Massa Jenis Zat Padat dan Hukum Archimedes

A.  Tujuan
Setelah menyelesaikan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu:

• Terampil menggunakan neraca Ohaus, mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.
• Menentukan massa jenis benda padat bentuk kontinu dan tidak kontinu
• Menentukan hubungan antara rapat massa zat cair dengan gaya keatasnya terhadap benda dengan volume tertentu,

B.  Dasar Teori
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat, karena setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Massa jenis menunjukkan kerapatan suatu benda atau massa persatuan volum yang dirumuskan sebagai berikut:
r = m/V                                                                                     (1)
dengan  r  = massa jenis (kg/m3)  m = massa zat (kg) dan V  =   volume   zat (m³).   Jika massa dan volume zat diketahui maka massa jenis zat itu dapat ditentu­kan.
Massa  zat dapat diketahui dengan cara menimbang zat itu  dengan  timbangan atau neraca  ohaus sehingga  besaran   massa   dapat  diukur langsung dengan alat ukurnya.
Pengukuran volume balok secara langsung dapat dilakukan dengan memasukkan zat  padat  itu  ke dalam gelas ukur  yang  berisi  zat cair. Apabila zat  itu   tenggelam seluruhnya  maka perubahan  penunjukan  volume  itu merupakan  voleme  dari  zat padat tersebut. Sedangkan pengukuran volume balok secara tidak langsung dengan mengukur panjang, lebar, dan tinggi balok dengan menggunakan alat ukur panjang diantaranya mistar, jangka sorong, dan mikrometer. Setelah itu volume balok dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
V = p x l x t                                                                               (2)
Dimana p = panjang balok, l = lebar balok, dan t  =  tinggi  balok
Pada saat balok ditimbang di udara dengan berat W_u ternyata berat benda saat diukur dalam zat cair W_a beratnya lebih kecil, menurut hukum Archimedes, “sebuah benda yang tercelup dalam suatu fluida akan mengalami gaya ke atas  F_a seberat volume fluida yang dipindahkan. Sehingga dapat dirumuskan:
W_a = W_u – F_a                                                                              (3)
Dimana F_a = berat volume air dipindahkan = r_{air .}V_{air pindah .} g (4)

1. C.  Metode Percobaan

Alat dan Bahan

Neraca Ohaus Gelas Ukur Mistar Jangka Sorong Mikrometer Balok Air

Rumusan hipotesis: ……………………………………………….………………
Identifikasi dan definisi operasional variabel: ………………………………….
………………………………………………………………………………………

Langkah Percobaan

1.     Massa Jenis Zat Padat Bentuk Kontinu

a)    Menimbang massa balok dengan menggunakan neraca Ohaus.
b)   Mengukur volume balok dengan mengukur variabel-variabel penyu-sunnya dengan menggunakan mistar beberapa kali.
c)    Mengulangi langkah 3 dengan menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup.

Tabel 1. Hasil pengukuran mistar, jangka sorong, dan mikrometer

massa balok = ……………..

Alat Ukur	No	p ± D p	l ± D l	t ± D t
Mistar	1
	2
	3
Jangka Sorong	1
	2
	3
Mikrometer	1
	2
	3

 2.    Massa Jenis Zat Bentuk Tak Kontinu
Rencanakan eksperimen untuk mengukur massa jenis batu yang bentuknya tidak kontinu

Tabel 2. Hasil pengukuran dengan gelas ukur

Pengukuran	m ± D m	V1 ±  DV1	V2 ±  D V2
1
2
3

 3.    Hukum Archimedes

1. 1. Mengisi gelas berpancuran dengan air hingga penuh (a)
   2. Mengukur berat benda di udara dengan neraca pegas (b) kemudian catat hasilnya pada Tabel.
   3. Memasukkan benda ke dalam zat cair (c) kemudian catat berat benda yang terukur oleh neraca pegas dan volume zat cair yang dipindahkan.
   4. Mengulangi dengan massa dan volume benda tercelup yang berbeda.

Tabel 3. Hasil Percobaan Hukum Archimedes

No	Wu  ±  D Wu	Wa  ±  D Wa	V ±  DV
…

Analisis

1. Membandingkan hasil pengukuran massa jenis zat padat menggunakan jangka sorong, mikrometer, dan mistar?
2. Menghitung massa jenis benda padat yang bentuknya tidak teratur!
3. Membandingkan hasil pengukuran gaya ke atas dengan menggunakan persamaan (3) dan (4), jelaskan hasilnya.

Diskusi

1. Bagaimana cara mengukur massa jenis zat cair?
2. Kendala apakah yang kamu hadapi saat percobaan, bagaimana cara mengatasinya?