LAPORAN PRAKTIKUM ARCHIMEDES DAN MASSA J

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA

“ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS”

Disusun oleh :

Mufidah Nurul Hidayah 12030654058

Faristya Putri Alifia Zahro 12030654059

Selly Nalafradiany Susandoro 12030654060

Erlina Putri Mayangsari 12030654201

Audhea Setya Pramesswari 12030654236

Pendidikan Sains B 2012

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

(2)

ABSTRAK

HUKUM ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS

Kami telah melakukan percobaan Hukum Archimedes pada hari Senin, 05 Mei 2014 di Laboratorium Pendidikan Sains Unesa. Tujuan dari percobaan kami adalah Mengetahui cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan menggunakan massa jenis dan hukum Archimedes. Adapun metode yang kami gunakan adalah menyiapkan pipet panjang dan gotri kecil. Kemudian memasukkan gotri kecil ke dalam pipet panjang tersebut. Setelah itu mengukur massa air dengan neraca dan memasukkan pipet yang berisi gotri ke dalam gelas ukur yang berisi air. Kemudian menghitung massa jenis air dengan rumus: . Selanjutnya, Memberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan air. Setelah itu, mengukur massa larutan garam dengan menggunakan neraca. Kemudian memasukkan pipet yang berisi gotri yang sudah ada tanda spidolnya ke dalam gelas ukur yang berisi larutan air garam. Setelah itu, menghitung massa jenis air dengan rumus: . Selanjutnya, memberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan larutan air garam. Kemudian skala hidrometer dengan titik acuan tanda spidol saat mengukur massa jenis air dan larutan gaeam. Dan yang terakhir memvalidasi alat ukur yang telah dibuat. Berdasarkan hasil percobaan yang kami lakukan hidrometer dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi air dengan volume sebesar 25 ml, massa sebesar 25,1 gr, didapat massa jenis air dengan perhitungan sebesar 1 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,8 cm dari dasar pipet. Sedangkan ketika hidrometer dimsukkan ke larutan garam dengan konsentrasi 3 gr didapat volume sebesar 26 ml, massa sebesar 27,6 gr, didapat massa jenis air dengan perhitungan sebesar 1,06 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,5 cm dari dasar pipet. Selisih panjang hidrometer yang tenggelam pada air (h air) dengan panjang hidrometer yang tenggelam pada larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr (h air – h garam) yaitu sebesar 0,3 cm. Untuk validasi, kami memasukkan hidrometer ke dalam larutan garam dengan konsentrasi 6 gr diperoleh volume sebesar 28 ml, massa sebesar 30,6 gr, didapat massa jenis air dengan perhitungan sebesar 1,09 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,2 cm dari dasar pipet. Hal itu menunjukkan adanya kesesuaian antara hasil validasi dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar.

(3)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kita mungkin pernah mengamati bahwa sebuah benda yang diletakan di dalam air terasa lebih ringan dibandingkan dengan beratnya ketika di udara. Jika benda dicelupkan dalam zat cair, sesungguhnya berat benda itu tidak berkurang. Gaya tarik bumi kepada benda itu besarnya tetap. Akan tetapi zat cair mengadakan yang arahnya ke atas kepada setiap benda yang tercelup di dalamnya. Ini menyebabkan berat benda seakan-akan berkurang. Menghitung gaya ke atas dalam zat cair sesungguhnya dapat kita lakukan dengan menggunakan pengetahuan kita tentang tekanan di dalam zat cair.

balon udara.

Hidrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jenis zat cair. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besar kandungan air pada bir atau susu. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dibuat suatu rumusan masalah sebagai berikut:

“Bagaimana cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan menggunakan massa jenis dan hukum Archimedes?”

C. Tujuan Percobaan

Berdasarkan rumusan masalah diatas dapat dibuat suatu tujuan percobaan sebagai berikut:

(4)

BAB II DASAR TEORI

Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu zat cair. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perbahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.

Hidrometer memiliki dua instrumen yang terpisah, satu untuk cairan berat, di mana tanda 1.000 untuk air sudah dekat bagian atas batang, dan satu untuk cairan ringan, di mana tanda 1.000 sudah dekat bagian bawah. Dalam banyak industri satu set hidrometer digunakan mencakup rentang berat jenis 1,0-0,95 dan 0,95-0,9 untuk memberikan pengukuran yang lebih tepat. Prinsip Pengoperasian hidrometer didasarkan pada prinsip Archimedes bahwa tersuspensi pada fluida akan didukung oleh kekuatan sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut, lebih jauh hidrometer akan tenggelam. Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam.

Padaelemeninibekerjagaya-gaya:Gaya berat (W). Gaya-gaya oleh bagianfluidayangbersifatmenekanpermukaanyaitugaya (Fa).Kedua gaya tersebut saling meniadakan, karena elemen berada dalam keadaan setimbang, maka gaya ke atas = gaya ke bawah. Artinya resultan seluruh gaya pada permukaan berarah ke atas dan besarnya sama dengan berat elemen fluida dan titik tangkapnya adalah pada titik berat elemen. Dalam prinsip Archimedes dinyaatakan bahwa “suatu benda yang seluruhnya atau sebagian tercelup dalam satu fluida maka benda tersebut akan mendapat gaya apung ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.”

(5)

Keterangan :

Fa : gayakeatas (N)

V : volume benda yang tercelup dalam fluida (m3₎

ρf : massa jenis fluida (kg/m3)

g : percepatan gravitasi (m/s2₎

Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida termasuk gas dan zat cair. Jika benda tercelup semua maka V = volume benda.

(6)

BAB III

Pertama, menyiapkan pipet panjang dan gotri kecil. Kemudian memasukkan gotri kecil ke dalam pipet panjang tersebut. Setelah itu mengukur massa air dengan neraca dan memasukkan pipet yang berisi gotri ke dalam gelas ukur yang berisi air.

Kemudian menghitung massa jenis air dengan rumus: . Selanjutnya,

Memberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan air.

(7)

air dengan rumus: . Selanjutnya, memberi tanda dengan spidol pada pipet,

ketika pipet sejajar dengan permukaan larutan air garam. Kemudian skala hidrometer dengan titik acuan tanda spidol saat mengukur massa jenis air dan larutan gaeam. Dan yang terakhir memvalidasi alat ukur yang telah dibuat.

D. Alur Percobaan

Diberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar

- Diukur massanya kembali dengan menggunakan neraca

- Dimasukin pipet panjang berisi gotri

- Diberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan air

(8)

BAB IV

Tinggi titik spidol dari dasar pipet (h ± 0,1) cm 6,8 6,5 6,2

Selisih h air dan h garam (h = h air - h garam) 0,3 cm

B. Analisis

Pada saat volume air 25 ml, didapatkan massa air sebesar 25,1 gram. Massa air didapat dari selisih pengukuran massa gelas ukur setelah berisi air 25 ml dengan massa gelas ukur kosong yang menggunakan neraca ohaus. Dari perhitungan

ρ

air dengan

rumus yaitu massa air dibagi volume air didapatkan nilai massa jenis air sebesar 1

gr/cm3_{. Sedangkan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,8 cm yang ditandai}

dengan spidol pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air.

Pada saat volume larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr sebesar 26 ml, didapatkan massa larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr sebesar 27,6 gram. Massa ini didapat dari selisih pengukuran gelas ukur setelah berisi 26 ml larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr dengan massa gelas ukur kosong. Dari perhitungan

ρ

larutan

air garam 3 gr dengan rumus yaitu massa larutan air garam 3 gr dibagi volume

larutan air garam 3 gr, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 3 gr sebesar 1,06 gr/cm3_{. Tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,5 cm yang ditandai dengan spidol}

pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air. Selisih h air dengan h air garam 3 gram sebesar 0,3 cm.

(9)

didapat dari selisih pengukuran gelas ukur setelah berisi 28 ml larutan air garam dengan konsentrasi 6 gr dengan massa gelas ukur kosong. Dari perhitungan

ρ

larutan air garam

6 gr dengan rumus yaitu massa larutan air garam 6 gr dibagi volume larutan air

garam 3 gr, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 6 gr sebesar 1,09 gr/cm3_{. Tinggi}

(10)

BAB V

PEMBAHASAN

Dari hasil pengamatan kami dalam membuat alat pengukur massa jenis zat cair atau hydrometer sederhana, prinsip kerjanya menggunakan hukum Archimedes. Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis. semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam, maka massa jenis zat cair yang diukur yaitu lebih kecil. Dan semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Hal ini karena adanya pengaruh gaya apung yang dikerjakan zat cair terhadap hidrometer. Pada zat cair dengan massa jenis lebih kecil, gaya apung yang dikerjakannya kecil pula sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih besar. Dan pada zat cair dengan massa jenis lebih besar, gaya apung yang dikerjakannya besar sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih kecil (dangkal)

Dari hasil pengamtan dalam pembuatan hidrometer sederhana dapat diketahui massa jenis (

ρ

) air sebesar 1 gr/cm3_{. Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam air tersebut,}

panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,8 cm. Jadi, bagaian hidrometer yang ditandai dengan spidol untuk batas menentukan skala yeitu, pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air, sepanjang 6,8 cm dari dasar pipet.

Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr, panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,5 cm. Dari hasil pengamatan ini dapat diketahui panjang hidrometer yang tenggelam semakin dangkal. Dari perhitungan

ρ

larutan air garam 3 gr dengan rumus , didapatkan nilai massa jenis larutan garam 3 gr

sebesar 1,06 gr/cm3_{yang lebih besar dari massa jenis air. Hal itu menunjukkan adanya}

kesesuaian antara hasil pengamatan dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Jadi, bagaian hidrometer yang ditandai dengan spidol untuk batas menentukan skala yeitu, pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air, sepanjang 6,5 cm dari dasar pipet.

(11)

Untuk validasi, kami memasukkan hidrometer pada larutan air garam dengan konsentrasi 6 gr. Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan konsentrasi 6 gr, panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,2 cm. Dari hasil pengamatan ini dapat diketahui panjang hidrometer yang tenggelam lebih dangkal daripada ketika dimasukkan dalam air dan larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr. Dari

perhitungan

ρ

larutan air garam 6 gr dengan rumus , didapatkan nilai massa jenis larutan

garam 6 gr sebesar 1,09 gr/cm3_{yang lebih besar dari massa jenis air dan larutan air garam}

(12)

BAB VI

PENUTUP

A. Kesimpulan

(13)

DAFTAR PUSTAKA

http://www.slideshare.net/naylaasyla/hidrometer

http://jodivanz.blogdetik.com/2012/03/29/penerapan-hukum-archimedes-dalam-kehidupan-sehari-hari/

(14)

LAMPIRAN

Gambar 1 Batas h air pada pipet

Gambar 2

Perbandingan batas h air dan larutan garam 3 gram pada pipet

Gambar 3

Perbandingan batas h air, larutan garam 3 gram dan larutan garam 6 gram pada

pipet

Gambar 4

(15)

Gambar 5 Necara

Gambar 6 Gotri

Gambar 8 Menimbang garam Gambar 7

Garam

Gambar 10

Menimbang gelas kimia berisi air Gambar 9

(16)