Kenapa Kapal Bisa Mengapung di Laut?

Pernahkah melihat kapal pesiar raksasa? Atau kapal kargo yang penuh dengan kontainer? Atau mungkin bahkan sebuah kapal induk yang dipenuhi pesawat tempur? Kenapa kapal yang sangat besar tersebut bisa mengapung di atas air?

Teori terkait benda bisa terapung di air pertama kali diperkenalkan oleh Archimedes yang menjelaskan prinsip di balik teka-teki ini. Archimedes merupakan seorang ilmuwan Yunani yang lahir pada tahun 287 SM. 

Ketika itu, Archimedes diminta untuk membuktikan bahwa mahkota raja benar-benar terbuat dari emas asli. Ia membuktikannya dengan cara mencelupkan mahkota dan emas murni ke dalam wadah yang berisi penuh air. 

Ia menemukan bahwa volume air yang meluber itu sama dengan volume benda yang dicelupkan. Hal ini disebabkan air akan memberi daya tekan ke atas sama besarnya dengan volume benda yang dicelupkan ke wadah yang berisi air tersebut. Daya tekan ke atas ini kemudian disebut sebagai daya apung (buoyancy). 

Di sisi lain, setiap benda memiliki massa, sehingga benda tersebut di dalam zat cair juga dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang memberikan gaya berat sesuai dengan massa bendanya. Jadi, jika pengaruh gaya gravitasi pada benda lebih kecil dari daya apungnya, maka benda tersebut akan mengapung.

Lalu, bagaimana prinsip ini apabila diterapkan pada kapal? Bukankah kapal yang terbuat dari logam padat bisa tenggelam?

Kapal dibuat dari baja dengan massa yang mencapai ratusan ribu ton. Hanya saja, kapal bukanlah potongan baja padat. Sebagian besar bagian kapal terdiri dari berbagai macam komponen di dalam kapal. Misalnya, mesin kapal, bahan bakar, dan beragam muatannya. Kondisi tersebut menjadikan adanya ruang udara di dalam kapal.

Udara yang ada di dalam kapal ini memiliki kerapatan lebih besar dibandingkan air. Kepadatan rata-rata volume total kapal dan segala isinya harus lebih kecil dari volume air. Dalam hal ini meski kapal dipengaruhi gaya gravitasi karena beratnya yang sangat besar, kapal tetap akan terapung di air.

Bagaimana jika kapal tenggelam? 

Terjadinya kapal tenggelam karena kebocoran pada bodi kapal sehingga air masuk ke dalam kapal. Masuknya air ini membuat udara di dalam kapal digantikan oleh air yang masuk, sehingga menyebabkan kepadatan kapal lebih besar dibandingkan kepadatan air, akibatnya daya apung kapal menjadi berkurang.

Kurangnya daya apung membuat kapal tidak mampu menopang berat dan muatannya. Meskipun, bukan berarti berat dan muatan yang menentukan kapal dapat terapung. Adanya faktor lain yang turut memengaruhi tingkat kerentanan tenggelam, diantaranya desain, konstruksi, dan pengoperasian kapal.

Maka dari itu, kapal-kapal besar seperti kapal kargo dan kapal pesiar harus menjalani peraturan keselamatan dan inspeksi yang ketat untuk memastikan kelayakan dan stabilitasnya di laut. Yang jelas, tidak ada kapal yang sepenuhnya tahan terhadap risiko tenggelam. Apalagi, kapal yang tidak dirawat dengan baik atau melebihi batas operasionalnya.

Referensi:
Farid H. Why Do Boats Float and Rocks Sink? Diakses dari: https://www.psd1.org/cms/lib/WA01001055/Centricity/Domain/1665/Density.pdf
Let’stalkscience. 2019. Why Do Ships Float? Diakses dari: https://letstalkscience.ca/educational-resources/stem-explained/why-do-ships-float
SantaClaraUniversity. 2016. Why Does A Ship Float in Water and I Sink? Diakses dari: https://www.scu.edu/illuminate/thought-leaders/phil-kesten/why-does-a-ship-float-in-water-and-i-sink.html 
Yara Simón "How Do Boats Float? A Look at How Boats Made of Steel Float" 1 April 2000. HowStuffWorks.com. 18 October 2023.