Kenapa Kapal Tidak Tenggelam – Grameds, pernahkah kalian melihat kapal di laut? Transportasi tersebut saat ini sering dimanfaatkan untuk mengangkut penumpang maupun barang. Saat melihat kapal laut sedang berlayar, mungkin sebagian dari kita akan bertanya-tanya, “Mengapa angkutan yang beratnya berton-ton itu tidak tenggelam dan bisa mengapung di lautan? Batu kerikil yang bobotnya hanya beberapa gram saja akan langsung tenggelam saat kita lempar ke permukaan yang sama”.
Artikel kali ini akan memaparkan ulasan mengenai faktor yang menyebabkan kenapa kapal tidak tenggelam, meskipun memiliki beban yang sangat besar. Namun, sebelumnya kita perlu mengetahui etimologi dan jenis-jenis kapal yang ada saat ini terlebih dahulu.
Daftar Isi
Etimologi
Kata “kapal” dalam bahasa Indonesia dan Melayu berasal dari rumpun bahasa Dravida “kappal”. Kata ini mulai muncul dalam literatur Tamil setelah abad ke-17, yaitu கப்பல். Sebelum abad ke-17, kata “kapal” dalam literatur Nusantara selalu merujuk kepada kendaraan air buatan luar negeri (dalam hal ini India), sedangkan kata “perahu” merujuk kepada kendaraan air besar (lihat: K’un-lun po), sampai akhirnya benar-benar digantikan oleh kata “kapal” untuk merujuk kepada kendaraan air besar.
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), kapal adalah kendaraan pengangkut penumpang dan barang di laut, sungai, rawa, dan sebagainya, yang terbuat dari kayu atau besi, bertiang satu atau lebih, bergeladak, dan digerakkan oleh mesin atau layar.
Jenis-Jenis Kapal
Kapal sebenarnya sangatlah sulit untuk dikategorikan, terutama dikarenakan banyaknya kriteria yang menjadi dasar klasifikasi. Namun, kapal-kapal yang ada saat ini secara umum dapat dikategorikan menjadi tiga jenis, yaitu berdasarkan tenaga penggerak, jenis pelayarannya, dan fungsinya.
1. Tenaga Penggerak
Berdasarkan tenaga penggeraknya, kapal dibagi menjadi lima jenis, yaitu:
- Kapal bertenaga manusia (pendayung);
- Kapal diesel atau kapal motor;
- Kapal layar;
- Kapal nuklir;
- Kapal uap atau kapal api.
2. Jenis Pelayarannya
Berdasarkan jenis pelayarannya, kapal dibagi menjadi empat jenis, yaitu:
- Kapal bantalan udara atau kapal melayang;
- Kapal mengambang;
- Kapal permukaan;
- Kapal selam.
3. Fungsinya
Berdasarkan fungsinya, kapal dibagi menjadi jenis, yaitu:
- Kapal barang atau kapal kargo;
- Kapal feri atau kapal penyeberangan;
- Kapal penumpang;
- Kapal perang;
- Kapal tanker;
- Kapal pemecah es;
- Kapal tunda;
- Kapal pandu;
- Tongkang atau ponton;
- Kapal tender;
- Kapal Ro-Ro;
- Kapal kargo berpendingin;
- Kapal keruk;
- Kapal peti kemas atau kapal kontainer;
- Kapal pukat harimau.
Asal-Usul Prinsip Kerja Kapal Laut
Archimedes dari Sirakusa.
Sebenarnya, ada perbedaan pendapat mengenai teori yang mendasari prinsip kerja kapal laut. Namun, landasan utama terciptanya kapal laut di dunia yang diakui adalah hukum ahli matematika abad ketiga sebelum Masehi dari Yunani, yaitu Archimedes dari Sirakusa.
Archimedes dari Sirakusa adalah seorang matematikawan, fisikawan, insinyur, astronom, dan penemu yang hidup sekitar 287 SM–212 SM. Dia belajar di kota Alexandria, Mesir. Sebagian sejarawan memandangnya sebagai salah satu matematikawan terbesar dalam sejarah, bersama-sama dengan Sir Isaac Newton dan Johann Carl Friedrich Gaus.
Saat itu, yang menjadi raja di Sirakusa adalah Hieron II, sahabat Archimedes. Archimedes mulai dikenal orang setelah dia mendapat perintah dari Hieron II untuk membuktikan kemurnian emas mahkota miliknya.
Dia lantas pulang ke rumah dan mandi di bak miliknya. Dia memperhatikan terdapat air yang tumpah ke luar ketika dirinya masuk ke dalam. Saat itu, dia menyadari bahwa air yang keluar memiliki berat yang sama dengan berat tubuhnya yang masuk ke dalam air. Dia mengingat bahwa emas murni akan tenggelam dan akan ada air yang keluar, sehingga dia bisa mengetahui massa jenis dengan menghitung berat emas dibagi dengan volumenya.
Dari peristiwa tersebut, Archimedes dapat mengetahui massa jenis dengan menghitung berat emas dibagi dengan volumenya. Dia kemudian membandingkannya dengan massa jenis dari mahkota raja. Jika massa jenis mahkota raja lebih ringan, mahkota tersebut dikatakan tidak terbuat dari emas murni, melainkan campuran dari logam lain. Hal tersebut yang akhirnya menjadi rumusan daya apung yang digunakan dalam sistem kapal.
Bunyi Hukum Archimedes
Dengan hukum Archimedes, kita bisa mengelompokkan benda menjadi tiga jenis. Benda-benda tersebut di antaranya adalah benda tenggelam, terapung, dan melayang. Benda bisa tenggelam jika gaya angkat air lebih kecil dari gaya berat benda tersebut, sedangkan benda melayang terjadi jika gaya angkat air dan gaya berat benda sama. Untuk benda yang bisa mengapung terjadi saat gaya angkat air lebih besar dibandingkan dengan gaya berat benda.
Hukum Archimedes berbunyi sebagai berikut:
“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya”.
Jadi, hukum ini menjelaskan adanya keterkaitan gaya berat dan gaya ke atas dalam suatu benda jika dimasukkan ke dalam air. Akibat adanya gaya angkat ke atas (gaya apung), tentunya benda yang ada di dalam zat cair beratnya akan mengalami pengurangan. Akibatnya, benda yang diangkat dalam air akan terasa lebih ringan jika dibandingkan saat diangkat di darat.
1. Tenggelam
Keadaan ini terjadi ketika massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda. Contohnya, besi atau baja akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air karena massa jenis besi lebih besar dari massa jenis air. Pada keadaan tenggelam, berat benda di dalam cairan lebih besar dibandingkan gaya ke atas oleh cairan.
Gaya tekan air < berat benda
2. Melayang
Keadaan ini terjadi ketika massa jenis zat cair sama dengan massa jenis benda. Benda yang melayang berada di antara dasar bejana dan permukaan cairan. Contohnya, telur yang dimasukkan ke dalam air yang ditambahkan sedikit garam akan melayang karena massa jenis keduanya sama. Hal yang sama terjadi kepada ikan. Ikan dapat menyamakan beratnya dengan berat air yang dipindahkan supaya bisa melayang.
Gaya tekan air = berat benda
3. Terapung
Keadaan ini terjadi saat massa jenis zat cair lebih besar dari massa jenis benda. Contohnya, sterofoam atau plastik akan terapung jika dimasukkan ke dalam air.
Gaya tekan air > berat benda.
Hubungan Daya Apung dengan Kepadatan
Jika satu blok kayu dengan ukuran satu sentimeter kubik ditempatkan dalam wadah air, jumlah air yang dipindahkan akan sama dengan berat balok kayu. Dalam kasus kayu, berat air yang dipindahkan kecil, sehingga gaya apung lebih besar dari gaya gravitasi dan membuat kayu mengapung.
Lalu, bagaimana jika balok dengan ukuran yang sama terbuat dari timah? Timah memiliki kerapatan yang lebih tinggi, sehingga akan memindahkan banyak air dibandingkan kayu. Gaya gravitasi dalam timah melebihi gaya apung dan membuatnya tenggelam.
Prinsip Archimedes menyatakan bahwa gaya yang diberikan kepada suatu benda dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan (dipindahkan keluar) oleh benda tersebut. Gaya apung mendorong ke atas terhadap objek. Gravitasi memberikan gaya ke bawah kepada objek, yang ditentukan oleh massa objek. Jika gaya yang diberikan objek dengan gravitasi kurang dari gaya apung, objek akan melayang atau mengapung.
Alasan Kapal Tidak Tenggelam
Kapal dapat memiliki massa ratusan ribu ton, apalagi yang mengunakan baja. Baja jauh lebih padat daripada air. Namun, kapal baja tetap mengapung. Hal ini dikarenakan kapal yang besar memindahkan air yang jumlahnya sangat besar juga.
Berbeda halnya dengan batu yang kita lempar ke air akan tenggelam. Hal ini disebabkan karena batu hanya memindahkan sedikit air. Batu tenggelam karena lebih berat dibandingkan jumlah air yang dipindahkan.
Sebuah benda akan terapung, melayang, dan tenggelam di dalam sebuah cairan dikarenakan massa jenis benda itu dibandingkan dengan massa jenis cairan tempat benda itu dicelupkan. Jadi, benda akan terapung jika massa jenis benda itu lebih kecil dari massa jenis cairan. Benda akan melayang jika massa jenis benda dan cairannya sama. Benda akan tenggelam jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis cairan.
Lantas apa yang memengaruhi massa jenis? Seperti yang sudah dijelaskan di atas, massa jenis adalah perbandingan antara massa benda dengan volumenya. Artinya, semakin kecil massa benda (semakin ringan), dan semakin besar volume benda tersebut, semakin kecil massa jenisnya.
Katakanlah, sebuah jarum dan kapal diletakkan ke dalam cairan yang sama (yang tentu memiliki massa jenis yang sama). Jarum akan tenggelam karena massa jenis jarum lebih besar daripada massa jenis air, dan juga masih lebih besar dari massa jenis kapal.
Kenapa massa jenis kapal bisa lebih kecil dari massa jenis jarum? Penyebabnya adalah kapal laut memiliki “ruangan” yang demikian luas beserta rongga berisi udara, yang menjadikan ”volume” kapal laut menjadi sedemikian besar dan mengakibatkan massa jenisnya jadi lebih kecil.
Bingung? Begini, massa jenis adalah massa dibagi volumenya. Jika volumenya semakin besar sementara massanya tetap, hasil pembagiannya tentu menjadi lebih. Coba saja angka 8 dibagi 2 = 4, sementara 8 dibagi 4 = 2. Jadi lebih kecil bukan?
Massa jenis juga bergantung dari jenis bahan. Sebuah kubus pejal berukuran sama yang terbuat dari kayu tentu akan memiliki massa jenis lebih kecil daripada kubus yang terbuat dari logam.
Ketika sebuah kapal tenggelam, air memasuki kapal dan memaksa udara di dalamnya keluar, sehingga kerapatan rata-rata kapal lebih besar daripada air.
Titanic di dermaga Southampton sebelum keberangkatan.
Salah satu tragedi kapal yang terkenal adalah tenggelamnya kapal Titanic. Kapal ini dibangun pada 1909 sampai 1911 oleh galangan kapal Harland and Wolff di Belfast. Penumpang Titanic saaat itu mencapai 1.317 orang: 324 di kelas satu, 284 di kelas dua, dan 709 di kelas tiga. 869 (66%) di antaranya adalah laki-laki dan 447 (34%) wanita.
Ada 107 anak-anak yang menumpang, kebanyakan adalah penumpang kelas tiga. Titanic dianggap belum mencukupi kapasitas pada pelayaran perdananya, karena kapal ini mampu menampung 2.566 penumpang – 1.034 di kelas satu, 510 di kelas dua, dan 1.022 di kelas tiga.
Setelah meninggalkan Southampton pada 10 April 1912, Titanic berhenti di Cherbourg, Prancis dan Queenstown (sekarang Cobh), Irlandia sebelum berlayar ke barat menuju New York. Pada 14 April 1912, empat hari pasca pelayaran, tepatnya 375 mil di selatan Newfoundland, kapal menabrak sebuah gunung es pukul 23:40 (waktu kapal; UTC-3).
Tabrakan dan menggesek ini mengakibatkan pelat lambung Titanic melengkung ke dalam di sejumlah tempat di sisi kanan kapal dan mengoyak lima dari enam belas kompartemen kedap airnya. Selama dua setengah jam selanjutnya, kapal perlahan terisi air dan tenggelam.
Para penumpang dan sejumlah awak kapal diungsikan ke dalam sekoci, kebanyakan sudah diluncurkan dalam keadaan setengah penuh. Banyak laki-laki dalam jumlah yang tidak sepadan–hampir 90% di kelas dua–ditinggalkan karena para petugas yang memuat sekoci mematuhi protokol “wanita dan anak-anak dahulu”.
Tepat sebelum pukul 2:20, Titanic patah dan haluannya tenggelam bersama seribu penumpang di dalamnya. Orang-orang yang berada di lautan meninggal dalam hitungan menit akibat hipotermia karena bersentuhan dengan samudra yang sangat dingin. 710 penumpang selamat diangkat dari sekoci oleh RMS Carpathia beberapa jam kemudian.
Bangkai Titanic ditemukan kembali pada 1985 dan sampai saat ini masih ada di dasar laut, tetapi perlahan hancur di kedalaman 12.415 kaki (3.784 meter). Titanic telah menjadi salah satu kapal ternama dalam sejarah. Keberadaannya terus diingat dalam sejumlah buku, film, pameran, dan tugu peringatan.
Salah satu warisan terpenting dari bencana ini adalah penetapan Konvensi Internasional untuk Keselamatan Penumpang di Laut (SOLAS), yang mengatur keselamatan laut sampai sekarang.
Eksperimen di Rumah
Meski terdengar sederhana, tetapi sebagian dari sahabat Grameds mungkin bingung memahami prinsip kerja kapal laut. Nah, supaya mudah dipahami, kami akan memberikan gambaran menggunakan benda yang tersedia di rumah. Kalian hanya perlu menyiapkan mangkuk atau wadah lain yang bentuknya serupa.
Jika sudah, letakkan mangkuk di atas permukaan air. Benda tersebut pasti akan mengambang dan mengayun-ayun mengikuti irama debur air.
Lalu, saat kalian menekan mangkuk secara perlahan ke dalam, air akan memberikan reaksi berupa dorongan ke atas, sehingga mangkuk tersebut tetap bisa mengapung. Kurang lebih itulah yang terjadi dalam kapal laut.
Nah, Grameds demikian sekilas penjelasan tentang prinsip kerja kapal yang membuatnya tidak tenggelam di lautan. Hukum Archimedes sebenarnya merupakan prinsip fisika sederhana, yaitu setiap benda yang tercelup ke dalam air, baik keseluruhan maupun sebagian, benda tersebut akan menerima dorongan gaya ke atas hingga membuatnya terapung. Prinsip ini juga kerap disebut dengan prinsip daya apung.
Namun, perlu dipahami juga bahwa dalam kasus serupa, kepadatan kapal laut harus kurang dari air supaya bisa mengapung. Itulah yang membuat kendaraan laut itu memiliki sebuah bagian berisi rongga-rongga udara. Bagian lambung tersebut yang menjadikan kapal seimbang dan mengapung di lautan. Selain rongga udara, satu hal lain yang membuat kapal laut bisa mengapung di permukaan air adalah cekungan di bagian bawahnya.
***
“Saat berada di lautan, kapal memberi tekanan kepada air. Berat dari kapal itu menekan air ke bawah, lalu dengan gaya yang sama besar, air tersebut memberikan tekanan kepada kapal dengan arah berlawanan, yaitu ke atas”.
(Jalaludin Rumi).
***
Untuk kalian yang ingin selalu mengikuti perkembangan informasi dari Gramedia, jangan lupa unduh aplikasi Gramedia Digital di gawai kalian. Banyak informasi seru yang akan dibagikan setiap harinya. Selain itu, promo-promo menarik seputar produk Gramedia yang keren akan selalu hadir melalui ruang digital kalian. Dapatkan juga potongan harga menarik untuk setiap promonya. Gramedia Digital hadir untuk kalian, karena Gramedia Digital adalah #SahabatTanpaBatas.
BACA JUGA:
