Tenggelamnya kapal selam Indonesia KRI Nanggala 402 dari sudut pandang Fisika
Oleh : Nurhasanah Kurniawati
Guru pada MA Jamiat Kheir Jakarta
Tenggelamnya kapal selam. Loh kok bisa kapal selam ya pasti tenggelam. Mungkin itulah yang ada dibenak orang awam.
Baru-baru ini Indonesia dihebohkan dengan kecelakaan tenggelamnya kapal selam KRI Nanggala 402 milik TNI AL diperairan laut bagian utara Provinsi Bali Indonesia.
Banyak persepsi muncul baik dari kalangan masyarakat awam, politisi,awak media sampai aparatur negara. Bagaimana dengan persepsi kita sebagai pendidik, terutama guru bidang IPA Fisika, mari kita lihat dari sudut ilmiah.
Secara teori tenggelamnya suatu benda di permukaan, tengah-tengah dan dasar zat cair berhubungan dengan Hukum Archimedes.
Tokoh Archimedes mungkin tidak lagi asing di telinga anak sekolah khususnya anak jurusan IPA atau mata pelajaran IPA baik di SMP/MTS dan SMA/MA, begitu juga orang pada umumnya, materi hukum Archimedes ini dibahas di mata pelajaran IPA SMP pada Bab 8 pokok bahasan tekanan zat cair dan SMA yang saat ini duduk di bangku kelas 11 dibahas di semester 1 pada Bab 3 materi fluida statis. Tokoh Archimedes adalah seorang ahli matematika dan penemu asal Yunani yang hidup antara tahun 287 SM – 212 SM. archimedes terkenal dengan penemuannya hukum hidrostika atau lebih dikenal dengan Hukum Archimedes.
Hukum ini menjelaskan hubungan gaya berat dan gaya ke atas pada suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Dimana akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), benda yang ada didalam zat cair beratnya akan berkurang. Sehingga benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan dibandingankan ketika diangkat di darat.
Bagaimana benda dalam Hukum Archimedes ?
Jika suatu benda dicelupkan atau dimasukan ke dalam zat cair, maka ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu benda dapat tenggelam, melayang, atau terapung. Berikut penjelasannya.
Benda Tenggelam
Benda dinyatakan tenggelam dalam zat cair apabila posisi benda selalu berada pada dasar tempat zat cair berada. Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda. Contoh: Batu yang dimasukkan ke dalam air.
Benda Melayang
Benda melayang didalam zat cair apabila posisi benda berada di bawah permukaan zat cair dan dari atas dasar tempat zat cair berada. Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Contoh : penyelam yang menyelam dalam air atau laut
Benda Terapung atau mengapung
Benda terapung dalam zat cair apabila posisi benda sebagian muncul dipermukaan zat cair dan sebagian terbenam dalam zat cair. Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda. Contoh : kapal laut yang mengapung di laut atau permukaan air.
Terdapat beberapa penerapan Hukum Archimedes diantaranya yaitu Hidrometer, Kapal laut, Kapal selam dan Balon udara. Karena yang dibahas disni tentang tenggelamnya kapal selam maka yang akan diulas penerapan hukum Archimedes yang diterapkan pada kapal selam.
Kapal selam merupakan kapal yang dapat mengubah-ubah massa jenisnya agar dapat menyelam, melayang dan mengapung di permukaan air. Untuk mengubah massa jenisnya, kapal selam menambahkan massa atau mengurangi massanya dengan cara memasukkan air atau mengeluarkan air.
Supaya kapal selam dapat menyelam, kapal selam harus memasukkan air sehingga massa kapal bertambah besar, begitu pula sebaliknya jika kapal selam ingin kembali muncul ke permukaan. Prinsip kapal selam dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Penerapan hukum archimedes pada kapal selam
Kapal selam adalah kapal yang bergerak di bawah permukaan air, umumnya digunakan untuk tujuan dan kepentingan militer. Sebagian besar Angkatan Laut memiliki dan mengoperasikan kapal selam sekalipun jumlah dan populasinya masing-masing negara berbeda. Selain digunakan untuk kepentingan militer, kapal selam juga digunakan untuk ilmu pengetahuan laut dan air tawar dan untuk bertugas di kedalaman yang tidak sesuai untuk penyelam manusia, biasanya digunakan kapal selam tanpa awak atau di isi robot saja.
Dalam pengoperasiannya kapal selam pada umumnya menggunakan prinsip penerapan Hukum Archimedes yang tekait dengan terapung, melayang dan tenggelam. Kapal selam memiliki beberapa bagian yang membuat kapal selam dapat melayang dan terapung di dalam air, bagian-bagian tersebut yaitu :
– Tangki Ballast berfungsi untuk menyimpan udara dan air.
– Katup udara, berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ballast (tangki).
– Katup air, berfungsi untuk memasukkan air ke dalam ballast (tangki).
-Tangki Kompresor udara, yang berfungsi memompa air keluar dari ballast dan diganti dengan udara.
Prinsip kerja pada kapal selam. Pada kapal selam dibuat tanki balast (trim), yang berfungsi menyimpan udara dan air. Ketika kapal selam siap untuk menyelam, katup-katup besar yang dikenal sebagai “kingstons”, yang terletak di dasar tangki , dibuka untuk membiarkannya masuk ke laut.
Udara di dalam tangki keluar melalui katup-katup pada bagian atas, yang dikenal sebagai “lubang-lubang angin”. Kapal selam itu masuk ke dalam air. Ketika kapal selam siap untuk muncul ke permukaan, lubang-lubang angin ditutup dan tekanan udara didorong masuk ke dalam tangki-tangki, bila kapal selam ingin naik kembali maka harus meniup air kembali melalui kingstons, dan kapal selam itu pun naik, tangki ballast ketika berisi udara berfungsi sebagai pelampung kapal selam sehingga kapal selam dapat terapung.
Syarat benda dapat melayang di dalam air adalah ketika gaya apung benda sama besar dengan berat benda tersebut. Kapal selam ketika akan menyelam, membuka katup air dan menutup katup udara sehingga air laut masuk ke dalam tangki ballast dan membuat berat kapal selam bertambah serta tenggelam hingga ke kedalaman yang diinginkan seperti ilustrasi berikut pada gambar.
Jika kapal selam masih memiliki udara dari tangki kompresor udara, kapal selam akan dapat menyeimbangkan gaya apung dengan beratnya. Akan tetapi kapal selam dapat atau bisa retak dan pecah menjadi seroihan bahakn sampai hancur jika terlalu dalam menyelam kekedalaman air laut 600-1000 meter, hal ini sesuai dengan prinsip tekanan hidrostatis yaitu, jika benda semakin dalam masuk ke dalam air atau zat cair maka tekanan hidrostatisnya akan semakin besar, seperti perumpamaan ditimpa ribuan gajah yang beratnya ber ton-ton.
Berikut Ilustrasi kapal selam yang hancur , dikutip dari Akurat.co
https://akurat.co/ilustrasi-kapal-selam-yang-hancur-tenggelam-600-meter-ke-dalam-laut
Nah dengan demikian jika melihat adari teori Hukum Arcimedes pada penerapan kapal selam ini, kemungkinan yang terjadi pada kapal selam KRI Nanggala 402 milik TNI AL pada kedalaman antara 600 -1000 meter terjadi retakan bahkan hancur. Jadi kita sebagai masyarakat apalagi sebagai intelektual, sebaiknya tidak mudah termakan isu atau hoax dan memiliki persepsi tanpa adanya konsep ilmiah.
Daftar Pustaka
- V.K. Sally dkk. (2017). IPA Terpadu SMP Kelas VIII.Jakarta:Yudhistira
- Marthen Kanginan.(2017). Fisika SMA Kelas XI. Cimahi:Erlangga
- www.flickr.com
- https://www.studiobelajar.com/hukum-archimedes/#
- https://putrarawit.wordpress.com/2014/08/06/prinsip-kerja-kapal-selam-hukum-archimedes/
- https://mafia.mafiaol.com/2020/10/hukum-archimedes-pada-benda-mengapung-melayang-tenggelam.html
- https://akurat.co/ilustrasi-kapal-selam-yang-hancur-tenggelam-600-meter-ke-dalam-laut