Manfaat Bulbous Bow Pada kapal

Akhir-akhir ini bulbous bow dijadikan sebagai device yang lazim digunakan pada kapal. Bulbous bow ditemukan pada akhir abad 18, namun aplikasinya baru digunakan pada tahun 1912 oleh kapal-kapal militer Amerika Serikat. Dan baru umum dipakai pada kapal dagang sekitar akhir tahun 50-an.



Secara teoritis bulbousbow dengan bentuk tertentu bekerja dengan cara mempercepat aliran fluida di daerah permukaan di atas bulb, sehingga menimbulkan daerah dengan tekanan yang rendah di permukaan fluida. daerah bertekanan rendah tersebut kemudian bereaksi dengan tekanan gelombang di haluan di mana reaksi yang terjadi bersifat mengurangi efek dari gelombang yang datang dari haluan. Yang pada akhirnya akan mengurangi tekanan pada lambung dan mengurangi hambatan, pada kasus-kasus yang umumnya terjadi, pemasangan bulbousbow dapat mempengaruhi nilai daya dorong efektif yang diperlukan untuk menggerakkan kapal, hal ini dapat dimengerti karena seperti yang diketahui bahwa daya dorong efektif berhubungan langsung dengan fungsi besarnya resistance pada lambung kapal serta kecepatan kapal.


Contoh grafik pengaruh instalasi bulbousbow terhadap besarnya daya dorong efektif yang dibutuhkan

Seperti penjelasan yang ditunjukkan pada grafik di atas, bulbousbow hanya menunjukkan peranannya pada kondisi kecepatan yang relative tinggi, pengurangan effective power akibat berkurangnya resistance terjadi secara signifikan pada kondisi ini, namun sebaliknya ketika kapal berlayar dengan kecepatan rendah bulbousbow sama sekali tidak bermanfaat jika dibandingkan dengan kapal tanpa bulb karena pemasangannya hanya akan menambah hambatan dan berat kapal. Pada kecepatan tertentu dan tidak terlalu rendah bulousbow tidak memberikan efek apapun, hal ini disebabkan adanya keseimbangan antara nilai pengurangan efek tekanan gelombang haluan dengan penambahan hambatan oleh bulb itu sendiri.

Peranan bulbousbow dalam merubah tekanan dan daya pendorong kapal dapat dituliskan dengan beberapa penyebab. Secara prinsip adalah sebagai berikut;

1. Terjadi pengurangan tekanan akibat gelombang di daerah pressure field oleh bulbousbow  yang kemudian mengaikbatkan pengurangan besarnya wave making resistacne.
2. Pengaruh bagian atas bulbousbow dan daerah perpotongannya dengan lambung menyebabkan menurunnya komponen aliran fluida di daerah haluan kapal.
3. Terdapat penambahan hambatan gesek antara permukaan lambung kapal dengan fluida karena bertambahnya surface area oleh luasan bulbousbow.
4. Berubahnya efisiensi propulsi oleh peran bulbousbow pada area aliran fluida di sekitar lambung kapal.
5. Terjadinya perubahan pada wave braking resistance

          
Bentuk bulbousbow memegang peranan penting dalam menentukan besarnya manfaat yang diberikan. Bentuk yang optimum sangat bergantung pada besarnya Froude number. Bulboubow cenderung memberikan performa yang baik ketika kapal bergerak melampaui batas kecepatan tertentu dalam artian kapal bergerak dengan kecepatan yang relative tinggi. Froude number sendiri merupakan fungsi dari kecepatan kapal yang secara detail ditunjukkan bahwa kecepatan kapal berbanding lurus dengan nilai bilangan ini, jadi ketika kapal tersebut memiliki bilangan Froude number yang besar maka tingkat keoptimuman bulb akan lebih besar untuk bentuk yang sama, namun nilai Fn tidak hanya ditentukan oleh kecepatan kapal tetapi juga oleh panjang kapal. Sehingga memang benar bahwa desain bentuk bulbusbow ditentukan oleh Fn.

Adapun gambar tipe – tipe bulbous bow yang lazim dipakai disajikan pada gambar berikut :


Bulbous bow merupakan bagian kapal yang terletak dibagian haluan. Bagian ini merupakan bagian yang terintegrasi dengan lambung kapal. Bulbous bow biasanya dipasang pada Fungsi utama dari bagian ini adalah mengurangi hambatan kapal pada saat eksplotasi atau operasi sebuah kapal. Sebagian besar hambatan pada kapal diakibatkan oleh keberadaan bagian kapal yang mengalami kontak langsung dengan fluida. fluida yang dilalui kapal membentuk pola gelombang akibat dari gerakan badan kapal yang pada akhirnya menimbulkan gesekan dengan lambung kapal, prinsip kerja dari bulbous bow adalah dengan membangkitkan gelombang atau menginterferensi gelombang kapal yang datang dari haluan, sehingga gelombang yang datang akan kehilangan tenaga karena interferensi gelombang dari bulbous bow, dan pada akhirnya energi gelombang di sekitar lambung kapal akan berkurang, dengan demikian hambatan kapal dapat diminimalisir. (Bulbous bow:2005)

                    Keuntungan lain dari pemasangan bulbous bow yaitu memperbaiki trim kapal, akibat aliran fluida yang menekan bagian bulb dihaluan kapal, (McGraw-Hill Science & Technology Dictionary: 201), tekanan fluida yang mengalir dibagian atas bulb memberikan tekanan ke arah bawah dan menahan  bagian haluan kapal mengangkat ke atas.

Pada dasarnya bulbous bow dapat dipakai pada semua jenis kapal, hanya beberapa pengecualian, bulbous bow kurang memberikan efek pada kapal-kapal dengan kecepatan rendah dan kapal kecil. Untuk kapal dengan desain lambung yang modern, bulbous bow dapat menghemat energy propulsi 8 – 15%, salah satu desain terbaru adalah bulbous bow dengan bentuk “goose neck” dengan bagian ujung membengkok ke atas, bulb tipe ini memiliki panjang 4-4,5% panjang garis air, namun hasil terbaik dihasilkan ketika panjang dinaikkan hingga 5% Lwl khususnya untuk kapal dengan Froude Number di atas 0,3. Sectional area sebesar 6-11% dari luas midship area, dan dapat diambil sebesar 9% dimana bagian ujung bulb muncul di atas garis air setinggi 40 cm – 60 cm. (Design guidelines, hal:9)

sumber : http://kapalmania.blogspot.com/2011/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html

Read More

Kapal Nuklir

   Kapal niaga Rusia yang masih beroperasi sampai saat ini

Kapal nuklir adalah kapal yang digerakkan oleh tenaga nuklir yang dihasilkan reaktor nuklir yang ditempatkan didalam kapal. Karena alasan keselamatan dan politik kapal nuklir saat ini tidak digunakan untuk kapal sipil tetapi hanya digunakan untuk kebutuhan militer.

Memang ada beberapa kapal yang digunakan oleh sipil yaitu kapal Arktika class NS 50 Let Pobedy sebagai kapal yang digunakan untuk penelitian di kutup, beberapa kapal niaga yang dibangun seperti kapal Sevmorput dari Rusia. Karena alasan kemanusiaan kapal-kapal niaga nuklir banyak yang di pensiunkan bahkan Kapal NS Mutsu, Japan, 1970–1992 tidak pernah digunakan untuk mengangkut muatan sampai akhirnya penggerak nuklir digantikan mesin diesel.

Kapal Nuklir mempunyai keunggulan yaitu tidak membutuhkan udara dalam proses pembakaran/reaksi nuklir serta tidak menghasilkan emisi gas buang sehingga sangat ideal untuk digunakan pada kapal selam.

Bila dunia kehabisan energi fossil, mungkin penggunaan nuklir akan dipertimbangkan kembali, masalah keekonomian akan mempengaruhi pengeambilan kebijaksanaan disamping tehnologi nuklir juga sudah semakin maju dan dapat dioperasikan dengan lebih aman.

Read More

Kapal layar

Gambar Pinisi type Lamba

Kapal layar adalah kapal yang digerakkan dengan menggunakan layar yang memanfaatkan tenaga angin sebagai pendorongnya. Konstruksi Kapal ini umumnya terbuat dari kayu dan cukup lama digunakan sebagai tulang pungung pelayaran baik bersifat sipil maupun militer sampai penemuan mesin uap dan kapal besi/baja pada abad ke 19 seiring dengan ramainya Revolusi Industri yang dipelopori oleh Inggris melalui penemuan mesin uap oleh James Watt.

Pada awalnya, kapal layar digerakkan oleh tenaga manusia sebagai pendayung dan layar. Model dari kapal jenis ini dapat dilihat pada kapal viking, kapal Mesir Kuno, kapal Romawi Kuno, Kapal India Kuno sampai masa Kapal Borobudur yang sudah menggunakan kapal layar. Seiring dengan perkembangan, maka digunakan kapa layar bercadik seperti yang dijumpai di Indonesia, Kapal dengan menggunakan layar segitiga seperti yang dijumpai di Timur tengah dan Kapal layar segi empat yang digunakan oleh Bangsa bangsa Eropa menjelang memasuki abad penjelajahan, Serta kapal layar lipat dengan model yang dijumpai di Jepang ataupun China.

Pada masa kini umumnya kapal layar dilengkapi dengan mesin tempel untuk menghadapi kemungkinan tidak bertiupnya angin pada daerah daerah tertentu agar tetap melanjutkan perjalanannya

Kapal layar di Indonesia yang paling populer adalah kapal Pinisi. Pinisi adalah kapal layar tradisional khas asal Indonesia, yang berasal dari Suku Bugis dan Suku Makassar di Sulawesi Selatan. Kapal ini umumnya memiliki dua tiang layar utama dan tujuh buah layar, yaitu tiga di ujung depan, dua di depan, dan dua di belakang; umumnya digunakan untuk pengangkutan barang antarpulau. Pinisi adalah sebuah kapal layar yang menggunakan jenis layar sekunar dengan dua tiang dengan tujuh helai layar yang mempunyai makna bahwa nenek moyang bangsa Indonesia mampu mengharungi tujuh samudera besar di dunia.

Read More

Komponen Utama kapal

Bagian-bagian utama kapal. 1: Smokestack atau Cerobong; 2: Buritan; 3: Propeler dan Kemudi; 4: Portside (sebelah kanan dikenal dengan nama starboard); 5: Jangkar; 6: Bulbous Bow; 7: Haluan; 8: Geladak; 9: Anjungan


Bagian-bagian utama kapal meliputi:

• lambung kapal yang dilapisi dengan kulit kapal
• haluan adalah bagian depan kapal,
• buritan adalah bagian belakang kapal
• palka atau ruang muatan,
• mesin untuk menggerakkan kapal (mesin dapat digantikan dengan dayung untuk kapal kecil atau layar pada kapal layar),
• cerobong untuk mengeluarkan sisa hasil pembakaran
• geladak kapal yang merupakan lantai untuk berbagai kegiatan atau meletakkan kendaraan pada kapal roro,
• anjungan sebagai tempat untuk mengendalikan jalannya kapal.
• jangkar
• propeler atau baling-baling kapal

Read More

Mengenal Konstruksi Perahu Layar Phinisi Nusantara

sketsa phinisi nusantara

Phinisi Nusantara adalah nama resmi yang diberikan Presiden Soeharto pada perahu Pinisi yang (ketika itu) akan mengemban tugas penuh prestise, membawa keharuman kepulauan Nusantara ke mancanegara, khususnya pada Vancouver Expo'86 di Canada, (dilanjutkan ke San Diego) Amerika Serikat. Menempuh jarak 11.000 + 1650 mil laut dalam tempo 67 hari.

Inilah satu-satunya kapal kayu (panjang 31 meter, bobot 150 ton) yang mendapatkan penghormatan militer dari kapal induk militer Amerika USS Constelation ketika Phinisi melaju di English Bay dan berpapasan dengan kapal induk berbobot mati 80,000 Ton, terbuat dari baja dengan bertenaga nuklir, yang tengah sandar di sana. Tak pelak lagi, kehadiran Phinisi telah mengundang kekaguman seluruh awak kapal yang hadir ketika itu. Tak habis pikir, bagaimana mungkin sebuah kapal kayu, bisa menempuh ribuan mil dan berhasil tiba dengan selamat di pantai barat Amerika? Bagaimana sebenarnya konstruksi kapal kayu 'made in Indonesia' ini  dibuat?

Legenda 

Penambahan huruf 'H' di antara huruf 'P' dan 'I' dari PINISI sehingga menjadi PHINISI adalah untuk menyesuaikan dengan lafal Inggris di Vancouver dan bagi mereka yang biasa berbahasa Inggris.
sebelumnya, panitia telah mengajukan dua nama pilihan yaitu AMANNA GAPPA dan SAWERIGADING.

tampilan phinisi dengan
layar terkembang penuh

Amanna Gappa adalah nama seorang tokoh hukum laut legendaris dari Sulawesi Selatan di abad XVII. Kumpulan tulisannya tentang hukum laut yang diabadikan di daun lontar terkenal sampai ke Eropa.

Sedangkan SAWERIGADING   menurut legenda rakyat Bugis, merupakan putera mahkota kerajaan Gowa yang jatuh cinta kepada We Tenri Abeng yang tidak lain adalah saudara kembarnya, yang sejak kecil memang dipisahkan. Maka seluruh kerabat kerajaan  tentu menentangnya dan menganjurkan agar Sawerigading berlayar ke Teluk Bone dan mencari jodoh di sana. Sawerigading setuju dengan syarat agar kepadanya diberikan sebuah perahu baru.

Maka kakeknya La Toge Langi yang terkenal sakti membuatkan sebuah perahu  untuknya yang selesai dalam semalam. Sang putera mahkota kemudian berlayar ke Teluk Bone dan bertemu dengan gadis cantik yang mirip dengan We Tenri Abeng.

Mereka menikah dan Sawerigading bersumpah tidak akan kembali ke kampung halamannya. Tetapi waktu berlalu dan rasa rindu kampung halaman menyebabkan dia pulang dengan perahunya, melanggar sumpahnya sendiri. Di selat Selayar perahunya pecah  diterjang badai dan Sawerigading tenggelam. Perahu yang pecah tersebut terdampar di desa Ara dan dirakit kembali. Dari situlah prototipe perahu pinisi berkembang sampai saat ini.

Konstruksi

> Perahu Phinisi umumnya dibangun dengan bentuk lambung (badan perahu) yang sama yaitu berbentuk sabut kelapa atau ketimun, dilengkapi dengan 7 buah layar terdiri dari 3 layardepan (jib sails), 2 layar utama (main sails) dan 2 layar puncak (top sails).

> Ada dua kemudi guling di sisi kanan dan kiri bagian belakang yang berfungsi mengatur arah perahu, dan mengimbangi layar, menjaga kestabilan perahu. Selain itu kemudi guling juga berfungsi sebagai pengukur kedalaman perairan (depth sounder) untuk menjaga agar perahu tidak kandas. Meski  pada PLM (perahu layar motor) terdapat pelat kemudi di tengah belakang baling-baling perahu, namun konstruksi guling umumnya tetap dipertahankan untuk kemudahan mengatur perahu saat pemakaian layar.

> Perbandingan panjang terhadap lebar perahu di tengah (L/B) yang relatif kecil (2,6-3,2) dan perbandingan lebar terhadap kedalaman /sarat (B/T) yang relatif besar (2,5-2,8) memberikan jaminan adanya sifat stabilitas yang baik disamping kemantapan untuk gerak dengan memakai layar yang umumnya memiliki luas yang lebih besar dari pada lateral perahu (LxT). Selain itu perbandingan panjang terhadap tinggi geladak perahu (L/H) yang relatif kecil (6,5-8) memberikan sifat kekakuan pada kekuatan memanjang.

> Perahu Phinisi memiliki block coefficient (CB) yang umumnya kecil (kurang dari 0,50) sehingga dengan lebar perahu yang besar, yang berarti juga luas garis muat dan momen inersia garis muat (I/WL) yang relatif besar, menjadi Iwl/V besar, sehingga MF=Iwl/V juga besar. Ini berarti stabilitas perahu pinisi cukup baik.

Sumber : http://www.indonesiawaters.com/2011/06/mengenal-konstruksi-perahu-phinisi.html

Read More

Biografi Archimedes

Archimedes

(287-212 SM)

Riwayat Archimedes

Archimedes adalah seorang arsitokrat. Archimedes adalah anak astronom Pheidias yang lahir di Syracuse, koloni Yunani yang sekarang dikenal dengan nama Sisilia. Dia mempunyai hubungan keluarga dengan tiran (raja) Hieron II yang berkuasa di Syracuse pada jaman itu. Archimedes berteman dengan Gelon, anak Hieron II, dimana keduanya adalah matematikawan andalan raja. Membicarakan Archimedes tidaklah lengkap tanpa

kisah insiden penemuannya saat dia mandi. Saat itu dia menemukan bahwa hilangnya berat tubuh sama dengan berat air yang dipindahkan. Dia meloncat dari tempat mandi dan berlari terlanjang di jalanan Syracuse sambil berteriak “Eureka, eureka!” (saya sudah menemukan, saya sudah menemukan). Saat itulah Archimedes menemukan hukum pertama hidrostatik. Kisah di atas diawali oleh tukang emas yang tidak jujur dengan mencampurkan perak ke dalam mahkota pesanan Hieron. Hieron curiga dan menyuruh Archimedes untuk memecahkan problem tersebut atau melakukan pengujian tanpa merusak mahkota. Rupanya

saat mandi tersebut, Archimedes memikirkan problem tersebut. Tentang nasib tukang emas itu sendiri tidak ada yang mengetahuinya.

Masa sekolah
Saat muda usia dia menuntut ilmu di Alexandria, Mesir. Pada saat itu dia menjalin persahabatan dengan dua orang “istimewa.” Teman pertama, Conon adalah matematikawan berbakat yang sangat dihormati Archimedes baik secara pribadi maupun intelektual. Teman kedua, Eratosthenes *), juga seorang matematikawan sekaligus astronom, meski mempunyai “kelainan” yaitu: suka bersolek. Dengan kedua teman ini, teristimewa Conon, Archimedes dapat berbagi pemikiran dan berdiskusi. Akhirnya, Conon meninggal dan surat menyurat antar keduanya digantikan oleh Dositheus, murid Conon.

Tahun 1906, J.L. Heiberg, membuat penemuan dramatis di Konstantinopel yaitu: “surat” Archimedes kepada Erastosthenes: Theorema mekanikal, suatu metode. Dalam suratnya ini, Archimedes mengukur berat, dalam imajinasi, guna menghitung luas atau mengetahui volume (isi) sesuatu yang tidak diketahui lewat sesuatu yang diketahui, dia merintis ilmu pengetahuan berdasar penggalian fakta; fakta ini digunakan sebagai pembanding untuk kemudian dibuktikan secara matematis.

Ada versi lain yang menyebut bahwa Archimedes diperkirakan berguru pada murid Euclid. Archimedes dapat disebut sebagai matematikawan sekaligus fisikawan pertama, dimana selain menemukan “mesin perang”, alat-alat mekanis serta pompa air untuk mengangkat air sungai Nil guna mengairi (irigasi) tanah-tanah di seluruh negeri.

Sifat eksentrik Archimedes
Dalam hal eksentrik Archimedes sering dibandingkan dengan Weierstrass (1815 – 1897). Menurut penuturan saudarinya, Weierstrass – pada waktu sekolah, tidak pernah diberi kepercayaan untuk memegang pinsil. Apabila memegang pinsil, maka dia akan menggambari apapun yang dianggapnya masih kosong. Dari wallpaper sampai balik kerah baju. Sebaliknya, Archimedes – belum mengenal kertas, selalu menggambar di pasir atau tanah yang lembek sebagai ganti fungsi “papan tulis.” Dia akan menggambar sesuka hatinya.

Apabila duduk di dekat perapian, dia akan mengambil arang atau sisa pembakaran dan digunakan untuk menggambar. Setelah mandi, biasanya dia akan melumuri seluruh tubuhnya dengan minyak zaitun, yang lazim dipakai pada jaman itu, daripada mengenakan pakaian, dia akan menggambar diagram-diagram dengan menggunakan jari kuku dengan “papan tulis” adalah seluruh tubuhnya yang berminyak. Ada sifat yang lazim diidap oleh para matematikawan seperti: lupa makan. Sifat lupa makan Archimedes, saat menekuni problem matematika, ternyata diwariskannya kepada [Isaac] Newton dan [William Rowan] Hamilton.

Archimedes terlibat perang


Saat ini Romawi adalah kerajaan dengan banyak pejabatnya korup. Di Mediteranian, sekarang Tunisia, dan kota Carthage, muncul dan menjadi penguasa dengan koloni meliputi wilayah sepanjang pantai Afrika sampai Spanyol. Romawi merasa iri hati dan menyerbu. Dua kali serangan yang disebut dengan perang Punic, mampu menaklukkan Carthage. Tetapi tidak lama kemudian, Carthage mampu bangkit kembali, sehingga memaksa Romawi kembali melancarkan serangan, perang Punic ketiga. Kali ini, tentara Romawi tidak memberi ampun lagi. Begitu dapat menaklukkan, mereka menghancurkan kota dan membunuhi para penghuninya (146 SM).
Di atas adalah latar belakang terjadinya perang Punic. Selama perang Punic ini, Romawi mengirim pasukan di bawah komando Claudius Marcellus pada tahun 214 SM untuk menyerang Syracuse. Alasan utamanya adalah karena raja Syracuse menjalin hubungan dengan Carthage; alasan lain, tentara Romawi selalu dapat menaklukkan wilayah kecil dengan mudah. Tetapi saat ini mereka ketemu batunya.

Tentara Romawi menyerbu Syracuse dari segala penjuru, daratan dan lautan, terhadang oleh rekayasa sains; tidak canggih namun cerdik. Penduduk Syracuse sudah diajari bagaimana menggunakan tuas (lever) dan berbagai macam bentuk pelontar, dan mereka menerapkan kemampuan ini pada perang di darat maupun di laut. Tentara Romawi dipaksa mundur dan lari lintang-pukang di bawah hantaman “badai” batu dan panah yang dilontarkan oleh ketapel-ketapel buatan Archimedes. Belum lagi adanya serangan dari pelontar tali berisi peluru dan busur kecil (crossbow) yang menembakkan anak panah besi.

Serangan pasukan Romawi lewat laut, hasilnya tidak jauh berbeda, hampir semua armada kapal perang mereka hancur. Besi-besi besar dijatuhkan oleh pasukan Syracuse lewat derek (crane) yang dibangun, mampu menenggelamkan kapal-kapal Romawi. Derek lain digunakan mengangkat kapal-kapal Romawi dan pasukan-pasukan berebut menyelamatkan diri dengan terjun ke laut. Masih ditambah dengan cermin pembakar, maka lengkaplah “derita” kapal-kapal Romawi. Seorang tua menciptakan cermin heksagonal dan di sela-sela cermin berukuran proporsional tersebut dipasang empat cermin segi empat, digerakkan dengan besi yang dibentuk seperti engsel jaman modern, diarahkan ke matahari. Berkas sinar yang dipantulkan oleh cermin-cermin tersebut diarahkan ke kapal, menimbulkan api dan kapal terbakar. Pengoperasian cermin dilakukan dari ketinggian di tengah kota oleh seorang lelaki tua.

Siasat lain mulai dicari. Tentara Romawi mencoba membangun tembok di luar tembok kota, namun tidak pernah selesai dibangun. Muasalnya adalah derek dengan bandulan besi berputar mengelilingi kota Syracuse untuk menghancurkan tembok-tembok tersebut sekaligus menghalau pasukan Romawi yang akan maju.

Gagal dengan serangan frontal, Marcellus menggunakan cara lain. Saat penduduk Syracuse merayakan kemenangan, diselimuti oleh gelapnya malam, dikirimlah mata-mata (Buku legendaris “Seni Berperang” Sun Tzu – hidup 500 SM, tentang penggunaan mata-mata, bab 13, bab terakhir, barangkali mengilhami atau barangkali ide dari perang Troya dengan taktik kuda Troya) untuk menghancurkan “monster-monster” ciptaan Archimedes dan membuka pintu gerbang kota. Perang berlangsung selama 3 tahun, sebelum Romawi dapat mengalahkan si kecil cerdik, Syracuse.

Penemuan-penemuan Archimedes


Minat Archimedes adalah matematika murni: bilangan, geometri, menghitung luas bentuk-bentuk geometri. Archimedes dikenal karena kehebatannya mengaplikasikan matematika. Kehebatan inilah yang akan diuraikan di bawah ini.
Archimedes berjasa menemukan ulir Archimedes, alat untuk mengangkat air dengan jalan memutar gagang alat ini dengan tangan. Penggunaan awal alat ini adalah untuk membuang air yang masuk ke dalam perahu atau kapal. Tapi dalam perkembangannya digunakan untuk memompa air dari dataran yang lebih rendah ke tanah yang lebi tinggi. Alat ini sampai sekarang masih dipakai oleh para petani di seluruh dunia.
Penggunaan cermin pembakar, memberi indikasi bahwa beberapa bentuk geometri sudah diketahui Archimedes, teristimewa bentuk hiperbola. Bentuk lingkaran, elips dan hiperbola terbentuk hanya bagaimana cara kita mengiris suatu bidang. Parabola adalah bentuk istimewa: dapat “mengambil” sinar matahari, dari arah manapun, dan difokuskan pada suatu titik, dan konsentrasikan semua energi cahaya pada bidang sempit untuk dipancarkan kembali dalam berkas sinar yang sangat panas.

Archimedes sudah mencoba menghitung luas parabola, elips, hiperbola dan menentukan titik pusat gravitasi pada setengah lingkaran dan lingkaran. Tidak diketahui secara pasti berapa banyak karya-karya Achimedes yang hilang atau belum ditemukan satu yang terpenting, Metode (The Method, sebagian besar sudah ditemukan pada tahun 1906), tapi karya lain termasuk: On Spiral, On the Measuremant of the Circle, Quadrature of the Parabola, on Conoids & Spheroids, on the Sphere & Cylinder, Books of Lemmas dll. tidak sesuai dengan segala sesuatu yang dihasilkan Archimedes pada jaman Romawi.

Archimedes adalah orang pertama yang memberi metode menghitung besar ? (pi) dengan derajat akurasi yang tinggi. Menghitung besar ? dilakukan dengan cara membuat lingkaran diantara dua segi enam. Luas segi enam kecil < luas lingkaran < luas segi enam besar. Dengan memperbesar jumlah segi – Archimedes membuat 96 sisi, diperoleh besaran:

3 10/71 < Л < 3 1/7
(3,14084 < Л < 3,14285)

Dalam menghitung ?, jaman modern, para matematikawan mengikuti jejak Archimedes. Sebagai contoh, pada abad 17, Ludolph van Ceulen dari Jerman, menggunakan segi 262. Upaya gigih guna mencari besaran ? ini dilakukannya sampai dia meninggal. Jadi tidaklah mengherankan, apabila orang Jerman – untuk menghormati jasa, pada nisan dipahat “Angka Ludolphian” yang berarti ? di Jerman.
Penggunaan tuas dalam perang dengan menciptakan crane, menunjuk bahwa Archimedes sudah memahami prinsip tuas, yaitu: dua benda yang mencapai keseimbangan berat pada suatu jarak tertentu memiliki besar yang proporsional secara timbal-balik.

Archimedes meninggal
Apabila pada tahun-tahun sebelumnya, penemuan-penemuan Archimedes selalu membuat pasukan Romawi frustrasi. Mereka tidak dapat menaklukan Syracuse untuk dijadikan koloni. Alat-alat mekanik ciptaan Archimedes selalu dapat mementahkan dan menghancurkan semua serangan mereka. Salah satu kisah menarik adalah tentang Archimedes dalam perang ini adalah menciptakan “cermin-cermin pembakar” yang mampu membakar kapal-kapal Romawi dari kejauhan. Tahun 212 SM, Syracuse akhirnya jatuh ke tangan Romawi, setelah terjadi penyusupan di malam hari.

Singkat kata, Marcellus dengan didampingi para prajuritnya mendatangi pencipta alat yang membuat semua petaka bagi tentara Romawi. Saat itu Archimedes sedang menggambar diagram di pasir. Pikiran dan matanya hanya terpusat pada diagram-diagram yang digambarnya. Tidak memperdulikan sekelilingnya. Marcellus dan prajurit pengikutnya diam mengamati sampai akhirnya seorang prajurit kehilangan kesabaran. Seorang prajurit Marcellus datang menghampiri dan memerintahkan agar Archimedes segera menghadap komandan mereka, namun dia tidak menuruti perintah dan baru akan menghadap setelah menyelesaikan problem dan memberikan pembuktiannya.

Kesabaran prajurit itu habis dan maju untuk menangkap Archimedes. “Jangan sentuh lingkaran-lingkaran yang saya buat!” adalah teriakan terakhir Archimedes ketika prajurit itu menginjak gambar diagram di atas pasir. Prajurit yang tidak diketahui namanya itu marah, menghunus pedang dan membunuh Archimedes yang sudah berusia 75 tahun.

*) Eratoshenes (273 – 192 SM) melakukan penghitungan diameter bumi pada tahun 230 SM. Dia menengarai bahwa kota Syene di Mesir terletak di equator, dimana matahari bersinar vertikal tepat di atas sumur pada hari pertama musim panas. Eratoshenes mengamati fenomena ini tidak dari rumahnya, dia menyimpulkan bahwa matahari tidak akan pernah mencapai zenith di atas rumahnya di Alexandria yang berjarak 7° dari Syene.

Jarak Alexandria dan Syene adalah 7/360 atau 1/50 dari lingkaran bumi yang dianggap lingkaran penuh adalah 360°. Jarak antara Syene sampai Alexandria +/- 5000 stade. Dengan dasar itu dibut prakiraan bahwa diameter bumi berkisar:

50 x 5000 stade = 25.000 stade = 42.000 Km.
Pengukuran tentang diameter bumi diketahui adalah 40.000 km. Ternyata, astronomer jaman kuno juga tidak kalah cerdasnya, dengan deviasi kurang dari 5%.

Sumbangsih Archimedes


Prinsip-prinsip fisika dan matematika diaplikasikan oleh Archimedes baik untuk tujuan “mulia” – pompa ulir, untuk mengangkat air dari tempat yang lebih rendah maupun untuk tujuan perang. Memang tidak dapat dihindari bahwa suatu penemuan biasanya akan dipicu oleh suatu kebutuhan mendesak. Cermin pembakar, derek (crane) untuk melontarkan panah dan batu atau menenggelamkan kapal adalah penguasaan fisika Archimedes yang dapat dikatakan luar biasa pada jamannya.

Kontribusi penghitungan Л (pi) dari Archimedes barangkali dapat disebut sebagai awal bagi para pengikut untuk meniru metode yang dipakai untuk menghitung luas lingkaran. Terus memperbanyak jumlah segi enam untuk menghitung besaran Л (pi) mengilhami para matematikawan berikutnya bahwa adanya suatu ketidakhinggaan – seperti paradoks Zeno, dimana hal ini mendorong penemuan kalkulus.

Read More

Rumus dan Prinsip Dasar Hukum Archimedes

Hukum Archimedes mengatakan bahwa apabila sebuah benda sebagian atau seluruhnya terbenam kedalam air, maka benda tersebut akan mendapat gaya tekan yang mengarah keatas yang besarnya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang terbenam tersebut.

Telah sama-sama kita ketahui bahwa berat jenis air tawar adalah 1.000 kg/m3, apabila ada sebuah benda yang terbenam kedalam air tawar; maka berat benda tersebut seolah-olah akan berkurang sebesar 1.000 kg untuk setiap 1 m3 air yang dipindahkan.

Konsep ini akan lebih jelas bila diterangkan dengan gambar dibawah ini.


a. Berat benda pada saat diudara dan setelah terbenam dalam air tawar


Pada saat ditimbang diudara benda mempunyai berat 4.000 kg pada skala pengukur berat, sedang setelah dimasukan kedalam air berat benda menjadi 3.000 kg. Padahal masa benda tidak berubah, berkurangnya berat benda tersebut diakibatkan adanya gaya tekan keatas dari air yang dipindahkan oleh bagian benda yang ada didalam air (force of buoyancy), dengan arah kerja gayanya mengarah keatas; sedang garis kerja gayanya segaris dengan garis kerja dari gaya berat benda.

Titik tangkap garis kerja gaya buoyancy biasa disebut dengan titik buoyancy atau titik B.

Didalam sistem bangunan terapung titik B ini disebut juga dengan titik berat dari volume benda yang ada dibawah garis air (gambar dibawah ini)


b. Ilustrasi letak titik G dan titik B dari bangunan apung

Selanjutnya perhatikan gambar c dibawah ini; dimana pada gambar tersebut mengilustrasikan sebuah benda dengan masa sebesar 4.000 kg namun volume bendanya 8 m3. Pada awalnya benda tersebut dibenamkan kedalam air, kemudian dilepaskan.

Apabila keseimbangan telah terjadi, maka benda tersebut akan mengapung seperti ditunjukan pada gambar a. Keseimbangan akan tercapai apabila besarnya gaya buoyancy sama dengan berat air yang dipindahkan oleh bagian benda yang ada didalam air atau apabila benda tersebut mengapung dengan separuh dari volumenya.

Berat benda = berat dari volume air yang dipindahkan

4000 = S x V

4000 = 1000 kg/m3 x V

atau

V = 4 m3


c. Benda terapung pada posisi seimbang

Read More