Laporan Praktikum Massa Jenis

MASSA JENIS

I.                   TUJUAN

1.      Mengukur massa jenis benda padat.

2.      Mengukur massa jenis benda cair.

II.                DASAR TEORI

Besaran dalam fisika diartikan sebagai sesuatu yang dapat diukur, serta memiliki besaran (besar) dan satuan. Sedangkan satuan adalah sesuatu yang dapat digunakan sebagai pembanding dalam pengukuran.

Berdasarkan satuannya, besaran dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang digunakan sebagai dasar untuk menetapkan besaran yang lain. Besaran pokok bersifat bebas, artinya tidak bergantung pada besaran pokok yang lain.

Massa jenis termasuk besaran turunan dari besaran pokok massa dan panjang. Massa jenis (rapat massa atau kerapatan benda) adalah kerapatan suatu zat, yaitu perbandingan antara besarnya massa dengan volume suatu zat/benda yang bersifat tetap. Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat mempunyai massa jenis yang berbeda - beda. Sehingga massa jenis zat dapat menjadi salah satu ciri khas suatu benda yang dapat membedakan dengan yang lain.

Massa jenis zat tidak dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran benda. Walaupun bentuk dan ukuran benda berbeda – beda, selama terbuat dari jenis bahan yang sama, maka massa jenis zat tersebut adalah sama.

Secara matematis, massa jenis dapat dirumuskan sebagai berikut.

 ρ dibaca rho.

dengan :

ρ    = massa jenis (kg/m³) 

m   = massa benda (kg)

v    = volume benda (m³)

Untuk menentukan massa benda, dapat dilakukan dengan menimbang benda tersebut dengan timbangan yang sesuai seperti neraca analitik, neraca digital atau yang lainnya.

Untuk menentukan volume benda, dapat dilakukan dengan berbagai cara sesuai dengan bentuk bendanya.

a)      Benda bentuk beraturan

Pengukurannya dapat dilakukan dengan rumusan yang sesuai. Contoh : kubus – hitung panjang sisinya kemudian gunakan rumus volume kubus (s³)

b)      Benda bentuk tidak beraturan

Pengukurannya dapat dilakukan dengan cara memasukkan benda ke dalam gelas ukur berisi air dengan volume tertentu. Selisih volume awal dan akhir dari air adalah volume dari benda tersebut.

No	Nama Zat	Massa Jenis (kg/m3)
1	Air (4°C)	1.000
2	Air Laut	1.030
3	Alkohol	800
4	Aluminium	2.700
5	Besi	7.900
6	Bensin	900
7	Karbon Dioksida	1,98
8	Darah	1.040
9	Emas	19.300
10	Es	900
11	Helium	0,18
12	Hidrogen	0,09
13	Kaca	2.600
14	Oksigen	1,43
15	Kuningan	8.400
16	Nitrogen	1,25
17	Perak	10.500
18	Platina	21.450
19	Raksa	13.600
20	Seng	7.140
21	Tembaga	8.900
22	Timah	11.300
23	Udara (27°C)	1,2

Penerapan/aplikasi konsep massa jenis dalam kehidupan sehari – hari sangat banyak sekali, contohnya sebagai berikut.

1)      Penerapan konsep massa jenis pada kapal selam

Massa jenis besi pada kapal selam lebih besar daripada massa jenis air laut, namun kapal selam tidak tenggelam di dasar lautan, hal ini dikarenakan ketika terapung, massa jenis total kapal selam lebih kecil dari air laut dan sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari air laut.

Kapal selam memiliki tangki pemberat yang berisi air dan udara yang terletak di antara lambung kapal sebelah dalam dan luar. Tangki ini berfungsi untuk memperbesar dan memperkecil massa jenis total kapal selam. Ketika air laut dipompa masuk ke dalam tangki pemberat, massa jenis kapal selam lebih besar dan sebaliknya agar massa jenis total kapal selam menjadi kecil, air laut dipompa keluar.

2)      Penerapan konsep massa jenis pada balon gas

Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas.

3)      Penerapan konsep massa jenis pada air minum dingin di dalam lemari es

Botol air minum dingin yang berasal dari lemari es terdapat endapan kapur. Hal ini dikarenakan air yang jernih dapat juga mengandung kapur, namun apabila dilihat langsung dengan mata tidak kelihatan. Ketika air dingin berada di dalam lemari es, massa jenisnya menjadi lebih kecil dan terpisah dari kapur sehingga kapur yang memiliki massa jenis lebih besar akan turun ke bawah dan mengendap.

4)      Ban karet atau pelampung untuk berenang atau pertolongan

Udara yang dipompakan ke dalam ban akan menurunkan massa jenis ban sehingga ban memiliki massa jenis yang lebih kecil daripada air. Maka dari itu, ban selalu terapung pada air.

III.             ALAT DAN BAHAN

1.      Penggaris                     1 buah

2.      Neraca digital              1 buah

3.      Kubus material            3 buah

IV.             LANGKAH KERJA

A.    Massa Jenis Benda Padat

B.     Massa Jenis Benda Cair

V.                DATA PERCOBAAN

A.    Massa Jenis Benda Padat

Nama Benda	Massa (g)	Volume (cm3)	Rapat Massa (g/cm3)
Kubus Material I	22,7	7,22	22,7/7,22
Kubus Material II	52,2	6,5	52,2/6,5
Kubus Material III	57,4	6,86	57,4/6,86

B.     Massa Jenis Benda Cair

Massa gelas ukur kosong = 29,1 g

Volume air (cm3)	Massa gelas ukur + air (g)	Massa air (g)	Rapat massa (g/cm3)
10	34,7	5,6	5,6/10
20	45,8	16,7	16,7/20
30	56,2	27,1	27,1/30

VI.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Massa Jenis Benda Padat

Dari hasil pengukuran yang telah dilakukan, didapatkan data seperti pada tabel. Sehingga dapat dilakukan penghitungan untuk menemukan massa jenis benda.

1.      Kubus Material I

m   = 22,7 g

v    = 2 × 1,9 × 1,9

      = 7,22 cm³

ρ    = m/v

      = 22,7/7,22

      = 3,14 g/cm³

2.      Kubus Material II

m   = 52,2 g

v    = 1,9 × 1,8 × 1,9

      = 6,5 cm³

ρ    = m/v

      = 52,2/6,5

      = 8,03 g/cm³

3.      Kubus Material III

m   = 57,4 g

v    = 1,9 × 1,9 × 1,9

      = 6,86 cm³

ρ    = m/v

      = 57,4/6,86

      = 8,37 g/cm³

Dari hasil penghitungan, maka dapat diketahui kubus material I, II dan III memiliki massa jenis yang berbeda satu dengan yang lain.

Hal ini dikarenakan setiap kubus material terbuat dari jenis bahan yang berbeda-beda. Seperti yang sudah dijelaskan diawal, jika suatu zat terbuat dari jenis bahan yang berbeda, maka zat tersebut akan memiliki massa jenis yang berbeda.  

B.     Massa Jenis Benda Cair

Dari hasil pengukuran yang telah dilakukan, didapatkan data seperti pada tabel dengan massa gelas ukur kosong = 29,1 gram. Sehingga dapat dilakukan penghitungan untuk menemukan massa jenis benda.

1.      Volume air 10 cm³

m_gelas+air      = 34,7 g

m_air             = m_gelas+air – m_{gelas kosong}

                  = 34,7 – 29,1

                  = 5,6 g

v                = 10 cm³

ρ                = m_air/v

                  = 5,6/10

                  = 0,56 g/cm³

2.      Volume air 20 cm³

m_gelas+air      = 45,8 g

m_air             = m_gelas+air – m_{gelas kosong}

                  = 45,8 – 29,1

                  = 16,7 g

v                = 20 cm³

ρ                = m_air/v

                  = 16,7/20

                  = 0,84 g/cm³

3.      Volume air 30 cm³

m_gelas+air      = 56,2 g

m_air             = m_gelas+air – m_{gelas kosong}

                  = 56,2 – 29,1

                  = 27,1 g

v                = 30 cm³

ρ                = m_air/v

                  = 27,1/30

                  = 0,9 g/cm³

Dari hasil penghitungan, dapat diketahui bahwa setiap percobaan dengan volume yang berbeda memiliki massa jenis yang berbeda – beda.

Hal ini dikarenakan volume zat cair akan mempengaruhi massa jenis dari suatu benda, dimana semakin besar volume benda maka massa jenis benda tersebut akan semakin kecil.

VII.          KESIMPULAN

Massa jenis adalah perbandingan antara besarnya massa dengan volume suatu zat/benda.

Secara matematis, massa jenis dapat dirumuskan sebagai berikut.

 ρ dibaca rho.

dengan :

ρ    = massa jenis (kg/m³) 

m   = massa benda (kg)

v    = volume benda (m³)

Konsep massa jenis diterapkan pada kapal selam, balon gas, pelampung, air minum dingin dalam lemari es dan lain sebagainya.

Massa jenis zat tidak dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran benda. Jika suatu zat terbuat dari jenis bahan yang sama, maka zat tersebut akan memiliki massa jenis yang sama. Sebaliknya, Jika suatu zat terbuat dari jenis bahan yang berbeda, maka zat tersebut akan memiliki massa jenis yang berbeda.

Volume suatu zat akan mempengaruhi massa jenis zat tersebut, dimana semakin besar volume benda maka massa jenis benda tersebut akan semakin kecil.