Pernahkah diantara kalian memikirkan bagaimana kapal selam bisa tenggelam dan terapung?Dalam kejadian ini berkaitan dengan perbedaan massa jenis benda.Kapal selam adalah kapal yang bergerak di bawah permukaan air yang umumnya digunakan untuk tujuan dan kepentingan militer. Kapal bisa tenggelam dan terapung karena adanya perbedaan massa jenis benda dengan air.Kapal selam akan tenggelam, jika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis air. Kapal selam akan terapung, jika massa jenis air lebih besar daripada massa jenis benda. Hal ini berhubungan dengan penerapan Hukum Archimedes. Bunyi Hukum Archimedes yang telah dikemukakan oleh Archimedes [287 212 SM] bahwa :Suatu benda yang dicelupkan sebagaian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut.Keterangan :Fa = gaya angkat ke atas [N]Wc = berat zat cair yang dipindahkan [N]Vc = volume benda yang tercelupg = percepatan gravitasi bumi [10 m/s2 atau 9,8 m/s2]ρc = massa jenis zat cair [kg/m3]Benda dikatakan terapung jika sebagaian atau beberapa bagian volume benda berada di atas permukaan zat cair. Pada kondisi ini gaya angkat ke atas lebih besar daripada berat berat benda yang masuk ke dalam zat cair. Kondisi ini juga berlaku ketika massa jenis benda lebih kecil atau lebih ringan daripada massa jenis zat cair[ρ benda < ρ cair].Benda dikatakan melayang jika posisi benda berada di antara tenggelam dan terapung. Bisa juga benda berada di tengah-tengah zat cair. Pada kondisi ini berlaku jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair [ρ benda = ρ cair].Benda dikatakan tenggelam jika posisi benda berada di dasar air. Hal ini berlaku pada kondisi massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis zat cair [ρ benda > ρ cair].Kapal selam memiliki beberapa bagian yang membuat kapal selam dapar melayang dan terapung di dalam air, berikut adalah bagian-bagian dari kapal selam :1. Tangki Ballast, berfungsi untuk menyimpan udara dan air.2. Katup udara, berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ballast atau tangki.3. Katup air, berfungsi untuk memasukkan air ke dalam ballast atau tangki.4. Tangki Kompresor udara, berfungsi untuk memompa air keluar dari ballast dan diganti dengan udara.Untuk membuat kapal selam tenggelam, langkah yang dilakukan adalah dengan membuka katup-katup besar yang terletak di tangki ballast sehingga air laut akan masuk ke dalam tangki pemberat.Ketika air laut masuk melalui katup-katup besar tersebut, air laut akan masuk mendorong udara ke dalam tangki keluar melalui katup-katup bagian atas atau yang disebut dengan lubang-lubang udara. Sehingga berat kapal selam akan bertambah dan membuat kapal selam menjadi tenggelam.Pada saat kapal selam akan kembali mengapung yaitu dengan cara menutup kembali lubang-lubang angin dan udara dipompakan kembali melalui tangki-tangki pemberat. Sehingga udara akan menekan air laut dan air laut akan keluar melalui katup-katup bagian bawah.Udara menjad jauh lebih ringan daripada air laut sehingga berat kapal selam menjadi jauh lebih ringan dan menyebabkan kapal selam akan naik atau terapung. Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa Tangki Ballast berfungsi sebagai pelampug kapal selam ketika tangki berisi udara.Kapal selam akan menyelam ; membuka katup air dan menutup katup udara.
Video
Kapal selam, menjadi salah satu jenis kapal yang sudah dikenal secara meluas. Hampir setiap negara memiliki kapal selam untuk berbagai kebutuhan. Bagaimana cara kerja kapal selam yang bisa mengapung di lautan ini?
Tidak banyak yang paham bagaimana besi dengan berat berton-ton ini dapat mengapung. Bahkan bagaimana manusia bisa mengoperasikannya agar bisa bergerak sesuai keinginan.
Berikut ini penjelasan soal cara kapal selam dapat bekerja sampai dengan fungsinya.
Bagaimana Cara Kerja Kapal Selam?
Apa yang menyebabkan kapal selam dapat mengapung? Secara operasionalnya kerja, kapal selam memanfaatkan prinsip Archimedes dan Hukum Boyle.
Pada hukum Archimedes dijelaskan bahwa benda yang dicelupkan sebagian atau keseluruhan dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas. Besaran gaya ini akan sama dengan zat cair yang dipindahkan pada zat tersebut.
Hal yang sejenis juga dijelaskan pada hukum Boyle. Disebutkan bahwa jika gas yang ada di dalam ruangan tertutup dijaga secara konstan, maka tekanannya berbanding terbalik dengan volumenya.
Memanfaatkan kedua prinsip tersebut, kapal selam dapat diam, terapung dan tenggelam dalam air. Cara kerja kapal selam saat posisi terapung adalah ketika udara terkompresi dihembuskan pada tangki pemberat.
Udara dalam tangki tersebut yang akan mengakibatkan massa jenis keseluruhan kapal selam lebih kecil dari massa jenis air laut. Posisi ini mengakibatkan kapal selam memiliki daya apung positif.
Berbeda pada saat kapal selam tenggelam, artinya air masuk ke dalam tangki pemberat melalui ventilasi yang dibuka. Air laut ini akan memaksa udara keluar dari tangki.
Efeknya massa jenis dari keseluruhan kapal lebih berat dibandingkan massa jenis air laut yang ada di sekitarnya. Kapal selam pun mendapatkan daya apung negatif dan tenggelam atau berada di bawah permukaan air laut.
Tak hanya itu saja, kapal selam juga telah dirancang agar memiliki body yang kuat serta stabil menahan tekanan.
Mengingat kapal akan dikendarai oleh manusia, maka kestabilan dan kualitas udara, suhu ruangan dan pasokan air bersih bagi awak kapal juga telah diperhitungkan.
Cara kerja kapal selam ini pun menuntut kinerja dari awak kapal dalam mengendalikan air serta udara yang terdapat dalam tangki pemberat. Selain itu, juga memantau kebutuhan udara atau oksigen.
Kapal selam telah dilengkapi dengan tabung bertekanan yang berfungsi mengeluarkan oksigen di dalam kapal. Semua pemantauan dilakukan dengan perangkat komputer yang disebut dengan scubbers dan dehumidifiers.
Perangkat ini juga disediakan agar dapat mengatur keluarnya karbondioksida dan menyerap uap air. Beberapa kapal laut bahkan telah dilengkapi dengan teknologi untuk memisahkan garam dari air laut.
Pemisahan ini dilakukan supaya semua awak kapal mendapatkan kebutuhan air bersih selama perjalanan seperti mandi, minum dan memasak.
Setiap kapal selam memiliki batasan kemampuan menyelam yang berbeda-beda. Ada kedalaman khusus yang menjadi batasan, karena jika melebihi batas tersebut tekanan hidrostatisnya terlalu besar.
Beberapa kerusakan seringkali terjadi pada kapal selam, terutama di bagian bawah. Perbaikan kapal selam baru bisa dilakukan menyeluruh jika dipindahkan ke dalam galangan yang merupakan tempat untuk perawatan kapal.
Sebelum dipindahkan ke galangan, kapal selam harus terlebih dahulu diapungkan dengan cara mengeluarkan air laut di ruang cadangan. Barulah pemindahan kapal selam ke galangan untuk perbaikan dilakukan.
Bagian-Bagian Penting dalam Kapal Selam
Mengingat cara kerja kapal selam adalah dengan memasukkan dan mengeluarkan air, maka ada bagian-bagian penting di dalamnya. Secara umum ada beberapa bagian penting yang membuatnya dapat bekerja.
Setiap kapal selam memiliki propeller yang merupakan baling-baling untuk bekerja menciptakan gaya dorong dengan mengubah gaya gerak rotasi. Letaknya ada di bagian paling ujung belakang.
Bagian ini berfungsi untuk mengatur pergerakan kapal secara menyeluruh. Pada kapal ini beragam peralatan yang harus dirawat secara rutin. Bagiannya ada di belakang sebelum propeller.
Bagian yang berfungsi sebagai sumber tenaga agar turbin dapat memutar baling-baling atau propeller. Selain itu juga memutar motor elektrik penghasil baterai sehingga listrik kapal selam pun tercipta.
Memanfaatkan pressurizer water reactor untuk dapat bekerja dan berada di dekat dengan baterai.
Semua kapal selam memiliki baterai yang fungsinya ada dua yaitu penyokong tenaga sekaligus pemberat. Beratnya sendiri mencapai 25 persen dari bobot keseluruhan kapal dan ada di bawah ruang awak kapal.
Semua kru kapal akan tinggal di bagian ini yang letaknya di tengah kapal tepatnya di lantai dua dari sekat kapal.
Bagian ini ada di bagian kepala yang fungsinya untuk mendeteksi kapal selam lain yang juga beroperasi. Sekaligus mengecek kedalaman laut, rancang, penangkapan ikan, komunikasi dan keselamatan di laut.
Kapal selam juga dilengkapi dengan diving plane yang berfungsi mengendalikan daya apung selam. Inilah ruangan yang membuat kapal menjadi negatif atau positif.
Bagian ini bekerja untuk memantau keadaan di sekitar kapal selam baik itu ketika mengapung atau menyelam.
Fungsi dari bagian hatch ini adalah untuk melindungi muatan dari pengaruh ombak air dalam laut. Arus bawah laut yang cukup kuat ini nantinya akan menghantam kapal selam, dan hatch yang akan melindunginya.
Kapal selam memiliki kemudi yang disebut dengan rudders. Bagian ini ada di ekor bawah kapal yang akan berbelok ke arah kanan atau kiri sesuai kebutuhan. Ketika rudders digerakkan maka arah depan dan belakang kapal selam akan berubah.
Berbagai Manfaat dan Fungsi Kapal Selam
Apa yang menyebabkan manusia menciptakan kapal selam? Alat transportasi ini memiliki fungsi yang ternyata jarang diketahui. Fungsinya memang berbeda dari kapal biasa yang digunakan untuk mengangkut manusia atau kebutuhan lainya.
Fungsi kapal selam yang pertama adalah untuk kegiatan militer. Hampir setiap negara memiliki kapal selam yang beroperasi setiap saat. Masing-masing negara harus melakukan patroli di perbatasan atau bagian laut yang termasuk dalam jangkauannya.
Kapal selam khusus militer pun diciptakan sedikit berbeda karena dilengkapi dengan perlengkapan senjata. Contohnya saja rudal penjelajah, torpedo, rudal balistik, meriam kanon, dll.
Cara kerja kapal selam militer pun sama hanya saja memiliki tambahan torpedo room yang merupakan ruang untuk penyimpanan peluru.
Selain sebagai kapal untuk patroli, kapal selam militer digunakan juga untuk misi penyelamatan. Pada saat perang, kapal selam menjadi senjata yang cukup mematikan karena dapat menyerang kapal musuh.
Fungsi lainnya adalah untuk alat eksplorasi atau penjelajah di bawah laut. Demi memperluas ilmu pengetahuan tentang laut, manusia memiliki keterbatasan dalam menyelam secara mandiri.
Seseorang hanya mampu menyelam sampai kedalaman 12,8 meter saja tanpa menggunakan baju selam. Manusia juga hanya dapat menahan nafas lebih dari tiga menit saja.
Keterbatasan tersebut menjadi hambatan manusia untuk bisa eksplorasi sampai ke dasar laut. Hadirnya kapal selam bisa membantu berbagai ilmu pengetahuan tentang laut sehingga akhirnya dapat diketahui.
Diciptakannya kapal selam demi membantu semua kegiatan manusia baik dalam memperluas ilmu sekaligus menjaga keamanan negara. Prinsip kerjanya membutuhkan peran besar manusia agar kapal selam dapat beroperasi dengan benar.