Kenapa Kapal Bisa Terapung?

KOMPAS.com - Kapal pesiar raksasa atau kapal kargo yang mengangkut banyak kontainer tentu memiliki massa yang sangat besar.

Namun, kapal-kapal besar tersebut dapat terapung di permukaan air dan berlayar hingga ke tujuan. 

Sementara itu, benda-benda lain dengan massa yang juga berat dapat dengan mudah tenggelam ke dasar perairan.

Lantas, kenapa kapal bisa terapung di permukaan air?

Prinsip Archimedes

Teka-teki mengenai kapal-kapal yang bisa terapung ini dipecahkan oleh Archimedes, ilmuwan Yunani yang lahir pada tahun 287 SM.

Baca juga: Radio, Penemuannya telah Selamatkan Penumpang dari Tenggelamnya Kapal Titanic

Dilansir dari Let's Talk Science, prinsip Archimedes menyatakan bahwa gaya yang diberikan pada suatu benda dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Gaya ini disebut gaya apung. Gaya apung mendorong ke atas terhadap suatu benda. 

Di samping itu, ada gaya gravitasi yang memberikan gaya ke bawah terhadap suatu benda yang ditentukan oleh massa objek. 

Jadi, jika gaya yang diberikan ke bawah pada benda oleh gravitasi lebih kecil dari gaya apung, benda tersebut bisa mengapung.

Hubungan daya apung dan kepadatan benda

Jika sebuah balok kayu berukuran satu sentimeter kubik (1 cm x 1 cm x 1 cm) dimasukkan ke dalam sebuah wadah berisi air, jumlah air yang dipindahkan akan sama dengan berat balok kayu tersebut.

Baca juga: 5 Kapal Pesiar Terbesar dan Termegah di Dunia

Tetapi bagaimana jika balok dengan ukuran yang sama terbuat dari timah? 

Timah memiliki kerapatan yang jauh lebih tinggi daripada kayu. Jika satu sentimeter kubik balok timah ditempatkan dalam wadah berisi air, jumlah air yang dipindahkan akan sama dengan berat balok timah.

Dalam kasus kayu, berat air yang dipindahkan kecil. Gaya apung lebih besar dari gaya gravitasi sehingga kayu bisa terapung. 

Sementara itu, timah lebih padat daripada kayu. Berarti, timah mengandung lebih banyak massa dalam volume yang sama. 

Jadi, lebih banyak air yang dipindahkan oleh timah daripada kayu. Gaya gravitasi pada timah melebihi gaya apung sehingga timah tenggelam.

Baca juga: Bangkai Kapal Batavia di Australia Ungkap Hubungan Iklim dan Pertumbuhan Pohon di Masa Lalu

Gaya apung dan kepadatan pada kapal

Kapal terbuat dari baja yang sangat besar. Sebuah kapal dapat memiliki massa ratusan ribu ton. 

Baja jauh lebih padat daripada air, tetapi kenapa kapal baja yang besar tidak tenggelam? 

Faktor yang membantu kapal tetap mengapung di permukaan air adalah bentuknya dan apa yang ada di dalamnya. 

Kapal bukanlah kepingan baja yang kokoh. Sebaliknya, sebagian besar kapal adalah cangkang baja yang dilubangi. 

Ada berbagai macam komponen di dalam kapal, seperti mesin kapal, bahan bakar, dan lain-lain. Tetapi, yang terpenting, ada udara di dalam kapal.

Baca juga: Dijuluki Kapal Induk, Fosil Makhluk Laut Berusia 506 Juta Tahun Ditemukan

Massa jenis rata-rata dari total volume kapal dan segala isinya (termasuk udara) harus lebih kecil dari volume air yang sama. 

Saat sebuah kapal berada di dalam air, ia mendorong ke bawah dan memindahkan sejumlah air yang sama dengan beratnya. 

Jika massa jenis rata-rata kapal lebih besar dari massa jenis air, maka kapal akan tenggelam di bawah permukaan air.

Ketika sebuah kapal tenggelam, itu disebabkan oleh air yang masuk ke dalam kapal sehingga memaksa udara keluar dan membuat kerapatan rata-rata kapal lebih besar daripada kerapatan air. 

Contohnya adalah tragedi tenggelamnya RMS Titanic yang menabrak gunung es di lepas pantai selatan Newfoundland pada bulan April 1912. 

Gunung es tersebut merobek beberapa lubang kecil di lambung kapal dan mengakibatkan banyak air masuk ke haluan. 

Saat lebih banyak air masuk ke kapal, udara dipaksa keluar. Hal ini menyebabkan kapal Titanic tenggelam ke dasar laut.