LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR BERAT JENIS DAN MASSA JENIS ZAT CAIR DAN ZAT PADAT
Disusun oleh : Kelompok : 6 Nama Anggota : 1. Adryan Fathurrahman (161810201074) 2. Ayu Sina Ismahu (161810201076) 3. Ainiyatul Habibah (161810201077) (161810201077) 4. Toviatun (161810201042) Jurusan : Fisika Tanggan Praktikum : 28 Oktober 2016 Asisten : Fathur Rohman
LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2016
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hukum archimedes merupakan suatu prinsip yang menjelaskan tentang tekanan yang terjadi pada benda yang diletakkan pada zat cair. Hukum archimedes dilatarbelakangi seperti peristiwa ketika berjalan atau berlari didalam air, tentunya akan merasakan bahwa langkah kita lebih berat jika dibandingkan dengan melangkah ditempat biasa. Sehingga dengan peristiwa inilah terjadi adanya tekanan dari zat cair. Bunyi hukum archimedes menjelaskan bahwa suatu benda yang tercelup dalam zat cair seluruh atau sebagian akan mendapat gaya ke atas seberat berat zat cair yang dipindahkan. Konsep pada hukum archimedes ini digunakan untuk menentukan suatu m assa jenis benda. Benda dalam hukum archimedes terbagi menjadi tiga. Bila benda dicelupkan dalam suatu zat cairmaka akan terjadi tiga kemungkinan yaitu tenggelam, mengapung dan melayang yang masing – masing memiliki kriteria sendiri. Pada saat benda tenggelam massa jenis benda lebih besar dari pada massa jenis fluida, saat mengapung massa jenis benda lebih kecil dari pada massa jenis fluida dan benda yang melayang menandakan massa jenis benda sama dengan massa jenis fluidanya. Penerapan hukum archimedes biasanya dilakukan pada kran otomatis pada penampung air yang diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya agar tekanan diperoleh besar untuk mengalirkan air. Pada kapal selam prinsip archimedes ketika didarat tangki berisi udara sehingga kapal dapat mengapung, dan ketika di dalam laut atau air, tangki terisi air dan kapal dapat tenggelam.
1.2 Rumusan Masalah
Beberapa rumusan masalah yang timbul adalah : 1. Bagaimana menentukan massa jenis zat cair dengan menggunakan hukum Archimedes ?
2. Bagaimana menentukan berat jenis zat padat dengan menggunakan hukum Archimedes ? 3. Bagaimana perbedaan massa jenis zat cair pada jenis fluida yang berbeda?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam percobaan ini adalah : 1. Dapat menentukan massa jenis zat cair dengan menggunakan hukum Archimedes. 2. Dapat menentukan berat jenis zat padat dengan menggunakan hukum Archimedes. 3. Mengetahui perbedaan massa jenis zat cair pada jenis fluida yang berbeda.
1.4 Manfaat
Manfaat dari percobaan ini memahami cara menentukan massa jenis zat cair dan berat jenis zat padat. Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari sangat bermanfaat, terutama dalam bidang teknik seperti kran otomatis pada penampung air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka Kran untukmengalirkan air dan jika terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup secara otomatis.
BAB 2. DASAR TEORI
Suatu benda yang dicelupkan kedalam zat cair akan mendapatkan gaya angkat yang sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan benda itu. Benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya akan mendapat gaya keatas oleh zat cair. Besarnya gaya angkat zat cair sama dengan berat zat cair yang dipindahkan benda.pernyataan tersebut merupakan bunyi hukum Archimedes (Abdullah,2006). Sebuah benda yang terendam sepenuhnya atau sebagian ke dalam sebuah fluida gaya apung Fb dari fluida disekitarnya bekerja pada benda tersebut. Gaya diarahkan keatas dan mempunyai besar yang sama dengan berat m f g fluida yang telah dipindahkan oleh benda tersebut, sehingga gaya apung pada sebuah benda dalam fluida mempunyai besar
F b = mf g (gaya apung)
...(2.1)
dimana mf massa fluida yang dipindahkan oleh benda (Halliday,2005). Sebuah benda dilemparkan kedalam air, ada tiga kemungkinan yang akan terjadi. Diketahui dengan sebelumnya bahwa benda yang tercelup penuh atau sebagian maka gaya apung yang dihasilkan sama dengan berat zat cair yang dipindahkan maka ada istilah tenggelam, melayang dan mengapung (Young,2002). 1. Tenggelam Batu yang dilepaskan diatas permukaan air, batu tersebut akan bergerak naik turun sampai kedasar air. Gaya berat batu w lebih besar daripada gaya angkat F A . Benda yang dikatakan tenggelam jika berat benda lebih besar daripada gaya angkat zat cair (Abdullah,2006).
w ˃ FA
...(2.2)
2. Melayang Resultan gaya w dan F A sama dengan nol. Hal ini terjadi jika w = F A. Benda tersebut seolah-olah tidak ada gaya yang bekerja. Akibatnya benda tidak tertarik kebawah ataupun terangkat ke atas. Benda akan melayang-layang diantara dasar dan permukaan air (Abdullah,2006).
w = FA
...(2.3)
3. Mengapung Benda akan terapung jika w lebih kecil daripada F A . benda dikatakan terapung jika berat benda lebih kecil dari pada gaya angkat zat cair yang menyebabkan benda tersebut mengapung (Sutarno,2013). Ketika sebuah benda mengapung dalam fluida, besarrnya F b gaya apung pada benda tersebut sama dengan besar Fg gaya gravitasi pada benda.dapat dituliskan dengan
F b = Fg (mengapung)
...(2.4)
Ketika sebuah benda mengapung dalam fluida, besarnya Fg gaya gravitasi pada benda tersebut sama dengan berat mf g fluida yang telah dipindahkanoleh benda. Pernyataan tersebut
Fg = mg g
...(2.5)
Sebuah benda mengapung memindahkan berat fluidanya sendiri (Hal iiday,2005).
Gambar 2.1 benda terapung, tenggelam dan melayang (Sumber : Abdullah,2006) Sebuah benda yang mengapung dalam zat cair berada di permukaan atau sebagian benda muncul di permukaan. Keadaan seimbang berlaku persamaan : w = Fa
.
karena
.
lebih besar
jenis zat cair (Zaelani,2006).
.
g=
=
.
.
. g
...(2.6) ...(2.7) ...(2.8)
maka massa jenis benda lebih kecil dari pada massa
BAB 3. METODE KERJA
3.1 Alat dan Bahan
Beberapa alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah : 1.
Timbangan / triple Balance digunakan untuk menimbang zat padat
2.
Tabung gelas ukur digunakan untuk tempat zat cair
3.
Zat padat digunakan sebagai bahan percobaan
4.
Zat cair (akuades, minyak goreng, gliserin) sebagai bahan pengamatan
3.2 Desain Percobaan
Adapun desain percobaan yang dilakukan dalam praktikum sebagai berikut :
3.3 Langkah Kerja
Adapun Langkah-langkah dalam melakukan percobaan kali ini adalah sebagai berikut : 3.3.1 Menentukan Massa Jenis Zat Cair 1. Ditimbang benda M di udara 2. Ditimbang benda M di dalam air (akuades) 3. Ditimbang benda M di dalam zat cair lainnya 4. Diulangi langkah 2 – 3 selama 3 kali 5. Diulangi langkah 2 – 4 untuk zat cair yang berbeda
3.3.2 Menentukan Berat Jenis Zat Padat / Benda ( BJzp ˃ BJair ) 1. Ditimbang zat padat di udara 2. Ditimbang zat padat di dalam air 3. Diulangi langkah 1 – 2 selama 3 kali 4. Diulangi langkah 1 – 3 untuk zat padat yang berbeda
3.3.3 Menentukan Berat Jenis Zat Padat / Benda ( BJzp ˂ BJair ) 1. Ditimbang zat padat di udara 2. Ditimbang zat padat di dalam air 3. Ditimbang ‘pembenam’ di dalam air 4. Ditimbang zat padat dan ‘pembenam’ di dalam air 5. Dilakukan langkah 1 – 4 selama 3 kali
3.4 Analisis Data
Analisis data yang digunakan adalah persamaan dan alat – alat yang digunakan dengan bahan sebagai media percobaan, berikut beberapa analisis data yang digunakan : 3.4.1 Menentukan massa jenis zat cair dengan menggunakan hukum Archimedes
Keterangan :
=
−
...(3.1)
= berat benda diudara = berat benda di dalam zat cair
V = volume benda g = percepatan gravitasi bumi = 9,8 m / s2 V=
−
Keterangan :
= berat benda diudara
g = percepatan gravitasi bumi = 9,8 m / s2 V = volume benda
= berat benda di zat cair
...(3.2)
perhitungan ralatnya
2 2 ) ∆( − − ∆ + ( ) ∆( )2 =
∆
I=
x 100%
...(3.3) ...(3.4)
K = 100% - I
...(3.5)
AP = 1-log
...(3.6)
∆
3.4.2 Menentukan Berat Jenis Zat Padat
BJzp = Dengan :
−
...(3.7)
= berat zat padat di udara = berat zat padat didalam air
Perhitungan ralatnya
∆= √ ∆−2 + (−)2 ∆( )2 I=
∆
x 100%
...(3.9)
K = 100% - I AP = 1-log
∆
...(3.10)
3.4.3 Menentukan Berat Jenis Zat Padat
BJzp =
dengan : w = berat zat padat diudara wzp = berat zat padat di dalam air w p = berat pembenam di dalam air Perhitungan ralatnya
...(3.8)
...(3.11)
1−
...(3.12)
w1 = w + w p
...(3.13)
w2 = wzp + w p
...(3.14)
2 2 ∆ √ ∆= − + (− ) ∆(1 2)2 I=
∆
x 100%
K = 100% - I AP = 1-log
∆
...(3.15) ...(3.16) ...(3.17)
...(3.18)
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Tabel Hasil 1. Menentukan Massa Jenis Zat Cair
( ) ( ) ( )
no
1
2
3
v
1.
595
536
515
517
59
80
78
8
2.
595
508
493
453
87
102
142
8
3.
595
455
556
505
140
39
90
8
3 1
2
Rata-rata
0,9
0,7
1
95,3
1,8
1,1
1,3
1,1
1,8
0,5
∆( ) ∆
I (%)
K(%)
AP
g
23,8
0,29
1993,09
1893,09
0,29
10
73,7
18,5
0,23
2004,7
1904,72
0,30
10
103,3
0,23
0,24
1520,6
1420,61
0,18
10
2. Menentukan Berat Jenis Zat Padat/ Benda no
BJ
1.
606
518
88
6,89
2.
618
523
95
6,51
3.
600
509
91
6,59
Rata-rata
608
-
91,33
6,6
Delta
5,29
365,4
2,02
∆
0,16
I
2,38%
K
97,62 %
AP
2,62%
3. Menentukan Berat Jenis Zat Padat/ Benda no
2 1 1 2
BJ
1.
653
509
39
497
692
195
3,35
2.
559
513
31
500
590
90
6,21
3.
600
514
13
512
613
101
5,94
Rata-
604
128,67
5,17
27,21
33,32
rata Delta
∆
1,23
I
23,88%
K
76,12%
AP
1,62
4.2 Pembahasan
Pada praktikum menentukan massa jenis zat cair dan berat jenis zat padat didapatkan hasil bahwa massa jenis zat cair yang terdiri dari akuades, minyak goreng dan gliserin menghasilkan hasil data yang berbeda-beda. Massa jenis zat cair berupa akuades atau air memiliki nilai massa jenis1 g/cm3, sedangkan pada hasil percobaan massa jenis air dengan nilai rata-rata hasilnya adalah 1,2 g/cm 3 . Hasil tersebut memiliki nilai yang berbeda karena dalam percobaan ini menggunakan perhitungan ralat sehingga dalam praktikum dilakukan tiga kali percobaan. Pada massa jenis zat cair yang lain sama halnya dengan perhitungan dari massa jenis zat cair (akuades) Percobaan kedua menentukan berat jenis zat padat. Zat padat atau berat zat padat didalam air memiliki berat lebih kecil dibandingkan dengan berat zat pada yang berada di udara. Hasil data dari perhitungan berat jenis zat padat rata-rata pada udara sebesar 608 dan pada air sebesar 509. Sehingga dihasilkan berat jenis zat padat dengan perbandingan berat benda di udara dibagi selisih berat di udara dengan di air yang hasilnya sebesar 6,6, kemudian dengan menggunakan perbandingan ralat karena percobaan ini dilakukan sebanyak tiga kali. Percobaan yang ketiga menentukan berat jenis benda yang lebih kecil dari berat jenis di dalam air. Pada hasil ppercobaan menentukan berat jenis zat padat dengan menggunakan persamaan berat benda di udara dibagi dengan selisih berat
zat padat dalam air dengan berat benda pembenam di dalam air. Berat pembenam merupakan benda yang diletakkan dibagian bawah zat padat yang diukur . berat jenis zat padat yang dihasilkan dari gabungan pembenam memiliki hasil yang dirata-rata sebesar 5,17, dengan berat benda di udara sebesar 604. Perhitungan dilakukan dengan ralat karena percobaan dilakukan sebanyak tiga kali. Massa jenis fluida, bergantung pada jenis fluida itu sendiri. Besarnya nilai fluida pada tiga jenis fluida yang diamati memiliki hasil yang berbeda. Misalkan pada Akuades nilai massa jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis gliserin. Hal itu terjadi karena jenis fluida itu sendiri . gliserin memiliki tekstur cairan yang lebih kental dibandingkan dengan akuades.
BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dihasilkan dari percobaan ini adalah: 1.
Menentukan massa jenis zat cair menggunakan hukum Archimedes dengan menggunkan persamaan bahwa massa jenis zat cair sama dengan massa dibagu dengan satu satuan volume atau dengan menggunkan persamaan yang diketahui adalah berat diudara
2.
Berat jenis zat padat dapat ditentukan dengan persamaan berat benda diudara sama dibagi dengan selisih berat zat padat antara di udara dan di dalam air.
3.
Perbedaan massa jenis yang telah diamati semakin kental fluida tersebut massa jenis yang dimiliki semakin tinggi.
5.2 Saran
Percobaan ini memerlukan proses pengukuran berat benda di udara dalam zat cair. Dibutuhkan ketelitian dalam menentukan skala pada timbangan atau neraca. Hasil yang didapat akan lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, Mikrajudin.2006. IPA Fisika.Jakarta:Erlangga. Halliday,
David,
Robert,
Jearl.2005. Fisika
Dasar
Edisi
Ketujuh
Jilid
1.Jakarta:Erlangga Sutarno.2013. Fisika Untuk Universitas.Yogyakarta:Graha Ilmu Tim Penyusun.2016. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar .Jember:Universitas Jember Young, Hugh D, Roger, Sandin, Lewis.2002. Fisika Universitas.Jakarta:Erlangga Zaelani, Ahmad.2006. Bimbingan Pemantapan Fisika.Bandung:Yrama
LAMPIRAN
1. Menentukan Massa Jenis Zat Cair
( ) ( ) ( )
no
1
2
3
v
1.
595
536
515
517
59
80
78
8
2.
595
508
493
453
87
102
142
8
3.
595
455
556
505
140
39
90
8
3 1
2
Rata-rata
0,9
0,7
1
95,3
1,8
1,1
1,3
1,1
1,8
0,5
∆( ) ∆
I (%)
K(%)
AP
g
23,8
0,29
1993,09
1893,09
0,29
10
73,7
18,5
0,23
2004,7
1904,72
0,30
10
103,3
0,23
0,24
1520,6
1420,61
0,18
10
2. Menentukan Berat Jenis Zat Padat/ Benda no
BJ
1.
606
518
88
6,89
2.
618
523
95
6,51
3.
600
509
91
6,59
Rata-rata
608
-
91,33
6,6
Delta
5,29
365,4
2,02
∆
0,16
I
2,38%
K
97,62 %
AP
2,62%
3. Menentukan Berat Jenis Zat Padat/ Benda no
2 1 1 2
BJ
1.
653
509
39
497
692
195
3,35
2.
559
513
31
500
590
90
6,21
3.
600
514
13
512
613
101
5,94
Rata-
604
128,67
5,17
27,21
33,32
rata Delta
∆
1,23
I
23,88%
K
76,12%
AP
1,62
