songsang dengan ketumpatan)
• Semakin rendah suhu udara di

sekeliling, semakin bertambah

daya apungan

(daya apungan berkadar

songsang dengan suhu udara)

• ketumpatan gas rendah
• berat belon rendah
• daya apung = (isipadu udara

disesarkan) x (ketumpatan

udara) x pecutan gravity / daya

apung berkadar terus dengan

ketumpatan udara / daya apung

= berat udara disesarkan
• daya apung > jumlah berat belon



Characteristics reason

Helium / hidrogen ketumpatan rendah/ ringan

Gas berketumpatan rendah ringan

Bahan belon kenyal / kuat tahan lama / tahan lasak /
tidak bocor

Bahan belon ketumpatan ringan
rendah
Belon kalis air / kalis udara elak resapan
Belon nylon kenyal / ringan/tahan koyak/
kuat
Belon saiz besar daya apung lebih besar /
isipadu udara sesar lebih besar