Praktikum Fisika Dasar I (Berat jenis zat padat dan cair)

BERAT JENIS ZAT PADAT DAN ZAT CAIR M.5

I. TUJUAN

a. Menentukan berat jenis zat padat berbentuk balok b. Menentukan berat jenis zat padat yang tidak beraturan

c. Menentukan berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca teknis d. Menentukan berat zat cair dengan Piknometer

e. Menentukan berat jenis zat cair dengan Neraca Morh

f. Mengenal dan belajar mempergunakan alat-alat yang bersangkutan g. Melatih ketelitian dalam mengukur

II. TINJAUAN TEORI

a. Pengertian Massa Jenis

Setiap benda pasti mempunyai massa, pengertian massa itu sendiri adalah ukuran bertahannya suatu benda terhadap suatu gaya. Jenis zat dapat diketahui dengan mencari massa jenisnya. Massa bergantung pada banyaknya partikel yang menyusun sebuah materi. Massa jenis merupakan suatu perbandingan antara massa benda atau zat dengan volume atau zat. Massa jenis suatu zat adalah bilangan yang menyatakan massa zat itu dibagi dengan volumenya.

b. Pengertian Berat Jenis

Gaya tarik gravitasi yang dikenakan bumi pada suatu benda disebut berat benda. Berat setiap benda yang massanya diketahui dapat ditentukan dengan perbandingan langsung bila kita mengukur berat setiap satuan massa. Berat jenis pada sebuah benda adalah gaya yang bekerja pada benda itu karena pengaruh faktor gravitasi bumi dan gaya massa benda. Berat jenis zat cair adalah perbandingan suatu materi sekaligus harga mutlak zat-zat ringan dari air. Dalam mengukur suatu berat jenis suatu benda, selain faktor massa dan percepatan gravitasi, berat jenis juga bergantung pada volumenya, dan untuk menentukan berat jenis suatu benda terlebih dahulu harus menemukan wujud materi benda tersebut. Berat jenis suatu zat adalah bilangan yang menunjukkan berapa gram

beratnya 1 cm3 _{zat itu. Berat 1 cm}3 _{satu zat dengan zat yang lain mempunyai}

harga yang berlainan. Misalnya air raksa 13,6 gram, minyak tanah 0,8 gram, platina 21,4 gram dan sebagainya.

Berat jenis suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan bahan tersebut terhadap kerapatan air pada suhu 4,00_{C. berat jenis (specific gravity}

disingkat SG) adalah bumi tanpa dimensi maupun satuan. Jika kerapatan air 1,00 gr/cm2 _{= 1,00 x 10}3 _kg/m3_{, maka, berat jenis setiap bahan akan sama persis secara}

numerik atau dengan kecepatannya yang ditetapkan dalam gr/cm3 _{atau 10}-3 _kali

kecepatannya yang dinyatakan dalam kg/M2 _.

Namun ada juga pendapat yang menyatakan bahwa berat jenis (bobot jenis) merupakan besaran turunan yang menyatakan berat atau bobot dalam gr/cm3_,

suatu zat atau bobot dalam kilogram/liter zat. Berat jenis pada sebuah benda. adalah gaya. yang bekerja pada benda itu karena pengaruh faktor gravitasi bumi, gaya, dan massa benda. Walaupun dalam kehidupan sehari-hari kita sering mengabaikan perbedaan antara berat benda dan massa benda, karena pada hakekatnya kedua besaran ini adalah berbeda.

Menurut definisi berat jenis air dapat dikatakan berat jenis adalah perbandingan dengan air tetapi sekaligus mengatakan harga mutlak zat-zat yang lebih ringan dari pada air misalnya minyak, mernpunyai berat jenis lebih dari 1 (satu), sebagal contoh air raksa yang mempunyai berat jenis 13,6 N/m3_.

Untuk menentukan berat jenis, sebuah benda. terlebih dahulu, kita harus membedakan wujud zatnya (padat atau cair), kemudian juga untuk benda padat apakah bentuknva beraturan atau tidak beraturan. Hal ini perlu diperhatikan karena cara menentukan berat jenis masing-masing benda berbeda-beda.

c. Perbedaan massa dengan berat jenis

Massa Berat

Banyak zat atau materi yang terkandung suatu benda.

Tidak berubah sebab tidak tergantung gravitasi.

Satuan massa : kg, g.

Besarnya gaya gravitasi bumi yang dialami suatu benda Dapat berubah sebab tergantung gaya gravitasi Satuan berat sama dengan satuan gaya yaitu: N, dyne,

Alat ukur massa : neraca O Hauss, timbangan, dacin, timbangan duduk

kgf, gf

Alat ukur berat : Neraca pegas ( dinmometer )

Hubungan antara berat dan massa suatu benda adalah :

Massa ialah ukuran inersia suatu benda, sedangkan berat ialah gaya berat atau gaya gravitasi suatu benda.

Massa dan berat merupakan besaran yang berbeda, tetapi mempunyai hubungan yang erat. Jika sebuah massa m jatuh bebas karena pengaruh gravitasi bumi maka hubungan antara massa dan berat adalah :

g m

w= ⋅

dimana : w = berat benda m = massa benda

g = konstanta gravitasi

Berat jenis serupa dengan massa jenis, dimana berat jenis suatu zat ialah besaran yang besarnya sama dengan berat zat itu dibagi volumenya.

Rumus : V w s = , w=m⋅g V g m s= ⋅ V g V s= ⋅ρ⋅ dimana :

s = berat jenis ρ = massa jenis benda w = berat benda

V = volume benda

Satuan berat jenis antara lain : dyne_cm3,newton_m3,kgf_m3,gf _cm3 ,

sedangkan menurut SI satuan berat jenis adalah

N

_m

3 . Alat mengukur berat jenis

kita ukur, maka makin sedikit bagian hidrometer yang terbenam dalam zat cair tersebut. Permukaan zat cair itu menunjuk skala pada hidrometer. Skala yang ditunjuk itu merupakan besar berat jenis zat cair yang kita ukur.

d. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Berat Jenis

Berat suatu benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi, karena masing-masing gravitasi bumi berbeda, maka nilainya pun akan berbeda dan tergantung pada tempatnya. Sedangkan untuk massa dari suatu benda nilainya tetap, tidak dipengaruhi oleh besarnya gaya gravitasi, sehingga massa suatu benda diantara dua tempat yang berbeda adalah sama.

Dari dua faktor tersebut, dapat dibuat suatu persamaan untuk mencari berat suatu benda, yaitu :

W = m.g

Dimana : W = berat benda m = massa benda

g = percepatan gravitasi bumi

Sedangkan untuk berat jenis, selain dipengaruhi oleh massa dan percepatan gravitasi, berat jenis juga dipengaruhi oleh volume. Dengan demikian, didapat suatu persamaan untuk mencari berat jenis suatu benda, yaitu :

V W S =

Dimana : S = berat jenis benda W = berat benda V = volume benda

Untuk mengukur berat faktor yang mempengaruhi adalah masa dari benda tersebut dan juga percepatan gravitasi yang secara matematis dapat dituliskan : W= m.g

Dimana W adalah berat, m adalah massa dan q sebagai gravitasi untuk mengukur suatu berat jenis juga ada faktor lain yaitu volume benda tersebut. Berat jenis juga mengandung pengertian perkalian antara massa benda dengan percepatan gravitasi dibagi dengan volume benda.

e. Hubungan Asas Archimedes Dengan Berat Jenis

Menurut Archimedes : setiap benda yang terendam seluruhnya atau sebagian di dalam fluida mendapat gaya apung berarah ke atas, yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda ini.

Jika kita mengetahui volume zat cair itu, dimana berat gaya ke atas inilah dihasilkan persarnaan

FA =V x p x g

Untuk benda / zat padat yang berbentuk tidak beraturan maka rumusnya : W = W udara - W air = FA = p x q x v benda

W = berat azat cair

Alat ukur untuk mengetahui berat jenis dan sebagainya "hidrometer". Skala hidrometer yang tepat untuk permukaan zat cair menunjukkan berat jenisnya. Selain hydrometer alat yang digunakan untuk menentukan berat jenis antara lain, piknometer, Neraca Teknis dan Neraca Mohr.

Rapat assa suatu bahan yang homogen didefinisikan sebagai massa persatuan volume.Untuk menentukan massa dan volume. Rho didefinisikan sebagai perbandingan antara massa benda itu dengan volumenya. Secara sistematis dapat dituliskan dengan rumus :

P = Massa Volume

Jika massa benda diukur dalam Kilogram, volumenya dalam meter pangkat tiga (m3_{) maka satuan dari massa jenis adalah :}

p = satuan massa satuan volume

Jadi satuan massa benda diukur dalam kilogram, volumenya dalam Meter Pangkat tiga (m3_{) maka satuan dari massa jenis adalah:}

p = satuan massa satuan volume

Jadi satuan massa jenis dalam Π adalah Kg/m3_{, tetapi apabila diukur dalam GΠ}

untuk massa benda dan cm3 untuk volume, maka satuannya menjadi GΠ/cm3_.

Massa jenis merupakan hasil bagi antara massa setiap zat dengan volumenya. Massa jenis disebut juga kerapatan suatu zat Apabila massa sebuah benda

dinyatakan dengan in. sedangkan volumenya dinyatakan dengan P maka untuk zat / benda tersebut berlaku rumus sebagai berikut :

BJ = W/V, karena W = m.g, maka P = m/v BJ = m x 9, BJ P x 9

V

Dan untuk menentukan berat jenis suatu benda terlebih dahulu harus membedakan wujud zatnya. Padat ataukah cair kemudian untuk benda zat padat apakah bentuknya beraturan ataukah tidak beraturan.

f. Peralatan yang digunakan dalam menentukan berat jenis Peralatan dalam menentukan berat jenis terdiri dari berbagai alat yaitu

o Piknometer

Sebuah Piknometer adalah botol gelas kecil dengan sumbat gelas bersaluran kecil. Jika botol diisi penuh dengan zat cair kemudian sumbatnya dipasang, maka zat cair akan naik ke dalam saluran sampai ada yang menetes keluar sedikit.

o Aerometer

Sebuah Aerometer atau hidrometer terdiri dari sebuah silinder gelas yang mempunyai tangkai kuskala dan bagian bawah diberati dengan air raksa supaya dapat mengapung tegak lurus dalarn zat cair.

o Densimeter

Digunakan untuk mengukur kadar larutan misalnya pengukuran asam untuk larutan asam. Sakarimeter untuk larutan suhu pasir, alkohol, suhu, dan sebagainya.

Jangka Sorong

Digunakan untuk menentukan berat jenis zat padat yang bentuknya beraturan, seperti mengukur panjang, lebar, dan tebal serta menghitung volumenya.

Alat yang digunakan adalah mikrometer skrup atau jangka sorong. Rumus matematis yang digunakan adalah :

Dimana :

ρ : berat jenis benda w : berat benda benda benda benda v w = ρ

v : volurne benda o Gelas Ukur

Untuk menentukan berat jenis zat cair. Secara matematis dapat dirumuskan:

Untuk menentukan berat jenis, benda yang bentuknya tidak teraturan, kita menggunakan rumus : W = Wudara – Wair

= FA - ρ c . g . Vbenda

Sehingga berat jenis dapat dicari:

III. ALAT DAN BAHAN Alat : 1. Neraca OHHAUS 2. Neraca Pegas 3. Jangka sorong 4. Bangku 5. Kawat 6. Gelas ukur 7. Penggaris Bahan : 1. Air Suling

2. Zat padat berbentuk kubus

3. Zat padat bebentuk tidak beraturan yaitu batu

IV. PROSEDUR

A. Menentukan berat jenis zat padat berbentuk balok

- Ukur tebal benda dengan micrometer skrup atau jangka sorong.

benda benda benda v w = ρ benda benda benda v w = ρ

- Ukur panjang dan lebar dengan jangka sorong.

- Ulangi pengukuran sebanyak lima kali,dengan masing-masing pegukuran dilakukan oleh praktikan yang berbeda-beda.

B. Menentukan berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca - Timbang gelas dalam keadaan kosong.

- Ulangi penimbangan gelas ukur dalam keadaan kosong, sebanyak 5 kali. - Isi gelas ukur dengan air sebanyak 300 ml

- Timbang gelas ukur setelah diisi zat cair

- Ulangi penimbangan gelas ukur yang telah berisi air 300 ml sebanyak 5 kali.

Rumus Matematika :

C. Menentukan berat jenis zat padat berbentuk tidak teratur

- Gantungkan benda tersebut pada neraca pegas dan tentukan beratnya. - Ulangi penimbangan batu pada neraca pegas, sebanyak 5 kali.

- Dalam keadaan tergantung seperti diatas, masukkan benda itu didalam air suling dan tentukan berat benda dalam air

- Ulangi penimbangan batu pada neraca pegas yang kemudian dimasukkan kedalam air suling dalam keadaan melayang, sebanyak 5 kali.

- Ukur dan catat suhu ari suling yang sedang dipergunakan - Dari hasil 1 dan 2 dapat ditentukan volume benda. Rumus Matematika :

V. HASIL PENGAMATAN/PERCOBAAN A. Berat jenis zat padat berbentuk balok

Pengukuran Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal(cm) Massa (gr) I II III IV V 3,095 3,1 3,1 3,08 3,02 3,095 3,1 3,1 3,08 3,02 3,095 3,1 3,1 3,08 3,02 34,9 30,5 34,8 34,5 34,6 B. Berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca

Massa gelas ukur dalam keadaan kosong

Pengukuran Massa (gr) Massa setelah ditambahkan 300 ml air (gr) I II III IV V 200 200,02 197,3 197,6 198,5 469,9 469,8 469,2 470 469,6

C. Menentukan berat jenis benda tidak beraturan (batu ) Suhu air pada gelas ukur adalah 30,1 C ͦ

Pengukuran Massa batu (gr) Massa batu dalam air (gr) I II III IV V 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 VI. PERHITUNGAN :

• Menentukan berat jenis zat pada pada balok Data Percobaan :

I II III IV V 3,095 3,1 3,1 3,08 3,02 3,095 3,1 3,1 3,08 3,02 3,095 3,1 3,1 3,08 3,02 34,9 30,5 34,8 34,5 34,6 Pengukuran/ Percobaan I Diketahui : Panjang = 3,095 cm = 3,095 x 10-2 _m lebar = 3,095 cm = 3,095 x 10-2 _m tebal = 3,095 cm = 3,095 x 10-2 _m massa = 34,9 gr = 34,9 x 10-3 _kg gravitasi = 10 m/s2 Ditanya : Wbenda………? Vol benda ………? Ρbalok ………? Sbalok……….? Hitung :

Wbenda = massa x gravitasi

= 34,9 x 10-3 _{m . 10 m/s}2 = 34,9 x 10-2 _{kg m/s}2 Vol benda = p. l.t = 3,095 x 10-2 _{m . 3,095 x 10}-2 _{m . 3,095 x 10}-2 _m = 29,647 x 10-6 _m3 = 34,9 x 10-3 _kg 29,647 x 10-6 _m3 = 1,177x103 _{kg m}-3

Sbalok = ρ.g

= 1,177x103 _{kg m}-3 _{. 10 m/s}2

= 1,177 x 104

ρ = 1,177 x 104 _N/m3

Dengan cara yang sama akan diperoleh :

W benda (kg m/s2) Vol benda (m3) Berat Jenis benda (N/m3)

34,9 x 10-2 30,5 x 10-2 34,8 x10-2 34,5 x10-2 34,6 x10-2 29,647 x 10-6 29,791 x 10-6 29,791 x 10-6 29,218 x 10-6 27,54 x 10-6 1,177 x 104 1,024 x 104 1,168 x 104 1,181 x 104 1,256 x 104

• Menentukan Berat Jenis Zat Cair dengan Gelas Ukur dan Neraca Teknis Data percobaan : No Massa gelas kosong (mg)gr Massa gelas + air (mc) gr massa air (gr) (ma) 1. 200 469,9 269,9 2. 200,02 469,8 296,78 3. 197,3 469,2 271,9 4. 197,6 470 272,4 5. 198,5 469,6 271,1 Percobaan p (m) l (m) t (m) m (kg) I II III IV V 3,095.10-2 3,1.10-2 3,1.10-2 3,08.10-2 3,02.10-2 3,095.10-2 3,1.10-2 3,1.10-2 3,08.10-2 3,02.10-2 3,095.10-2 3,1.10-2 3,1.10-2 3,08.10-2 3,02.10-2 34,9.10-3 30,5.10-3 34,8.10-3 34,5.10-3 34,6.10-3 3 2

m

s

m

kg

Pengukuran/ percobaan 1

Diketahui : mgelas kosong (mgk) = 200 gr

mgelas berisi air (mg+a) = 469,9 gr

percepatan gravitasi = 1000 cm/s2 Vair = 300 ml= cm3 Ditanya : ρ c=...? S = ……….? Jawab : a a c V g m . =

ρ , dimana ma = ( m gelas+air – mgelas)

ma = mgelas+air – mgelas ma = 469,9 – 200 ma = 269,9 gr No Massa gelas kosong (mg)gr Massa gelas + air (mc) gr Massa air (gr) (ma)

Berat jenis zat cair

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ 1. 200 469,9 269,9 896,7 2. 200,02 469,8 269,78 899,27 3. 197,3 469,2 271,9 906,3

(

)

{

}

2 2_. . 7 , 896 300 1000 . 9 , 269 300 1000 ). 200 9 , 469 ( . . − − + = = − = − = = s cm gr S S S V g m m S V g m S air air air a gelas air gelas air a a air a c c c V a m V W ₌ . = ρ

4. 197,6 470 272,4 908

5. 198,5 469,6 271,1 903,67

• Menentukan berat jenis zat padat berbentuk tidak beraturan Data Percobaan :

Pengukuran Massa (gr) Massa benda dalam air (gr) I II III IV V 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 Untuk Percobaan 1 : Diketahui ρ =

Wudara –Wair = ρa. g . Vbenda

(mu – ma) . g = ρa. g . Vbenda

Vbenda =

Untuk percobaan 1:

Diketahui :massa benda diudara = 0,2 Massa benda dalam air = 0,15

Volume air sebelum ditambahkan air = 300 ml Volume batu setelah ditambahkan air = 350 ml Ditanya : S …………..? Hitung : g V m S b u _× = S= 0,2 x 10 m/s2 50 Sbenda = 0,04 benda u benda udara V m V W ₌ a a a a a u V m m m − _{⇒ρ =} ρ

cm n P 079 , 3 5 395 , 15 5 02 , 3 08 , 3 1 , 3 1 , 3 095 , 3 = = + + + + = =

∑

Dengan cara yang sama diperoleh hasil :

Pengukuran Massa (gr) Massa benda dalam air (gr) S benda

)

(

N

_m

3 I II III IV V 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

VII . RALAT KERAGUAN

1. Ralat berat jenis zat padat berbentuk balok

• Ralat Keraguan untuk Panjang (P) :

(

)

) 1 ( 2 − − = ∆

∑

n n p p p P No P (cm) P(cm) P−P(cm) (_P−P)2(_cm) 1 3,095 3,079 0.016 2,56 . 10-4 2 3,1 0,021 4,41 . 10-4 3 3,1 0,021 4,41 . 10-4 4 3,08 0,001 0,01 . 10-4 5 3,02 0,059 3,48. 10-4

cm n L 079 , 3 5 395 , 15 5 02 , 3 08 , 3 1 , 3 1 , 3 095 , 3 = = + + + + = =

∑

∑P = 15,395

(

)

(

)

(

)

(

p p

)

(

)

cm cm p p p p n n p p p 3 3 4 4 4 2 10 . 856 , 3 079 , 3 10 . 856 , 3 10 . 1487 , 0 20 10 . 974 , 2 1 5 5 10 . 974 , 2 1 − − − − − ± = ∆ ± = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ − − = ∆

∑

Ralat nisbi = ∆ ×100% P P = 100% 079 , 3 10 . 856 , 3 3 × − = 0,125 % Kebenaran praktikum = 100% - 0,125% = 99,875 %

• Ralat Keraguan untuk lebar (l)

( )

) 1 ( 2 − − = ∆

∑

n n l l l

∑

_(P−P)2 _=14,87.10−4_cm − l

cm n T 079 , 3 5 395 , 15 5 02 , 3 08 , 3 1 , 3 1 , 3 095 , 3 = = + + + + = =

∑

( )

(

)

(

)

(

l l

)

(

)

cm cm l l l l n n l l l 3 3 4 4 4 2 10 . 856 , 3 079 , 3 10 . 856 , 3 10 . 1487 , 0 20 10 . 974 , 2 1 5 5 10 . 974 , 2 1 − − − − − ± = ∆ ± = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ − − = ∆

∑

Ralat nisbi = ∆ ×100% L L = 100% 079 , 3 10 . 856 , 3 3 × − = 0,125 % Kebenaran praktikum = 100% - 0,125% = 99,875 %

• Ralat Keraguan untuk tebal (T) :

(

)

) 1 ( 2 − − = ∆

∑

n n t t t T No L (cm) l (cm)

(

l−l

)

(cm)

(

)

2 l l− (cm) 1 3,095 3,079 0.016 2,56 . 10-4 2 3,1 0,021 4,41 . 10-4 3 3,1 0,021 4,41 . 10-4 4 3,08 0,001 0,01 . 10-4 5 3,02 0,059 3,48. 10-4 ∑L = 15,395

∑

_L−L 2 ₌ −4_cm 10 . 87 , 14 ) (

gr gr n mb 86 , 33 5 3 , 169 = = =

∑

( )

(

)

(

)

(

t t

)

(

)

cm cm t t t t n n t t t 3 3 4 4 4 2 10 . 856 , 3 079 , 3 10 . 856 , 3 10 . 1487 , 0 20 10 . 974 , 2 1 5 5 10 . 974 , 2 1 − − − − − ± = ∆ ± = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ − − = ∆

∑

Ralat nisbi = ∆ ×100% P P = 100% 079 , 3 10 . 856 , 3 3 × − = 0,125 % Kebenaran praktikum = 100% - 0,125% = 99,875 %

• Ralat Keraguan untuk massa (M) :

b m No T (cm) T (cm) T −T(cm) (_{T −T})2(_cm) 1 3,095 3,079 0.016 2,56 . 10-4 2 3,1 0,021 4,41 . 10-4 3 3,1 0,021 4,41 . 10-4 4 3,08 0,001 0,01 . 10-4 5 3,02 0,059 3,48. 10-4 ∑T = 15,395

∑

_{(T −T)}2 _=14,87.10−4_cm

3 706 , 28 5 53 , 143 cm n V = = =

∑

(

)

( ) ( )

(

t t

)

( )gr gr m m m m n n m m m 3699 , 0 86 , 33 3699 , 0 13685 , 0 20 737 , 2 1 5 5 737 , 2 1 2 ± = ∆ ± = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ − − = ∆

∑

Ralat nisbi = ∆ ×100% M M = 100% 86 , 33 3699 , 0 × = 1,092 % Kebenaran praktikum = 100% - 1,092 % = 98,91 % • Ralat Keraguan untuk V :

No V (cm) V (cm3) _{V −V}(_cm3) _{(V −V)}2_(cm3₎ 1 29,647 29,197 0,45 0,2025 No M (gr) m (gr)

(

m−m

)

(gr)

(

)

2 m m− (gr) 1 34,9 33,86 1,04 1,0816 2 30,5 3,36 11,289 3 34,8 0,94 0,8836 4 34,5 0,64 0,4096 5 34,6 0,14 0,0196 ∑m = 169,3

∑

(M −M)2 =13,684 gr V

(

)

(29,197 0,174 ) 174 , 0 030 , 0 20 064 , 0 ) 1 5 ( 5 604 , 0 ) 1 ( ) ( 3 2 ± = ∆ ± = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ − − = ∆

∑

V v cm Vb Vb Vb Vb n n V V Vb % 595 , 0 % 100 197 , 29 174 , 0 % 100 = = ∆ = x x V V b b 3 3 12 , 116 5 6 , 580 cm dyne S cm dyne S n S S = = =

∑

3 2 688 , 1 849 , 2 ) 1 5 ( 5 998 , 56 ) 1 ( ) ( cm dyne n n S S = = − = − − =

∑

2 29,791 0,594 0,035 3 29,791 0,594 0,035 4 29,218 0,02 0,0004 5 27,54 -1,657 2,746 ∑V = 145,987

∑

(

_{V −V}

)

2 _=0,604cm3 Ralat Nisbi Kebenaran praktikum = 100% - 0,595% = 99,405 % =99,4 %

3 ) 998 , 56 6 , 580 ( cm dyne S S ±∆ = ± % 81 , 9 % 100 6 , 580 998 , 56 % 100 = = ∆ = x x S S ∆S Ralat Nisbi Kebenaran praktikum = 100% - 9,81% = 90,19%

2. Menentukan berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca

• Ralat keraguan massa gelas ukur kosong(mg)

n m m g g Σ = gr gr x 209 5 ) 5 209 ( = = No Mg (gr) m_{g (gr)} (mg −mg) (gr) 2 ) (m_g −m_{g (gr)} 1. 200 198,68 1,32 1,742 2. 200,02 1,34 1,796 3. 197,8 -1,38 1,904 4. 197,6 -1,08 1,167 5. 198,5 -0,18 0,0324 No S (dyne/cm3₎ S (dyne/cm3₎ (_dyne /_cm3) S S− ) / ( ) ( 3 2 cm dyne S S− 1 117,7 116,12 1,58 2,496 2 102,4 -13,72 188,24 3 116,8 0,68 0,4624 4 118,1 1,98 3,92 5 125,6 9,48 89,87 ∑S = 580,6

∑

(L− L)2 = 284,98dyne_cm3

∑Mg = 993,42 ∑ 2 ) (m_g −m_{g = 6,6414} gr gr m m_g ±∆ _g =198,68±0,57 Ralat nisbi = x100% m m g g ∆ = 100% 68 , 198 57 , 0 x = 0,28% Kebenaran praktikum = 100% - 0,28% = 99,72%

• Ralat keraguan massa gelas ukur + air (mc)

n m m c c Σ = gr gr 34 , 492 5 7 , 2466 = = No mc (gr) mc (gr) mg - mc (gr) (mg - mc )2 (gr) 1. 2. 3. 4. 5. 469,9 469,8 469,2 470 469,6 469,7 0,2 0,1 -0,5 0,3 -0,1 0,04 0,01 0,25 0,09 0,01 ∑ mc =2348,5 ∑(mg - mc )2 = 0,4 gr gr 57 , 0 33 , 0 20 6414 , 6 ) 1 5 ( 5 6414 , 6 = = = − = ) 1 ( ) ( 2 − − Σ = ∆ n n m m m g g g

Ralat nisbi = = = 0,030% Kebenaran praktikum = 100% - 0,030% = 99.97%

• Ralat keraguan untuk massa zat cair(ma)

n m m a a Σ = gr gr 34 , 283 5 7 , 1416 = = gr m m m m c c c c 14 , 0 02 , 0 20 4 , 0 ) 1 5 ( 5 4 , 0 = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ ) 1 ( ) ( 2 − − Σ = ∆ n n m m m c c c gr m mc ±∆ c =469,7±0,14 % 100 x m m c c ∆ % 100 7 , 469 14 , 0 _x

) 1 ( ) ( 2 − − Σ = ∆ n n m m m a a a gr m m m m a a a a 67 , 0 45 , 0 20 01 , 9 ) 1 5 ( 5 01 , 9 = ∆ = ∆ = ∆ − = ∆ Ralat nisbi = x100% m m g g ∆ = 100% 271 67 , 0 x Ma (gr) ma (gr) (ma −ma) (gr) 2 ) (ma −ma (gr) 269,9 271 -1 1 269,78 -0,2 0,04 271,9 1 1 272,4 2,4 5,76 271,1 1,1 1,21 ∑Ma = 1355,08 ∑_{( )}2 a a m m − ₌ 9,01gr gr m ma ±∆ a =271 ±0,67

3 3 12 , 116 5 6 , 580 cm dyne S cm dyne S n S S = = =

∑

3 ) 67 , 89 78 , 902 ( cm dyne S S±∆ = ± % 93 , 9 % 100 78 , 902 67 , 89 % 100 = = ∆ = x x S S 3 2 12 , 2 48 , 4 ) 1 5 ( 5 67 , 89 ) 1 ( ) ( cm dyne n n S S = = − = − − =

∑

= 0,247% Kebenaran praktikum = 100% - 0,247% = 99,75%

• Ralat keraguan untuk berat jenis (Scair)

∆S Ralat Nisbi No S

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ S

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ S S −

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ 2 ) (S −S

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ 1 896,7 902,78 -6,08 36,97 2 899,27 -3,51 12,32 3 906,3 3,52 12,39 4 908 5,22 27,2 5 903,67 0,89 0,79 ∑S = 54513,94 ∑ 2 ) (S −S =89,67

Kebenaran praktikum = 100% - 9,93% = 90,07 %

3. Menentukan berat jenis zat padat tidak beraturan

Ralat keraguan massa batu + tali (massa benda di udara)

• Ralat Massa benda dalam air

mu(gr) m (gr)u (mu −mu) (gr) 2 ) (mu −mu (gr) 32,7 33,22 -0,52 0,2704 32,69 33,22 -0,53 0,2809 33,95 33,22 0,73 0,5329 32,78 33,22 -0,44 0,1936 33,9 33,22 0,75 0,5625 = − Σ_{(mu mu)}2 1,8403 gr Ma (gr) ma (gr) (ma −ma) (gr) 2 ) (ma −ma (gr) 0,15 0,15 0 0 0,15 0,15 0,15 0,15 ∑Ma= 0,75 Σ(m_a −m_a)2 =0gr

∆ma = ) 1 ( ) ( 2 − − Σ n n m m_{a a} = ₅₍0₅gr₋₁₎ = 20 0gr = 0gr ∆ma = 0 gr gr m ma a) (0,15 0) ( −∆ = ± Ralat nisbi : ∆ ×100% a a m m 100% 0% 15 , 0 0 = × = Kebenaran praktikum : 100% - 0% = 100 %

∆mu= ) 1 ( ) ( 2 − − Σ n n u m mu = ₅₍0₅gr₋₁₎ = 20 0gr = 0gr ∆mu= 0 gr gr u m mu ) (0,2 0) ( −∆ = ± Ralat nisbi : = ∆ ×100% u m mu % 0 % 100 2 , 0 0 = × = Kebenaran praktikum : 100% - 0%= 100%

• Ralat keraguan berat jenis zat padat yang tidak beraturan Pengukur an S

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ S

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ S S −

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ

(

_gr.cm−2_.s−2

)

ρ 2 ) (S −S I II 0,04 0,04 mu(gr) m (gr)u (mu −mu) (gr) 2 ) (mu −mu (gr) 0,2 0,2 0 0 0,2 0,2 0,2 0,2 = − Σ_{(mu mu)}2 _{0 gr}

3 ) 222 , 0 512 , 0 ( cm dyne S S±∆ = ± % 22 , 0 % 100 10 , 0 222 , 0 % 100 = = ∆ = x x S S 3 2 10 , 0 011 , 0 ) 1 5 ( 5 222 , 0 ) 1 ( ) ( cm dyne n n S S = = − = − − =

∑

III IV V 0,04 0,04 0,04 0.512 -0,472 0,222 ∑S= 2 ∑S= 0,222 ∆S Ralat Nisbi Kebenaran praktikum = 100% - 0,22% = 99,78 % VIII. PEMBAHASAN

Percobaan berat jenis zat padat dan zat cair yang kami lakukan adalah mengukur berat jenis dari benda padat yang berbentuk balok, berat jenis zat padat berbentuk tidak beraturan, dan berat jenis zat cair dengan menggunakan gelas ukur dan neraca. Percobaan dengan menggunakan piknometer tidak kami gunakan dikarenakan tidak tersedianya alat tersebut pada saat berangsungnya percobaan Adapun yang menyebabkan kami tidak melakukan percobaan dengan menggunakan piknometer adalah karena alat tersebut tidak tersedia saat tersebut.

Dalam mengukur berat jenis zat padat berbentuk balok, data yang diperlukan untuk kita cari adalah volume dan massa balok tersebut, di mana untuk mencari volumenya diperlukan data panjang, lebar, dan tinggi dari balok itu.

Rumus yang digunakan untuk menentukan berat jenis suatu benda padat berbentuk balok, yaitu:

v m

= ρ

Dengan S adalah berat jenis, ρ adalah massa jenis yang diperoleh dari pembagian massa balok dengan volumenya, dan g adalah percepatan gravitasi.

Untuk pengukuran berat jenis zat cair dengan menggunakan gelas ukur dan neraca, rumus yang digunakan sama dengan rumus untuk menentukan berat jenis benda padat berbentuk balok, hanya saja massa benda yang digunakan adalah massa air, dimana massa air diperoleh dari pengurangan massa gelas yang berisi zat cair yang akan diukur dengan massa gelas yang kosong, sehingga rumus

keseluruhannya menjadi:

{

(

)

}

a g g a air V g m m m S = + − .

Dimana ma adalah massa zat cair, mg adalah massa gelas kosong, dan va adalah

volume zat cair.

Pengukuran berat jenis zat padat dengan bentuk tak beraturan memerlukan data massa benda di udara dan massa benda di dalam air saja. Dari data-data tersebut, kita dapat menentukan volume benda dengan membagi selisih antara massa benda di udara dan massa benda di dalam air dengan massa jenis air yang digunakan. Setelah volume diketahui, maka dapat ditentukan berat jenis benda dengan menggunakan rumus:

g V m S b u _× =

Dimana mu adalah massa benda di udara.

Dalam proses pengambilan data untuk menentukan berat jenis benda ini, masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan yang menyebabkan ralat keraguan yang didapatkan bernilai kecil. Hal ini dapat disebabkan karena beberapa faktor yaitu :

• Kurang ketelitian dalam pengukuran

• Praktikan yang kurang paham dengan materi yang diujicobakan dalam percobaan kali ini

g S =ρ.

• Ketidakcermatan praktikan saat melakukan praktikum, khususnya saat pengukuran.

• Keterbatasan alat yang tidak bisa dipakai sebagaimana mestinya.

• Praktikan yang tidak siap menghadapi kejadian-kejadian tak terduga di dalam praktikum sehingga tidak bisa menangani permasalahan yang ada.

IX. KESIMPULAN

• Massa adalah banyaknya zat atau materi yang terkandung pada suatu benda.

• Berat adalah gaya yang bekerja pada benda karena tarikan gaya gravitasi bumi.

• Hubungan antara berat dan massa dapat dinyatakan sebagai berikut: W = m x g

• Massa jenis suatu zat adalah bilangan yang menyatakan massa suatu zat dibagi dengan volumenya atau ditulis dengan persamaan

v m ρ=

• Massa jenis zat merupakan ciri khas suatu zat.

• Berat jenis pada sebuah benda adalah gaya yang bekerja pada benda itu karena pengaruh faktor gaya gravitasi bumi, volume, dan massa benda. • Hubungan antara massa, berat, massa jenis, dan berat jenis :

• Rumus untuk menentukan berat jenis suatu benda padat berbentuk balok, yaitu: S=ρ.g

• Rumus untuk menentukan berat jenis suatu zat cair dengan gelas ukur dan neraca yaitu:

{

(

)

}

a g g a air V g m m m S = + − .

• Rumus untuk menentukan berat jenis zat padat berbentuk tak beraturan yaitu: g V m S b u _× =

Dimana mu adalah massa benda di udara.

• Selain dengan gelas ukur, berat jenis zat cair juga dapat diukur dengan alat lain, seperti piknometer, hydrometer, dan densimeter.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi berat jenis suatu benda adalah massa, gaya gravitasi, volume.

• Hukum Archimedes berbunyi :"Setiap benda yang berada dalam satu

fluida maka benda itu akan mengalami gaya keatas, yang disebut gaya apung, sebesar berat air yang dipindahkannya".

• Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya = 0 dan benda melayang .

• Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang • Bila FA<W maka benda akan terdorong kebawah dan tenggelam.

V m g S V g m S maka g m karenaW V W S = = = = = ρ ρ. , . , . ,

• Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa benda maka agar benda berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume benda

• Untuk benda padat berbentuk tak beraturan, massa yang berpengaruh adalah massa benda di udara dan massa benda di dalam air.

• Untuk mengukur berat jenis zat cair dengan gelas ukur dan neraca, massa yang berpengaruh adalah massa gelas kosong dan massa gelas yang berisi zat cair untuk menentukan massa zat cairnya.

DAFTAR PUSTAKA

Alit Paramarta, Ida Bagus. 2010. Penuntun Praktikum Fisika Dasar II. Bukit Jimbaran: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana.

Giancoli, Douglas C . 2001 . FISIKA . Erlangga . Jakarta.

Tim penyusun. 2003. PR Fisika Untuk Kelas I SLTP. Klaten: PT. Intan Pariwara. Esvandiari.2006.Smart Fisika SMA.Puspa Swara:Jakarta

.

Fisika Edisi Kedua, Marten Kanginan. Erlangga.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I BERAT JENIS ZAT PADAT DAN ZAT CAIR

Oleh:

Nama : Jakob Situmeang

NIM : 1108205010

Dosen : Ida Bagus Alit Paramarta, S.Si, M.Si Asisten dosen : 1. Erika Winasri

2. Mery Handayani

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA