Mengapa Kapal Laut yang Terbuat dari Besi Tidak Tenggelam di Laut? Ini Rahasianya

Suara.com - Melihat kapal laut berukuran sangat besar mengapung di permukaan air mungkin terasa bertentangan dengan logika karena sebagian besar konstruksinya menggunakan material berat seperti besi.

Besi sendiri memiliki massa jenis lebih tinggi daripada air sehingga benda berbahan besi dalam bentuk padat umumnya akan tenggelam ketika dimasukkan ke dalam air.

Namun, kapal tidak dibuat sebagai balok besi padat karena bentuk konstruksinya dirancang untuk memanfaatkan ruang, volume, dan gaya apung yang bekerja dari air.

Bagaimana prinsip fisika membuat kapal yang berat dan berbahan besi tetap mampu mengapung di laut?

Mengapa Kapal Laut yang Terbuat dari Besi Tidak Tenggelam di Laut

Penjelasan mengenai kapal yang dapat mengapung berkaitan erat dengan hukum Archimedes dan konsep densitas atau kerapatan. Dikutip dari akun YouTube resmi BRIN Indonesia, benda yang berada di dalam fluida akan mendapatkan dorongan dari fluida tersebut dengan besar tertentu.

“Hukum Archimedes menyatakan bahwa setiap benda yang dicelupkan ke dalam fluida seperti air akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut,” demikian penjelasan dari video resmi BRIN Indonesia.

Gaya yang bekerja ke arah atas inilah yang kemudian disebut sebagai gaya apung.

Gaya apung dapat ditemukan dalam berbagai kejadian sederhana di kehidupan sehari-hari. Misalnya, ketika sebuah bola karet ditekan ke dalam air, terdapat dorongan dari air yang membuat bola cenderung kembali menuju permukaan.

Dalam video penjelasan BRIN, dijelaskan apabila gaya apung yang diterima benda cukup besar untuk menyeimbangkan beratnya, maka benda dapat berada dalam kondisi mengapung.

Kondisi tersebut menjadi alasan utama kapal tidak bisa disamakan dengan benda besi biasa. Sebuah paku atau bola besi memiliki bentuk padat dengan volume yang relatif kecil dibandingkan massanya sehingga benda tersebut tidak mampu memindahkan air dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan gaya apung yang menahan beratnya.

Sebaliknya, kapal memiliki lambung berukuran besar dengan bagian dalam yang sebagian besar berupa ruang kosong. Ruang tersebut berisi udara dan membuat massa kapal jika dibandingkan dengan keseluruhan volumenya menjadi lebih rendah.

“Kapal didesain sedemikian rupa sehingga memiliki volume besar dengan rongga-rongga berisi udara yang membuat densitas totalnya lebih rendah daripada air,” katanya.

Jadi, yang diperhitungkan bukan hanya massa jenis besi sebagai material penyusun, tetapi juga kerapatan rata-rata seluruh kapal beserta ruang di dalamnya.

Bentuk lambung kapal juga memungkinkan kapal memindahkan air dalam volume besar ketika berada di laut. Semakin banyak air yang dipindahkan oleh bagian kapal yang terendam, semakin besar pula gaya apung yang bekerja ke arah atas.

Konsep tersebut dapat dibayangkan melalui benda dengan berat sama tetapi bentuk berbeda. Benda yang dibuat padat dengan volume kecil cenderung memindahkan lebih sedikit air, sedangkan benda yang dibentuk menjadi wadah lebar memiliki volume lebih besar sehingga dapat memindahkan lebih banyak air.

Prinsip yang sama menjelaskan mengapa dua benda dari material serupa dapat menunjukkan perilaku berbeda ketika dimasukkan ke air.

BRIN menggambarkannya melalui tanah liat yang dibentuk menjadi bola padat dan mangkuk, dengan mangkuk memiliki bentuk lebih lebar sehingga mampu memindahkan air lebih banyak.

“Dengan membuat kapal berukuran besar, kapal dapat memindahkan cukup banyak air sehingga gaya apung yang dihasilkan mampu menahan berat kapal.”

Artinya, ukuran dan bentuk lambung menjadi bagian penting dari kemampuan kapal untuk tetap berada di permukaan.

Jadi, kapal laut yang terbuat dari besi tidak mengapung karena besinya lebih ringan daripada air. Kapal dapat mengapung karena konstruksinya memiliki volume besar, rongga berisi udara, serta bentuk lambung yang memungkinkan gaya apung bekerja cukup kuat untuk menahan keseluruhan berat kapal.

Dengan memahami hukum Archimedes, fenomena kapal besi yang mengapung sebenarnya bukan sesuatu yang bertentangan dengan sifat besi. Materialnya memang berat, tetapi rancangan kapal membuat berat tersebut tersebar dalam volume yang besar sehingga kondisi keseimbangan antara berat kapal dan gaya apung dapat tercapai.