Percobaan 02: Massa Jenis

MASSA JENIS

  1. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

    Tujuan Praktikum    : a. Menentukan massa jenis zat padat dengan bentuk teratur dan tidak beraturan dalam fluida dengan menggunakan

    prinsip Archimedes.

    b.    Menentukan
    massa jenis zat cair dengan menggukanakn prinsip Archimedes.

    Waktu Praktikum        : Rabu, 12 Oktober 2011

    Tempat Praktikum     : Laboratorium Fisika Dasar, Lantai II, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.


  2. ALAT DAN BAHAN
    1. Alat Praktikum
  • Benang
  • Gelas kimia 1000 mL
  • Gelas kimia 250 mL
  • Gelas ukur 10 mL
  • Gelas ukur 5 mL
  • Gunting
  • Neraca pegas
  • Penggaris
  • Penjepit
  • Pipet tetes
  • Statif
  • Timbangan analitik

  1. Bahan Praktikum
  • Air
  • Balok
  • Benda tidak beraturan
  • Minyak goreng
  • Tissue

  1. LANDASAN TEORI

        Salah satu sifat yang penting dari suatu bahan adalah densitas (density)-nya, didefinisikan sebagai massa persatuan volume. Untuk densitas, digunakan huruf Yunani ρ(rho). Jika sebuah bahan yang materialnya homogen bermassa m memiliki volume V, densitasnya ρ adalah

    ρ=m/V(definisi densitas)

    Secara umum, desnsitas bahan tergantung pada faktor lingkungan seperti suhu dan tekanan. Satuan SI untuk densitas adalah kilogram per meter kubik (1 kg/m³). Dalam satuan gcs adalah gram per centimeter kubik (1 g/cm³) yang juga sering digunakan. Faktor konversi

    1 g/cm³ = 1000 kg/m³

    sangat berguna (Young, 2002).

        Keterapungan (bouyancy) adalah fenomena yang umum : sebuah benda yang dicelupkan kedalam air nampak memiliki berat yang lebih ringan dari pada saat benda berada di udara. Prinsip Archimedes menyatakan : ketika sebuah benda seluruhnya atau sebagian dimasukkan kedalam zat cair, cairan akan memberikan gaya ke atas pada benda yang setara dengan berat cairan yang dipindahkan benda (Thamrin, 2000).

        Besarnya gaya keatas suatu benda yang dicelupkan dalam zat cair dapat dinyatakan dengan :

    FA = W – W’

    dan gaya keatas itu memenuhi hubungan

    FA = V. ρf . g

    dengan V adalah volume zat cair yang dipindahkan benda itu dan nilainya sama dengan volume benda yang tercelup dalam zat cair, ρf adalah massa jenis zat cair dan g adalah percepatan gravitasi

        Suatu benda tak beraturan memiliki massa yang berbeda jika dihitung massa jenisnya akan sama, karena massa jenis adalah kerapatan benda. Dan kerapatan benda selalu sama walaupun bentuk dan ukurannya berbeda. Selain itu, suhu akan mempengaruhi besarnya nilai massa jenis benda, karena suhu dapat menyebabkan benda memuai atau menyusut, sehingga volume benda akan berubah, sedangkan massanya tetap (Setiorini, 2010).

  2. PROSEDUR PERCOBAAN
    1. Menentukan Massa Jenis Zat Padat
      1. Massa benda diukur dengan timbangan analitik dan dicatat hasilnya.
      2. Benda diikat dengan benang pada statip dan gelas kimia yang telah diisi air sebanyak 600 mL diletakkan dengan tepat dibawah benda.
      3. Benda dicelupkan seluruh bagiannya dan volume air yang bertambah diukur dengan dipindahkan kedalam gelas ukur hingga volume air dan benda di dalam gelad kimia menjadi 600 mL lagi.
      4. Langkah tersebut diulang untuk 5 kali percobaan.
      5. Hasilnya dicatat dalam tabel 1.
      6. Pelakuan (a) sampai (d) diulangi untuk mengukur massa jenis zat padat lain (benda tak beraturan) dan hasilnya dicatat dalam tabel 3.

    2. Menentukan Massa Jenis Zat Cair
      1. Massa balok ditimbang dengan menggunakan timbangan analitik dan dicatat hasilnya.
      2. Benda diikat dengan benang pada statip dan diukur gayanya di udara dengan menggunakan neraca pegas
      3. Hasil pengukuran tersebut dicatat.
      4. Gelas kimia yang telah terisi minyak goreng sebanyak 600 mL diletakkan tepat dibawah balok.
      5. Balok dicelupkan seluruh bagiannya dalam minyak goreng dan gaya balok dalam minyak goreng diukur dengan menggunakan neraca pegas, hasilnya dicatat.
      6. Volume minyak goreng yang bertambah diukur dengan gelas ukur dan dicatat.
      7. Langkah tersebut diulangi untuk 5 kali percobaan.
      8. Hasilnya dicatat pada tabel 2.

  3. HASIL PENGAMATAN

    Tabel 1. Volume Balok dalam Air

Pengukuran ke-

Massa Balok (gram)

Volume Balok (mL)

1

102,8

11,6

2

102,8

10

3

102,8

10

4

102,8

10

5

102,8

10

Tabel 2. Volume Balok dalam Minyak Goreng

Pengukuran ke-

Massa Balok (gram)

Volume Balok (mL)

1

102,8

3,8

2

102,8

3,6

3

102,8

5,8

4

102,8

5,2

5

102,8

4,2

Tabel 3. Volume Benda Tak Beraturan dalam Air

Pengukuran ke-

Massa Benda (gram)

Volume Benda (mL)

1

85,5

15

2

85,5

15

3

85,5

13,2

4

85,5

15

5

85,5

15

  1. ANALISIS DATA
    1. Menentukan Massa Jenis Zat Padat
      1. Balok
  • Massa Jenis Balok Manual
    • Diketahui:

      Massa balok = 102,8 g

             = 0,1028 kg

Panjang = 3,9 cm

             = 0,039 m

Lebar      = 1,5 cm

             = 0,015 cm

Tinggi      = 1,3 cm

             = 0,013 m

  • Volume Balok Manual

    Volume balok manual = p × l × t

                 = 0,039m × 0,015m × 0,013m

                 = 7,605× m³

  • Massa Jenis Balok Manual

    ρ manual =

         =

         = 13517,41 kg/m³

  • Massa Jenis Balok dalam Air
    • Massa Jenis

    








    =

    = 10280


=

=10280


=

= 10280


=

=10280

  • Massa Jenis Rata-Rata




    =

    =

    = 9996,41 kg/m3

  • Standar Deviasi

     (ρ1-)² = (8862 – 9996,14)2 kg/m3

         = (-1134,41) 2 kg/m3

=1286886,05 kg/m3

2-)² = (10280 – 9996,41) 2 kg/m3

= (283,59) 2 kg/m3

= 80423,29 kg/m3

3 -)² = (10280 – 9996,41) 2 kg/m3

= (283,59) 2 kg/m3

= 80423,29 kg/m3

4 - )² = 10280 – 9996,41) 2 kg/m3

= (283,59) 2 kg/m3

= 80423,29 kg/m3

5 - )² = (10280 – 9996,41) 2 kg/m3

= (283,59) 2 kg/m3

= 80423,29 kg/m3

Σ(ρ – )2 = (ρ1-)² + (ρ2-)² + (ρ3-)² + (ρ4-)² + (ρ5-)²

= (1286886,05 +80423,29 + 80423,29+ 80423,29 +80423,29)kg/m3

= 1608579,21 kg/m3

SD    =

=

        =

        = 634,15 kg/m3

  • Nilai Terbaik

    ρ = ± SD

    • Nilai maksimal

      ρ = + SD

           = (9996,41 + 634,15) kg/m3

           = 10630, 56 kg/m3

    • Nilai minimal

    ρ = – SD

         = (9996,41 – 643,15) kg/m3

         = 9362,26 kg/m3

  • % error


    =

    = 6, 34%

  • Tabel Massa Jenis Balok

Pengukuran ke-

Massa (g)

Volume (m3)

ρ (kg/m3)

(ρ – )2 (kg2/m6)

1

0,1028

11,6×10-5

8862,07

1286886,05

2

0,1028

10-6

10280

80423,29

3

0,1028

10-6

10280

80423,29

4

0,1028

10-6

10280

80423,29

5

0,1028

10-6

10280

80423,29

Σ

49982,07

1608579,21

  1. Benda tak beraturan
  • Massa Jenis


        





    =

    = 5700


=

= 6477,27


=

= 5700


=

= 5700

  • Massa Jenis Rata-Rata




    =

    =

    = 5855,45 kg/m3

  • Standar Deviasi

    1-)² = (5700 – 5855,45)2 kg/m3

    = (-155,45) 2 kg/m3

    = 24164,7 kg/m3

    2 - )² = (5700 – 5855,45) 2 kg/m3

    = (- 155,45) 2 kg/m3

    = 24164,7 kg/m3

    3 -)² = (6477,27 – 5855,45) 2 kg/m3

    = (621,82) 2 kg/m3

    = 386660,11 kg/m3

    4 - )² = (5700 – 5855,45) 2 kg/m3

    = (- 155,45) 2 kg/m3

    = 24164,7kg/m3

    5 - )² = (5700 – 5855,45) 2 kg/m3

    = (- 155,45) 2 kg/m3

    = 24164,7 kg/m3

    Σ(ρ – )2 = (ρ1-)² + (ρ2-)² + (ρ3-)² + (ρ4-)² + (ρ5-)²

    = (24164,7+24164,7+386660,11+24164,7+24164,7)kg/m3

    = 483318,91 kg/m3

    SD    =

    =

    =

    = 347,61 kg/m3

  • Nilai Terbaik

    ρ = ± SD

    • Nilai maksimal

      ρ = + SD

      = (5855,45 + 347,61) kg/m3

      = 6203,06 kg/m3

    • Nilai minimal

      ρ = – SD

      = (5855,45 – 347,61) kg/m3

      = 5507,84 kg/m3

  • % error


    =

    = 5,94%

  • Tabel Massa Jenis Benda Tak Beraturan

Pengukuran ke-

Massa (g)

Volume (m3)

ρ (kg/m3)

(ρ – )2 (kg2/m6)

1

0,0855

15×10-6

5700

24164,7

2

0,0855

15×10-6

5700

24164,7

3

0,0855

13,2×10-6

6477,27

386660,11

4

0,0855

15×10-6

5700

24164,7

5

0,0855

15×10-6

5700

24164,7

Σ

29277,27

483318,91

  1. Menentukan Massa Jenis Zat Cair
  • Diketahui : Fm = 0,95 N
    Fu = 1 N
    g = 9,8
  • Gaya apung (Fa) = Fu – Fm
    = 1 N – 0,09 N
    = 0,05 N

    FA = ρgv

    ρ =

    ρ1=

    =

    = 1342,69 kg/m³

    ρ2=
    =
    =1417,23 kg/m³

    ρ3=
    =
    =879,66kg/m³

    ρ4=
    =
    981,16 kg/m³

    ρ5=
    =
    = 1214,77 kg/m³

  • Massa Jenis rata-rata

    =
    =


    =

    =

    =1167,09

  • Standar Deviasi

    (
    =
    ( 1342,64 – 1167,09 )2 kg/m³

    =
    ( 175,80 )2 kg/m³

    = 30817,80 kg/m³

    (=
    ( 1417,23 – 1167,09 )2 kg/m³

    =
    ( 250,14 )2kg/m³

    = 62570,02 kg/m³

    (
    =
    ( 879,66 – 1167,09 )2 kg/m³

    =
    ( -287,14 )2 kg/m³

    = 82616,00 kg/m³

    (=
    ( 981,16 – 1167,09 )2 kg/m³

    =
    ( -185,93 )2 kg/m³

    = 34569,96 kg/m³

    (
    =
    ( 1214,77 – 1167,09 )2
    kg/m³

    =
    ( 47,68 )2
    kg/m³

    = 2273,38 kg/m³

    ((
    (((

    = ( 30817,80 + 62570,02 + 82616,00 +34569,96 + 2279,38 ) kg/m³

    = 212847,16 kg/m³

    SD =

    =

    =

    = 230,68

    • Nilai Terbaik

      ρ = ± SD

      • Nilai maksimum

        ρ = + SD

        = ( 1167,09 + 230,68 ) kg/m³

        = 1397,77 kg/m³

      • Nilai minimum

        ρ = – SD

        = ( 1167,09 – 230,68 ) kg/m³

        = 936,41 kg/m³

    • % error

      % error = × 100 %

      = × 100 %
      = 19,76 %

  • Tabel Massa Jenis Minyak Goreng

    Percobaan ke-

    Fa ( N )

    Volume (

    ρ(kg/m³

    1

    0,05

    3,8 .

    1342,64

    30817,80

    2

    0,05

    1417,23

    62750,02

    3

    0,05

    879,66

    82616,00

    4

    0,05

    981,16

    34569,96

    5

    0,05

    1214,77

    2273,38

    Σ

    5835,46

    212847,16

  1. PEMBAHASAN

        Percobaan ini bertujuan menentukan massa jenis zat padat dan zat cair dengan menggunakan prinsip Archimedes. Zat padat yang akan ditentukan massa jenisnya merupakan benda dengan bentuk teratur dan benda tidak beraturan, dimana benda dengan bentuk beraturannya menggunakan balok. Sedangkan zat cair yang akan ditentukan massa jenisnya adalah minyak goreng.

        Pada percobaan menentukan massa jenis zat padat, zat padat dihitung terlebih dahulu massa dan volumenya. Setelah itu, dapat ditentukan nilai massa jenisnya, yaitu dengan membagi nilai massa benda dalam kilogram dengan volume benda dalam satuan meter kubik. Pada balok yang ditentukan volumenya dengan cara manual diperoleh nilai massa jenis sebesar 13517,12 kg/m³. Sedangkan massa jenis balok yang ditentukan volumenya dengan metode mencelupkan balok kedalam air (metode pertama), dari pengukuran pertama hingga pengukuran kelimanilai massa jenisnya berturut-turut adalah 8862,07 kg/m³; 10280 kg/m³; 10280 kg/m³; 10280 kg/m³; dan 10280 kg/m³ dengan massa jenis rata-ratanya 9996,41 kg/m³. Dari data tersebut, diperoleh perbedaan yang sangat besar antara massa jenis balok manual dengan massa jenis balok dengan metode pertama. Diketahui bahwa massa jenis suatu zat bernilai sama walaupun bentuk dan ukurannya berbeda. Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil pengamatan, perbedaan massa jenis balok tidak memenuhi pernyataan tersebut. Hal ini disebabkan adanya ketidak akuratan dalam pengukuran yang dilakukan.

        Untuk benda padat tak beraturan, volumenya diukur dengan mencelupkan benda yang telah digantungkan dengan benang pada statip. Percobaan dilakukan hingga 5 kali pengukuran dan nilai massa jenis yang diperoleh berturut-turut yaitu 5700 kg/m³; 5700 kg/m³; 6477,27 kg/m³; 5700 kg/m³; dan 5700kg/m³ dengan massa jenis rata-ratanya sebesar 5855,45 kg/m³. Dari nilai massa jenis yang diperoleh tersebut, pengukuran ketiga nilainya berbeda jauh dari nilai 4 massa jenis lainnya dimana pengukuran pertama, kedua, keempat dan kelima nilai massa jenisnya sama yaitu 5700kg/m³. Balok dan benda tak beraturan adalah dua benda yang berbeda massa, bentuk dan ukurannya tetapiterbuat dari bahan yang sama, sehingga nilai massa jenisnya seharusnya sama.

        Percobaan selanjutnya yaitu menentukan massa jenis zat cair, dimana zat cair yang akan ditentukan massa jenisnya adalah minyak goreng. Untuk menentukan massa jenis minyak goreng, balok yang telah diukur gayanya diudara dicelupkan kedalam minyak goreng yang telah diketahui terlebih dahulu volume awalnya. Kemudian gaya dalam minyak goreng dihitungdan selisih dari gaya di udara (Fu) dengan gaya diminyak goreng (Fm) merupakan nilai dari gaya apung (Fa). Setelah volume benda diketahui dan gaya apung serta percepatan gravitasi 9,8 m/s² diketahui, maka massa jenis zat cair dapat ditentukan. Dilakukan pengukuran sebanyak 5 kali dan nilai massa jenis yang diperoleh berurut yaitu 1342,64 kg/m³; 1417,23 kg/m³; 879,66 kg/m³; 981,16kg/m³ dan 1214,77 kg/m³. Seperti diketahui bahwa massa jenis minyak goreng pada suhu 15ºC adalah 0,925 g/cm³ atau sama dengan 925 kg/m³. Jika dibandingkan dengan nilai massa jenis yang diperoleh dari percobaan yang dilakukan, pengukuran pertama, kedua dan kelima memiliki selisih yang besar dengan massa jenis yang sesungguhnya. Sedangkan nilai pada pengukuran ketiga dan keempat nilai selisihnya kecil. Perbedaan nilai massa jenis ini juga dipengaruhi oleh suhu saat pengukuran dilakukan.

        Pada percobaan ini, untuk menentukan massa jenis zat padat dan zat cair digunakan prinsip Archimedes. Prinsip Archimedes menyatakan bahwa ketika sebuah benda seluruhnya atau sebagaiannya dimasukkan kedalam zat cair, cairan akan memberikan gaya keatas pada benda yang besarnya setara dengan berat cairan yang dipindahkan. Pada percobaan ini, volume benda yang akan ditentukan massa jenisnya bersesuaian atau menggunakan prinsip Archimedes tersebut.

  2. KESIMPULAN DAN SARAN
    1. Kesimpulan

          Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

      1. Massa jenis zat padat, baik dengan bentuk teratur maupun tidak teratur dapat ditentukan dengan menggunakan prinsip Archimedes.
      2. Massa jenis zat cair dapat ditentukan dengan menggunakan prinsip Archimedes yaitu melalui gaya apung zat padat yang dicelupkan kedalam zat cair tersebut.
DAFTAR PUSTAKA

Setiorini, Indah.2010. Laporan Seminar Fisika. Diakses dari http://ariphudien.blogspot.com.

Thamrin. 2000. Fisika.

Young, Hugh D. 2002. Fisika Universitas Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

About these ads

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: