praktikum massa jenis density Jenis Senam L

LAPORAN PRAKTIKUM BIOFISIKA

PENGUKURAN MASSA JENIS BENDA PADAT

DENGAN PRINSIP ARCHIMEDES

Oleh :

Wahana Cahya Wibawa

10315244012

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

PENGUKURAN MASSA JENIS BENDA PADAT DENGAN PRINSIP ARCHIMEDES

A. TUJUAN

1. Menunjukkan adanya gaya tekan ke atas Archimedes 2. Menentukan massa jenis benda padat

B. DASAR TEORI

Neraca lengan lazimnya digunakan untuk mengukur massa suatu benda. Namun demikian neraca lengan tersebut dapat difungsikan atau direkayasa sehingga dapat digunakan untuk mengukur massa jenis zat padat atau zat cair. Neraca lengan Ohaus mempunyai ketelitian yang tinggi yaitu dapat sampai 0,01 gram. Selain digunakan untuk mengukur massa jenis zat padat juga dapat dipergunakan untuk memperagakan adanya gaya tekan ke atas Archimedes dengan teliti.

Menurut Archimedes jika sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Gaya Archimedes dapat dihitung dengan rumus:

FA = ρVg

FA = gaya tekan ke atas Archimedes (N)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3₎

V = Volume benda (m3₎

g = percepatan gravitasi (m/s2₎

Gaya tekan ke atas : FA = ρaVg

berat benda di udara w = mg = ρbVg (V) = _{ρ b}m

Berat benda di air w’ = m’g Gaya tekan ke atas: FA = w – w’

ρaVg = w – w’

ρb = _m−m'm ρa (massa jenis benda padat yang dicari)

Dengan,

m = massa benda di udara m’= massa benda di air ρa = massa jenis air

ρb = massa jenis benda

Tabel massa jenis benda:

C. ALAT DAN BAHAN 1. Neraca lengan 2. Gelas beker

3. Macam – macam benda padat : tembaga, kuningan, besi, aluminium, plastik dan kayu (semua berbentuk kubus)

D. LANGKAH KERJA

Keterangan Gambar: a. Benang/ tali b. Benda yang diukur c. Gelas Beker d. Air

1

Menyediakan alat-alat yang di perlukan dalam menunjang praktikum

2

Mengikat sebuah benda (tembaga) dengan benang dan mengikatkan benang tersebut pada neraca lengan, kemudian mengukur massa bendanya (m) gram.

3

memasukkan benda ke dalam gelas beaker yang telah diisi air dan menimbang besar massanya (m’) gram.

4

E. DATA PERCOBAAN

No. Nama Benda Massa benda di udara (m) gram

Massa benda di dalam air (m’) gram

1. Tembaga 70,95 63,18

2. Besi 61,53 53,70

3. Kuningan 67,23 59,56

4. Aluminium 21,43 13,72

5. Fiber 12,13 3,7

6. Kayu 5,50 0

F. ANALISIS

Menentukan Gaya Tekan ke Atas (Fa) Archimedes FA = Wu – Wa Wa = Gaya berat benda di dalam air (N)

Menentukan Massa Jenis Zat Padat

Percobaan selanjutnya yang dilakukan adalah percobaan “Pengukuran Massa Jenis Benda Padat dengan Prinsip Archimedes”. Percobaan tersebut memiliki tujuan menunjukkan adanya gaya tekan ke atas archimedes dan menentukan massa jenis benda padat. Alat dan bahan yang diperlukan adalah neraca lengan, digunakan untuk mengukur massa benda. Gelas beker, digunakan sebagai tempat air. Macam-macam benda padat (kubus logam), sebagai logam yang akan diukur. Benang/tali dan air.

(m) gram. Langkah selanjutnya yaitu memasukkan benda ke dalam gelas beker yang telah diisi air dan menimbang besar massanya (m’) gram, dengan catatan beker tersebut tidak boleh menyentuh tempat beban pada neraca lengan atau diberi penyangga dari kayu sehingga tidak menyentuh neraca). Langkah tersebut diulangi untuk bahan- bahan yang lain selanjutnya.

Pada percobaan ini diperoleh data yaitu massa benda di udara (m) dan massa benda di dalam air (m’) seperti pada tabel hasil percobaan diatas. Dari data yang diperoleh digunakan untuk menghitung massa jenis masing-masing benda padat dan untuk menghitung gaya tekan ke atas Archimedes.

Dalam mencari mencari gaya tekan ke atas Archimedes dengan menggunakan rumus

1. Pada tembaga gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,078 N

2. Pada besi gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,078 N

3. Pada kuningan gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,077 N

4. Pada aluminium gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,077 N

5. Pada fiber gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,084 N

Pada teori menyebutkan bahwa massa benda di dalam air lebih kecil dari pada massa benda di udara, berarti pada percobaan ini sudah sesuai dengan teori karena diperoleh massa benda di air lebih kecil daripada di udara, karena air memberikan gaya ke atas yang sebagian mengimbangi gaya berat. Ini juga sesuai dengan hukum Archimedes yaitu sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Namun pada percobaan yang menggunakan balok kayu gaya tekan ke atas adalah 0,055 N, nilai ini sama dengan berat kayu di udara, sedangkan berat kayu dalam air 0. Hal ini di karenakan kayu tidak berada di dalam air melainkan terapung di atas air. Sehingga berat di udara 0.

Pada prinsip Archimedes, sebuah benda akan mengapung dalam fluida jika kerapatan benda lebih kecil daripada kerapatan fluida. Jika kerapatan benda lebih besar daripada kerapatan fluida maka benda akan tenggelam, dan jika kerapatan benda sama besarnya dengan kerapatan fluida maka benda akan melayang. Berarti pada percobaan ini sesuai dengan teori, karena pada hasil percobaan diperoleh massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis air sehingga benda akan tenggelam.

Adapun rumus yang digunakan prakikan untuk menghitung massa jenis benda padat yaitu

ρb=_{m−m' ρ}m a

Keterangan:

ρb : Massa Jenis Benda (kg/m3)

m : Massa benda di udara (m) m' _{: Massa benda di dalam air (m)}

ρa : Massa Jenis air (kg/m3)

No. Nama Benda Massa jenis hasil percobaan (g/cm3₎

Massa jenis

4. Aluminium 2,78 2,7

5. Fiber 1,44 1,21

6. Kayu 1 < 1

Dari hasil pengukuran massa jenis benda (ρb) pada masing-masing

benda ternyata terdapat ketidaksesuaian dengan teori yang seperti terlihat pada tabel diatas yakni pada pengukuran masaa jenis kayu. Hal ini tidak bias di tetapkan karena massa jenis kayu kurang dari massa jenis air. Sehingga saat di ukur massa kayu dalam air tidak terdeteksi karena kayu tersebut mengapung, sehingga tidak terbaca massa di dalam air tersebut. Namun di lihat dari kenampakan fenomena tersebut dapat di tarik kesimpulan bahwa massa jenis kayu tersebut tentunya lebih kecil dari pada air. Karena kayu mengapung di atas air.

Sedangkan untuk bahan-bahan lain yang di ukur memiliki kesamaan antara hasil percobaan pengukuran massa jenis dengan massa jenis yang sesuai dengan teori. Sehingga dapat di katakana bahwa praktikum yang dilakukan oleh praktikan berhasil.

H. KESIMPULAN

 Gaya tekan ke atas Archimedes ditunjukkan oleh pengukuran massa benda yang memberikan hasil yang berbeda ketika diukur di udara dan di air

 Massa jenis masing-masing benda yang terukur:

No. Nama benda Massa jenis hasil percobaan (kg/m3₎

Massa jenis berdasarkan teori

(kg/m3₎

2. Alumunium 2576,9 2700

3. Tembaga 27840 8920

I. TUGAS

1. Hasil penghitungan massa jenis pada masing-masing benda padat:

No. Nama benda Massa jenis hasil percobaan (kg/m3₎

Massa jenis berdasarkan teori

(kg/m3₎

1. Besi 7649,3 7900

2. Alumunium 2576,9 2700

3. Tembaga 27840 8920

2. Cara mengukur massa jenis cairan dengan prinsip di atas adalah massa jenis sebuah benda yang telah diketahui massanya dicelupkan ke dalam cairan. Kemudian dihitung berat bendanya masing-masing di air dan di udara yaitu dengan rumus:

Berat benda di udara w = mg = ρbVg (V) = _{ρ b}m

Berat benda di air w’ = m’g

menghitung gaya tekan ke atas dengan rumus: FA = w – w’

Setelah volume benda diketahui dan gaya tekan keatas serta percepatan gravitasi diketahui maka massa jenis zat cair dapat ditentukan dengan rumus:

FA = ρVg ρ = FA/ Vg

J. DAFTAR PUSTAKA

Purwanto, Budi. 2013. Petunjuk Praktikum Biofisika. Yogyakarta: FMIPA UNY

_______. 2013. Prinsip Achimedes dan berat semu benda. Diakses dari