Laporan Fisika Dasar Densitas Massa

DENSITAS MASSA

Abstrak

Pada eksperimen ini, mahasiswa menentukan densitas massa jenis dengan benda yang berbeda, menggunakan neraca teknis dan persamaan hukum Newton untuk memperlihatkan bahwa teori pada hukum Newton sesuai dengan hasil eksperimen. Teori ralat juga dipergunakan dalam eksperimen ini.

PENDAHULUAN

Densitas massa jenis merupakan nilai yang menunjukkan besarnya perbandingan antara massa benda dengan volume benda tersebut, massa jenis suatu benda bersifat tetap artinya jika ukuran benda diubah maka massa jenisnya tetap, hal ini disebabkan oleh kenaikan massa benda dan kenaikan volume benda diikuti secara linier dengan kenaikan volume benda atau massa benda.  Untuk menentukan massa benda dapat dilakukan dengan menimbang benda tersebut dengan timbangan yang sesuai, seperti neraca ohaus  atau yang lainnya (Halliday, 1991).

Densitas massa jenis dapat ditentukan menggunakan prinsip kerja mekanika Newton yaitu dengan menggunakan prinsip kerja hukum Archimedes (Halliday, 1997) yang berbunyi “apabila seluruh atau sebagian permukaan benda dimasukan atau dicelupkan ke dalam suatu zat cair maka benda tersebut mengalami suatu gaya keatas yang sama besar dengan berat zat cair yang dipindahkan.

Massa jenis atau kerapatan merupakan karakteristik mendasar yang di miliki zat. Rapatan (densitas) adalah sifat fisik dari materi.  Rapatan digunakan untuk membandingkan dua zat yang memiliki volume yang sama (menempati besaran ruang yang sama, tetapi memiliki massa yang berbeda).

Sebuah objek dengan massa per volume yang lebih besar lebih rapat daripada objek dengan massa per volume yang lebih kecil.  Zat yang kurang rapat mengapung di atas zat yang lebih rapat (Mariana, Z.T, 2012).

Zat atau materi adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang.  Ada beragam jenis zat, salahsatu yang membedakannya adalah massa jenisnya.  Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda.  Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya.  Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.  Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (Mariana, Z.T, 2012).

TUJUAN

1.       Mampu menggunakan teori ralat dalam melakukan eksperimen ini.

2.       Memahami cara penulisan ilmiah dan dapat menggunakan neraca teknis untuk menentukan densitas massa jenis.

3.       Mampu menentukan densitas massa jenis zat cair.

DASAR TEORI

       Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Massa jenis juga dapat membantu menjelaskan mengapa berat suatu benda bisa berbeda meskipun ukuran nya benda itu sama. Benda yang lebih besar belum tentu lebih berat dari benda yang lebih kecil, contoh nya sebuah penghapus dan kapas. Massa jenis juga berfungsi untuk menentukan zat.

Hukum Archimedes:

“Jika sebuah benda dicelupkan kedalam zat cair, maka benda tesebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkan nya”

  

Akibat adanya gaya apung itulah mengapa berat benda yang berada di dalam zat cair akan berkurang. Hal itu dikarenakan adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air yang diterima oleh suatu benda. Hubungan antara berat benda di udara, gaya ke atas dan berat semua adalah:

W_s = W - F_a

Keterangan:

W_s= berat benda dalam zat cair (kg m/s²)

W    = berat benda sebenarnya(kg m/s²)

F_a        = gaya apung (N)

Dan besar gayaapung (F_a) dirumuskan sebagai berikut:

F_a = ρ_{zat cair} . V_o . g

Keterangan:

ρ_{zat cair} = Massa jenis zat cair (kg/m³)

V_o          = volume benda yang tercelup (m³)

g        = pecepatan gravitasi (m/s²)

Penerapan Hukum Archimedes untuk menentukan Densitas massa jenis

Keadaan tanpazat cair

∑F = 0

T₁ = Mg

Keadaan dengan zat cair

∑F = 0

B + T₂ = Mg

B = Mg – T₂ – T₂ = T₁ – T₂

                Besar B adalah besar gaya buoyant yang merupakan besar gaya reaksi zat cai. Karena T₁ dan T₂  masing – masing dihitung dengan menggunakan neraca teknis,maka variabel yang teukur adalah massa sehingga massa zat cair dapat ditentukan dari:

 = M_{zat cair} = M_{T1 ­­}- M_T2

METODE EKSPERIMEN

ALAT DAN BAHAN

v  Alat

1.       Neracaquadrouple beam balance

2.       Jangkasorong

3.       Mikrometersekrup

4.       Pipettetes

5.       Gelasukur

6.       Tali

v  Bahan

1.       Batangzatpadatwarnakeemasan

2.       Batangzatpadatwarna silver

SKEMA PERCOBAAN

o    Dihitung panjang dan lebar lempengan batang zat padat sekali pengukuran kemudian dihitung volume lempengan.

o    Dihitung massa lempengan batang zat padat.

o    Diukur massa air dan gelas.

o    Diukur gaya bouyant per konstanta percepatan gravitasi.

o    Diukur massa kenaikan zat cair dan densitasnya menggunakan persamaan:

o    Dilakukan percobaan untuk zat cair yang lain.

DATA EKSPERIMEN

Warna	p	l	t
Silver	3,75 cm	1,91 cm	0,064 cm
	3,78 cm	1,93 cm	0,071 cm
	3,80 cm	1,95 cm	0,063 cm
Keemasan	3,32 cm	3,00 cm	0,969 cm
	3,35 cm	3,10 cm	0,962 cm
	3,33 cm	2,98 cm	0,955 cm

Warna	Massa Benda	Massa saat di air (TeganganBouyand)	Tinggi air	Massa air
Silver	12,14 gram	10,66 gram	0,5 cm	52,26 gram
Keemasan	88,72 gram	78,76 gram	0,6 cm	53,79 gram

o   Gelasukurkecil

Massa                   = 46,7 gram

Diameter             = 5,07 cm

Jadi, jari-jari        =  x 5,07 cm

                                = 2,535 cm

o   Ketelitianalat :

Penggaris                     = 0,05 cm

Jangkasorong               = 0,005 cm

Mikrometerskrup         = 0,001 cm

Timbangan                   = 0,005 gram

HASIL DAN  PEMBAHASAN

Dapat dilihat di...

KESIMPULAN

Telah dipelajari cara menggunakan  ralat baik secara berulang maupun secara pengukuran tunggal untuk menghitung volume suatu permukaan batang zat padat . Pada percobaan ini densitas massa zat cair dapat diukur dengan menggunakan prinsip kerja mekanika Newtonian.

Hasil ( dan( sedangkan literature (Halliday, 1997) . Perbedaan dikarenakan faktor kurang tepatnya pengukuran dan pengambilan data, jenis logam dengan kerapatan massa diperkirakan adalah bukan logam karena kerapatannya masih dekat dengan kerapatan massa jenis es. Tapi warna logam ini silver bisa saja perak, namun sangat jauh berbeda. .

Hasil  ( dan(  sedangkan literature (Halliday, 1997) . Perbedaan dikarenakan factor kurang tepatnya pengukuran dan pengambilan data, jenis logam dengan kerapatan massa diperkirakan adalah bukan logam karena kerapatannya masih dekat dengan kerapatan massa jenis es.Tapi warna logam ini keemasan bisa saja emas maupun tembaga, namun sangat jauh berbeda. .

DAFTAR PUSTAKA

1.      Halliday, 1991. FisikaJilid I (terjemahan).Erlangga. Jakarta.

2.      Mariana, Z.T. 2012. Penuntun Praktikum Fisika Pertanian.FakultasPertanian.

3.      Vidia, Galih dan Mulyono, Olimpiade Fisika SMA, CV. Andi Publisher, Yogyakarta, 2011

4.      http://mastugino.blogspot.co.id/2013/10/massa-jenis.html