BAB I PENDAHULUAN
I.1. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mempelajari berlakunya hukum Archimides dan hukum utama hidrostatika dan penggunaannya untuk mengukur kerapatan zat padat dan zat cair. 2. Mencari ρ minyak goring dan ρ minyak tanah.
I.2. Dasar teori
Hukum Archimedes
“Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mendapat gaya angkat ke atas oleh zat cair, yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan.” dijabarkan oleh Archimedes (287 – 212 SM) yang disebut Hukum Archimedes.
Makin besar volume zat cair yang dicelupkan ke dalam zat cair, makin besar gaya ke atas yang dialami oleh benda itu. Besar gaya ke atas ini disebut gaya apung.
FA = Wu – Wa
FA = gaya ke atas dialami benda (N)
Wu = berat benda di udara (N)
Wa = berat benda di air (N)
FA = Mf g = ρf Vbt g
ρf = massa jenis fluida
Mf = massa fluida yang dipindahkan
Vbt = volume benda yang tercelup
telur lebih besar dari gaya ke atas yang bekerja padanya. Hal ini karena massa jenis telur lebih besar dari pada massa jenis air. Ketika garam dimasukkan ke dalam air sehingga telur melayang, massa jenis air sama dengan massa jenis telur. Jika garam ditambahkan lagi maka telur menjadi terapung, artinya massa jenis telur lebih kecil dari massa jenis air.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa besarnya massa jenis air garam lebih besar daripada air tawar. Hal inilah yang menyebabkan tubuhmu lebih mudah mengapung di atas air laut daripada di air tawar. Jadi, keadaan benda di dalam air dapat disimpulkan sebagai berikut.
a. Benda terapung jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat cair. ρb <ρa
b. Benda melayang jika massa jenis benda sama besar dengan massa jenis zat cair. ρb= ρa
c. Benda tenggelam jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair. ρb > ρa
“Tekanan hidrostatik pada sembarang titik yang terletak pada satu bidang datar di dalam satu jenis zat cair yang diam, besarnya sama.”
Pernyataan di atas dikenal sebagai hukum utama hidrostatika. Perhatikan gambar berikut:
Berdasarkan hukum utama hidrostatika dapat dirumuskan :
PA = PB = PC
PD = PE
Hukum utama hidrostatika dapat diterapkan untuk menentukan masa jenis zat cair dengan menggunakan pipa U. Perhatikanlah gambar berikut!
Dalam hal ini, dua cairan yang digunakan tidak akan tercampur. Pipa U mula-mula diisi dengan zat cair yang sudah diketahui massa jenisnya, kemudian salah satu kaki dituangi zat cair yang di cari massa jenisnya hingga setinggi h1. Kemudian, tarik garis mendatar AB sepanjang pipa. Ukur tinggi zat cair mula-mula di atas garis AB (misal : h2)Menurut hukum utama hidrostatika, tekanan di A sama dengan di B.
ALAT DAN BAHAN
II.1. Alat yang digunakan
1. Neraca 2. Benang
3. Gelas piala 500 ml
4. Bejana berhubungan (pipa U) 5. Pipet tetes
II.2. Bahan yang digunakan 1. Minyak goreng
2. Minyak tanah 3. Air
BAB III
1. Ukurlah suhu ruangan pada awal dan akhir percobaan
2. Siapkan neraca, gelas piala yang sudah diisi air dan benda dari logam yang akan diukur kerapatannya
3. Ditimbanglah benda diudara, nyatakan sebagai W
4. Digantungkan benda pada tali pada neraca dengan seutas benang lalu masukkan ke dalam air. Usahakan benda tenggelam seluruhnya, tetapi tidak menyentuh gelas. Lalu timbang berat benda di dalam air ini, nyatakan sebagai berat semu.
5. Dihitunglah berapa kerapatan benda (ρb) menurut persamaan (5) dan hitung volumenya menurut persamaan
Vb= W
ρb . g
6. Diulangi percobaan 2 – 5 oleh mahasiswa yang hingga 5 kali 7. Dilakukanlah percobaan yang sama dengan logam yang lain
Hukum Utama Hidrostatika
1. Disiapkan pipa U, air, minyak goreng dan minyak tanah 2. Diisi pipa U dengan air secukupnya (kira – kira 10 cm)
3. Ditambahkan minyak goreng pada salah satu pipa dengan pipet 4. Dihitung berapa kerapatan minyak goring dengan menggunakan
persamaan hair hminyak
5. ditambahkan lagi minyak goring dan ukur kembali tinggi masing – masing zat cair tersebut serta hitung kerapatannya. Lakukanlah penambahan dan perhitungan ini hingga lima kali
6. dilakukanlah percobaan 1 – 5 dengan menggunakan minyak tanah
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
IV.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 30 Desember 2014, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut :
Keadaan ruangan P (cm)Hg T (oC) C (%)
Sebelum percobaan 75,55 Hg 27oC 62 %
Minyak Tanah
No Ʃ tetesan h air h minyak ρ (gr/cm3)
1. 25 0,7 0,8 0,875
2. 40 1,5 1,7 0,882
3. 55 2 2,3 0,869
4. 70 2,4 3 0,8
5. 85 2,9 3,7 0,783
∆x 0,841
Minyak Goreng
No Ʃ tetesan h air h minyak ρ (gr/cm3)
1. 25 1,3 1,4 0,928
2. 40 1,9 2,1 0,904
3. 55 2,7 2,8 0,964
4. 70 3,3 3,7 0,891
5. 85 4,1 4,5 0,911
∆x 0,919
IV.2 Perhitungan
Minyak tanah
tetesan
Ʃ Batas bawah minyak Batas atas minyak Batas atas air
25 7,2 6,4 6,5
40 7,6 5,9 6,7
55 7,9 5,6 5,9
70 8,1 5,1 5,7
¿2,9
3,7
¿0,783gr/cm3
Ketelitian minyak tanah :
Minyak goreng
tetesan
Ʃ Batas bawah
minyak Batas atas minyak Batas atas air
25 7,9 6,5 6,6
40 8,2 6,1 6,3
55 8,6 5,8 5,9
70 8,9 5,2 5,6
Ketelitian
=
(
1 -
|
p
literatur-
p
percobaanp
literatur|
)
x 100%
¿
(
1 -
|
0,904 g/cm
3
- 0,919g/cm
30,904 g/cm
3|
)
x 100%
¿
1- 0,069 x 100%
85 9,3 4,8 5,2
Mencari ρ minyak tanah :
85 tetesan
ρ= hair hminyak
¿4,1
4,5
¿0,911gr/cm3
Ketelitian minyak goreng
BAB V PEMBAHASAN
Ketelitian
=
(
1 -
|
p
literatur-
p
percobaanp
literatur|
)
x 100%
¿
(
1 -
|
0,805 g/cm
3
- 0,814g/cm
30,805 g/cm
3|
)
x 100%
¿
1- 0,14 x 100%
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Persamaan
yang digunakan untuk mencri massa jenis ini ialah hair hminyak
Massa jenis fluida berbeda dengan massa jenis zat padat. Besi atau kayu memiliki kerapatan yang sama pada setiap bagiannya. Berbeda dengan fluida, misalnya udara atau air. Makin tinggi udara dari permukaan permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil. Hal ini disebabkan karena gaya gravitasi berkurang terhadap ketinggian. Semakin ke atas, gaya gravitasi semakin kecil sehingga jumlah udara yang ditarik juga berkurang. Jumlah udara di dekat permukaan laut lebih banyak dibandingkan jumlah udara di puncak gunung. Dalam suatu ruang atau volume yang sama, udara yang berada di dekat laut mempunyai massa yang lebih besar sehingga massa jenisnya juga lebih besar. Sebaliknya udara yang berada di puncak gunung mempunyai massa lebih kecil sehingga massa jenis udara juga lebih kecil. Semakin jauh dari permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil.
Bagaimana dengan massa jenis air, misalkan air laut. Udara terdiri dari atom atau molekul yang terpisah dan mudah bergerak sehingga banyak atau sedikitnya jumlah udara sangat dipengaruhi oleh besar atau kecilnya gaya gravitasi yang menariknya. Sebaliknya molekul air tidak berdiri sendiri dan tidak terpisah satu sama lain molekul air saling terikat dan tidak mudah bergerak. Karenanya jumlah molekul air pada permukaan laut tidak berbeda jauh dengan jumlah molekul air di dasar laut. Jadi massa jenis air laut di permukaan hampir sama dengan massa jenis air laut di dasar laut, walaupun ketinggiannya berbeda.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
VI.1 Kesimpulan
Dari percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Massa jenis merupakan ciri khas suatu benda
2. Massa jenis sebuah zat dalam keadan volume yang berbeda akan memiliki nilai massa jenis yang sama. Umumnya zat yang berbeda memiliki massa jenis yang berbeda pula.
3. Zat cair memiliki massa jenis yang berbeda – beda, begitu pula dengan zat yang lain.
4. Massa jenis minyak tanah 0,841 gr/cm3
5. Massa jenis minyak goreng 0,919 gr/cm3
6. Ketelitian yang didapatkan yaitu minyak goreng 96,4 % dan minyak tanah 99 %
VI.I Saran
1. Ketika akan melakukan percobaan, alangkah lebih baik kita harus mengetahui materi mengenai hukum Archimides dan hukum utama hidrostatika terlebih dahulu.
DAFTAR PUSTAKA
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor
https://fendymaniz.wordpress.com/tag/hukum-utama-hidrostatika/
http://mastugino.blogspot.com/2013/11/hukum-archimedes.html
http://i1184.photobucket.com/albums/z325/slametwdt/tekanan/perbedamengapung .jpg
