LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR PERCOBAAN P1
KERAPATAN ZAT
Pelaksanaan Praktikum
Hari : Kamis Tanggal : 7 Maret 2024 Jam Ke : 1-2
Disusun oleh :
Lathifah Nuril Basri (184231077)
Anggota Kelompok :
1. Zahra Putri Salsabilla (184231078)
2. Najwa Aliva Faza Putri S.A (184231080)
Dosen Pembimbing : Dr. Nuril Ukhrowiyah, S.Si., M.Si Asisten Dosen : Santi Dwi Kristiani
LAPORAN FISIKA DASAR DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA
2024
A. TUJUAN
Menentukan kerapatan zat padat berbentuk balok, silinder dan butiran serta zat cair.
B. DASAR TEORI
Kerapatan (rapat massa) didefinisikan sebagai sifat karakteristik suatu bahan yang dipengaruhi oleh massa dan ukuranbahan tersebut, sehingga nilai kerapatan dapat diukur melalui pengukuran massa dan volume zat. (Asmaidi, 2022)
Kerapatan suatu zat dinyatakan oleh persamaan :
Dengan ketentuan :
Nilai kerapatan zat tidak bergantung pada massa maupun volumenya. Perubahan suhu pengaruhnya sangat kecil terhadap kerapatan zat.
Kerapatan Benda Padat
Kerapatan benda padat dapat dibedakan menjadi 2 yaitu kerapatan padat (solid/
particle density) dan kerapatan curah (bulk density). Kerapatan curah merupakan kerapatan bahan curah alam dalam keadaan volume seimbang. Kerapatan curah dipengaruhi oleh kerapatan padat, ukuran, cara pengukuran, bentuk geometri dan sifat permukaan. (Pirnando, 2022)
Kerapatan benda padat berbentuk balok dapat ditentukan dengan mengukur massa (m), panjang (p), lebar (l) dan tinggi (t) benda tersebut. Besarnya kerapatan berbentuk balok diberikan oleh Persamaan (2) di bawah ini.
Untuk benda padat berbentuk silinder, kerapatannya ditentukan oleh Persamaan (3) dengan d dan t masing-masing adalah diameter dan tinggi silinder
Kerapatan Benda Berbentuk Butiran
Benda berbentuk butiran seperti tepung, pasir, kapur, semen dan sejenisnya nilai kerapatannya kurang akurat jika cara menentukan kerapatannya dengan menimbang massa dan mengukur volume yang dibentuk oleh benda berbutir. Pengukuran dengan cara tersebut tidak akurat karena dalam volume yang dibentuk oleh benda berbutir terdapat ruang kosong berupa celah-celah yang terbentuk diantara butiran benda, sehingga hasil pengukuran volume benda berbutir tidak akurat. Untuk menghasilkan pengukuran kerapatan yang akurat, digunakan alat yang dinamakan piknometer (bentuk dan prinsip kerja piknometer dapat dilihat pada BAB II). Nilai pengukuran kerapatan benda berbutir menggunakan piknometer ditentukan melalui persamaan (4).
Dengan ketentuan :
m1: massa piknometer kosong beserta tutupnya.
m2: massa piknometer penuh air beserta tutupnya.
m3: massa piknometer berisi pasir (1/3 bagian piknometer) beserta tutupnya.
m4: massa piknometer berisi pasir dan dipenuhi dengan aquades beserta tutupnya.
Kerapatan Benda Cair
Kerapatan zat cair (air, alkohol, spiritus dan lainnya) dapat ditentukan dengan mengukur massa dan volume zat cair menggunakan gelas ukur. Metode lain adalah menggunakan piknometer dengan kerapatan zat cair ditentukan melalui Persamaan (4).
Selain dua metode tersebut, kerapatan zat cair juga dapat ditentukan menggunakan neraca Mohr. Kerapatan massa jenis benda cair mempengaruhi kecepatan aliran dan juga dapat menyelesaikan debit air dan waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ruang.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa dari beberapa jenis benda cair memiliki tingkat kerapatan yang berbeda sehingga waktu untuk mengalirkan cairan tersebut dengan
volume yang sama membutuhkan waktu yang berbeda pula. (Adawiyah, 2022)
Prinsip dasar pengkuran kerapatan zat cair menggunakan neraca Mohr adalah penerapan hukum Archimedes (gaya tekan ke atas oleh zat cair) serta kesetimbangan gerak rotasi (jumlah total momen gaya sama dengan nol). Skema kerja pengukuran kerapatan zat cair menggunakan neraca Mohr.
Pada Gambar 4, keadaan awal ketika zat cair dan beban belum ada, sistem dalam keadaan setimbang karena torsi ( ) akibat benda celup yang terletak pada lengan sepanjang L disetimbangkan oleh penyeimbang. Pada saat benda celup tercelup dalam zat cair, benda celup mengalami gaya tekan ke atas sebesar F = Vg ( , V dan g masing-masing adalah kerapatan zat cair, perubahan volume zat cair setelah benda celup tercelup dalam zat cair dan percepatan gravitasi bumi). Agar sistem kembali dalam keadaan setimbang, diletakkan beban dengan berat W pada lengan neraca sepanjang l. Jika panjang L = 10 cm, maka dalam keadaan setimbang dapat ditulis :
Dengan demikian nilai kerapatan zat cair dapat ditentukan menggunakan Persamaan (4) berikut.
Dengan ketentuan : m : massa
l : panjang (cm) V : jumlah beban
C. ALAT DAN BAHAN 1. Jangka sorong 2. Mikrometer sekrup 3. Neraca torsi
4. Piknometer 5. Neraca mohr 6. Kubus logam 7. Silinder logam 8. Pasir
9. Spiritus 10.Aquades
D. PROSEDUR PERCOBAAN
A. Menentukan kerapatan balok kayu dan silinder logam.
1. Mengamati jangka sorong, mikrometer sekrup, dan neraca torsi. Kemudian memperhatikan ketelitian masing- masing.
2. Mengukur panjang, lebar, dan tinggi balok kayu menggunakan mikrometer sekrup.
Cara menggunakan mikrometer sekrup dapat dilihat pada BAB II.
3. Mengukur massa balok kayu dengan cara meletakkan balok kayu pada piringan sebelah kiri neraca torsi. Lalu menggeser beban-beban penggantung sebagai pengganti anak neraca sedemikian hingga neraca setimbang seperti semula.
Kemudian membaca angka-angka yang ditunjukkan oleh beban-beban penggantung, misal 10g dan 3,4 g. Jadi massa balok kayu m = 10g + 3,4 g = 13,4 g. Sehingga hasil pengukuran massa balok kayu m = (13,4 ± 0,05) g.
4. Mengukur panjang (p) dan diameter (d) silinder logam menggunakan jangka sorong.
Cara mengukur menggunakan jangka sorong dapat lihat pada BAB II.
5. Mengukur massa silinder logam seperti langkah (3)
B. Menentukan kerapatan pasir
1. Menimbang piknometer yang bersih dan kering bersama tutupnya.
2. Mengisi piknometer dengan pasir halus kira-kira sampai 1/3 bagian volume piknometer.
3. Mengukur massa piknometer yang berisi pasir beserta tutupnya menggunakan neraca torsi.
4. Menuangkan air perlahan-lahan ke dalam piknometer berisi pasir, kocokkocok, dan isi sampai penuh sehingga tidak ada gelembung udara di dalamnya dan pasangkan penutup piknometer.
5. Mengukur massa piknometer berisi pasir dan air tersebut beserta tutupnya menggunakan neraca torsi.
6. Membersihkan piknometer dan isi penuh dengan air hingga tidak ada gelembung di dalamnya kemudian pasangkan penutup piknometer.
7. Mengukur massa piknometer berisi penuh air dan tutupnya menggunakan neraca torsi.
8. Membersihkan dan mengeringkan piknometer.
C. Menentukan kerapatan zat cair
1. Mengatur neraca Mohr setegak mungkin (vertikal) dengan mengatur sekrup A.
2. Menggantungkan benda celup pada ujung lengan neraca Mohr seperti pada Gambar 4.
3. Mengatur neraca agar setimbang dengan memutar sekrup C, sehingga jarum D berimpit dengan E pada skala.
4. Menuangkan spiritus kedalam gelas ukur yang tersedia dan catat volumenya.
5. Menyelupkan seluruh bagian benda celup ke dalam spiritus dalam gelas ukur. Pada keadaan ini neraca dalam keadaan tidak setimbang (jarum D tidak berhimpit dengan E) dan mencatat perubahan volume spiritus dalam gelas ukur. Perubahan volume spiritus tersebut menunjukkan nilai volume benda celup.
6. Meletakkan beban penunggang pada lengan bergerigi dari neraca agar neraca dalam
keadaan setimbang kembali. Jika satu beban penunggang belum dapat mensetimbangkan neraca, maka menambahkan beban penunggang dan meletakkan pada posisi yang lain sampai neraca dalam keadaan setimbang kemudian catatlah masing-masing massa bebang penunggang dan posisinya dari pusat (0).
J. LAMPIRAN
Percobaaan menggunakan Neraca torsi
Percobaan menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup
Percobaan menggunakan balok kayu dan silinder logam
Percobaan menggunakan tabung Percobaan menggunakan pemberat pengukur dan piknometer
Percobaan menggunakan benda Percobaan menggunakan pasir celup
Percobaan menggunakan spiritus Percobaan menggunakan Neraca Mohr
Neraca mohr dalam keadaan kalibrasi
Data Pengamatan
