LAPORAN DENSITAS MASSA
Muhamad RIjal Nurmaulana Kodir 16010087 Teknik Tekstil T4
Politeknik STT Tekstil Bandung
E-mail :
[email protected]
Phone :088218349549
Abstrak
Pada eksperimen ini,akan dilakukan sebuah metode untuk menentukan densitas massa jenis larutan yaitu dengan menggunakan air murni. Dalam eksperimen ini,praktikan diminta membuktikan densitas massa dengan menggunakan neraca teknis dan alat alat pengukur panjang juga pengukur massa.Eksperimen ini bertujuan untuk mengetahui cara mengukur massa benda,panjang benda dan juga membandingkan panjang-panjang dengan memerhatikan teori ralat.
Pendahuluan
Densitas massa adalah salah satu materi untuk pengaplikasian cara mengukur panjang dan juga massa. Mengukur densitas massa adalah bertujuan untuk mengetahui cara melakukan panjang dengan memperhatikan ketelitian yang nantinya diaplikasikan pada teori ralat dengan menggunakan neraca teknis untuk menentukan densitas massa jenis zat cair,.
Dalam mempelajari eksperimen ini,yaitu menjalankan prinsip Archimides tentang gaya buonant untuk menentukan massa jenis zat cair,maka penjelasan mekanika newton atau sering disebut sebagai mekanika klasik dapat digunakan,mekanika klasikadalah teori tentang gerak yang didasarkan pada konsep massa dan gaya dan hokum-hukum yang menghubungkan konsep-konsep fisis ini dengan besaran kinematika dan dinamika.
Maksud dan Tujuan
Mampu menggunakan neraca teknis untuk pengukuran densitas massa
Mampu menggunakan teori ralat dalam melakukan eksperimen
Mampu mengerti cara penulisan ilmiah
Dasar Teori
Densitas
Densitas 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,
Massa jenis relatif
Massa jenis relatif adalah nilai perbandingan massa jenis. Kegunaannya untuk mengetahui massa jenis zat. Massa jenis relatif tidak mempunyai satuan.
Dasar penggunaan massa jenis relative Massa jenis merupakan besaran turunan dari massa dan volume dalam praktiknya pengukuran volume biasanya kurang teliti dibandingkan dengan pengukuran massa, Oleh karena itu, untuk lebih teliti dalam menentukan massa jenis dapat dilakukan dengan mengukur massanya dengan massa jenis air, Karena massa jenis air merupakan bilangan yang mudah diingat, yaitu 1 g/cm3 atau 1,000 kg/m3, dengan demikian untuk mengetahui massa jenis relatif suatu zat selalu akan menggunakan perbandingan massa jenis zat dengan bilangan 1 g/cm3 atau 1,000 kg/m3 (Kondo, 1982).
Massa jenis zat dapat dihitung dengan membandingkan massa zat (benda) dengan volumenya. Massa jenis merupakan salah satu ciri untuk mengetahui kerapatan zat, Pada volume yang sama,semakin rapat zatnya, semakin besar massanya. Sebaliknya makin renggang, makin kecil massa suatu benda, Pada massa yang sama, semakin rapat zatnya, semakin kecil volumenya.Sebaliknya, semakin renggang kerapatannya semakin besar volumenya (Bredthauer, 1993),
Hukum Archimedes:
"Jika sebuah benda dicelupkan kedalam zat cair, maka benda tesebut akan mendapat gaya yang disebut gaya apung sebesar berat zat cair yang dipindahkan nya"
Akibat adanya gaya apung itulah mengapa berat benda yang berada di dalam zat cair akan berkurang, Hal itu dikarenakan adanya gaya ke atas yang ditimbulkan oleh air yang diterima oleh suatu benda, Hubungan antara berat benda di udara, gaya ke atas dan berat semua adalah:
Ws = W - Fa
Keterangan:
Ws= berat benda dalam zat cair (kg m/s2)
W = berat benda sebenarnya(kg m/s2)
Fa = gaya apung (N)
Dan besar gayaapung (Fa) dirumuskan sebagai berikut:
Fa = ρzat cair , Vo , g
Keterangan:
ρzat cair = Massa jenis zat cair (kg/m3)
Vo = volume benda yang tercelup (m3)
g = pecepatan gravitasi (m/s2)
Penerapan Hukum Archimedes untuk menentukan Densitas massa jenis
ρ= mv (g/cm3)
Keadaan tanpazat cair
F = 0
T1 = Mg
Keadaan dengan zat cair
F = 0
B + T2 = Mg
B = Mg – T2 – T2 = T1 – T2
Besar B adalah besar gaya buoyant yang merupakan besar gaya reaksi zat cair. Karena T1 dan T2 masing – masing dihitung dengan menggunakan neraca teknis,maka variabel yang teukur adalah massa sehingga massa zat cair dapat ditentukan dari:
Bg = Mzat cair = MT1 - MT2
Metode Eksperimen
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang dipakai pada eksperimen ini adalah :
Mikrometer sekrup
Jangka sorong
Pipet tetes
Neraca Quodrople Beam Balance
Batang zat padat
Gelas ukur
Penggaris
Cara Kerja
Diukur panjang , lebar dan tebal 2 zat padat dengan pengukuran berulang kemudian dihitung volume 2 benda padat
Dihitung massa 2 benda zat padat
Diukur massa air dan gelas
Diukur gaya buonant per konstanta percepatan gravitasi
Diukur massa kenaikan zat cair dan densitasnya
Hasil dan Pembahasan
Benda I
p
l
t
p2
l2
t2
volume
3,61
1,58
1,58
13,0321
2,4964
2,4964
p,l,t =9,012
3,595
1,585
1,585
12,924
2,5122
2,5122
p,l,t=9,031
3,60
1,590
1,590
12,96
2,5281
2,5281
p,l,t=9,10
p =10,805
p 4,755
p =4,755
p = 38,9161
p =
7,5367
p =
7,5367
P = Pn =10,803 = 3,6 cm
Ketelitian timbangan : ±0,05 gr
Ketelitian penggaris : ±0,05 cm
Ketelitian jangka sorong: ±0,005 cm
Mikrometer Sekrup : ±0,001 cm
P= 1nnp2-(p2)2n-1
= 13338,9161-(10,805)23-1
= 13116,7483-(116,748) 2
= 130,00032
= 130,00015
= 0,001 cm
Angka penting = pp x 100 %
= 0,0043,6 x 100 %
= 0,014
l = ln =4,7553 = 1,585 cm
l= 1nnl2-(l)2n-1
= 1337,5367-(4,755)23-1
= 1322,6101-(22,6100) 2
= 130,00012
= 130,00005
= 0,007 cm
Angka penting = ll x 100 %
= 0,0071,585 x 100 %
= 0,004
t = tn 4,7553 = 1,585 cm
t= 1nnt2-(t2)2n-1
= 1337,5367-(4,755)23-1
= 1322,6101-(22,6100) 2
= 130,00012
= 130,00005
= 0,007 cm
Angka penting = ll x 100 %
= 0,0071,585 x 100 %
= 0,004
Maka volum batang zat padat I:
Diketahui :
P = 3,6 P= 0,004
l = 1,585 l= 0,007
t = 1,585 t=0,007
" v" = ( v p x p) + ( v l x p) + ( v t x p)
= " (p,l,t) p"dp + " (p,l,t) l"dl+ " (p,l,t) t"dt
= "t,l, p" + "p,t, p"+ "p,l, p"
" v"="t,l, p"+"p,t, p"+"p,l, p"
=1,585 . 1,5850 . 0,004+3,6 . 1,585. 0,007
+"3,6 , 1,585 , 0,007"
= 0,01+0,03+ (0,03)
= 0,07 cm
V = 3,6 , 1,585 , 1,585
=9,0441 cm
V ± v = 9,0,441 ± 0,07 cm3
Benda 2
p
l
t
p2
l2
t2
3,37
3,5
0,971
11,3569
12,25
0,9428
3,375
3,51
0,9715
11,3906
12,3201
0,9438
3,38
3,515
0,972
11,4244
12,3552
0,9447
p =10,125
p =
10,525
p = 2,9145
p = 34,1719
p =
36,9253
p =
2,8313
P= Pn =10,1253 = 3,375 cm
P= 1nnp2-(p2)2n-1
= 13334,1719-(10,125)23-1
= 13102,5157-(10,,515625) 2
= 130,0000752
= 130,0000375
= 0,002 cm
Angka penting = pp x 100 %
= 0,0023,375 x 100 %
= 0,0006
l = ln =10,5253 = 3,508 cm
l= 1nnl2-(l)2n-1
= 13336,9253-(10,525)23-1
= 13110,7759-(110,7756) 2
= 130,00032
= 130,00015
= 0,004cm
Angka penting = ll x 100 %
= 0,0041,585 x 100 %
= 0,0025
t = tn 2,91453 = 0.9715 cm
t= 1nnt2-(t2)2n-1
= 1332,8313-(2,9145)23-1
= 138,4939-(8,4943) 2
= 130.00042
= 130,0002
= 0,004 cm
Angka penting = ll x 100 %
= 0,0040.9715 x 100 %
= 0,004
Maka volum batang zat padat II:
Diketahui :
P = 3,375 P= 0,002
l = 3,508 l= 0,004
t = 0.9715 t=0,004
" v" = ( v p x p) + ( v l x p) + ( v t x p)
= " (p,l,t) p"dp + " (p,l,t) l"dl+ " (p,l,t) t"dt
= "t,l, p" + "p,t, p"+ "p,l, p"
" v"="t,l, p"+"p,t, p"+"p,l, p"
=0.9715 . 3,5080 . 0,002+3,375. 0,9715. 0,004
+"3,375 . 3,508 . 0,004"
= 0,006+0,013+ (0,047)
= 0,066 cm
V = 3,6 , 1,585 , 1,585
=9,0441 cm
V ± v = 11.502 ± 0,066 cm3
Data massa batang
Benda I : 75.41 gr
Benda II : 89.45
m1 ± m=75.41 gram ±0.005 gr
m2± m=75.41 gram±0.005 gr
Pengukuran T2
mT2 ± mT2=62.4 gram ±0.005 gr
Pengukuran T1 dan gelas kaca (massa gelas=62.4 gram
Benda I
MT1g cT1g = 129.1 gram ±0.005 gram
Benda II
MT1g ± mT1g = 140.3 gram ±0.005 gram
Pengukuran massa kenaikan air dan gelas secara eksperiman
Dengan massa kenaikan air gelas
Benda I
MAG± mAG = 71.1 ±0.005 gram
Benda II
MAG± mAG = 79.8 ±0.005 gram
Secara teori didapatkan bahwa massa zat cair dan gelas.
Benda I
Mzat cair + Mgelas
MT1-MT2-Mgelas
129.1 gram-62.4gram – 47gram = 19.7 gram
(m± m) teori = 19.7gram ±0.005 gram
Benda II
Mzat cair + Mgelas
MT1-MT2-Mgelas
140.3gram-62.4gram – 47gram = 31.3 gram
(m± m) teori = 31.3gram ±0.005 gramn
Massa zat cair secara eksperimen
Benda I
Mzat cair Eksp = Mzat cair + Mgelas = 71.11gram
Mzat cair = 71.11 gram- 47 gram =(24.11 ±0.01gram)
Benda II
Mzat cair Eksp = Mzat cair + Mgelas
Mzat cair = 79.8 gram – 47 gram =( 32.8 ±0.01gram)
Hasil analisa dan hasil pengukuran dalam eksperimen menampilkan hasil yang kurang tepta dalam pengambilan data pada saat pengukuran dalam eksperimen. Dikarenakan kurang telitinya dan kurang tepatnya pengurkuran saat praktikum
Benda I
Vkenaikan zat cair = πr2 t = 3,14 . 2,50192 . 0.9 = 17,6893572 cm3
Benda II
Vkenaikan zat cair = πr2 t = 3,14 . 2,50192 . 1.2 = 23,5858096 cm3
Benda I
ρ= Mzat cairvolume = 24.11 17,6893572 = 1.3629 gr/cm3
Benda II
ρ= Mzat cairvolume = 32.823,5858096= 1.390667 gr/cm3
ρ dengan volume dan massa dari eksperimen
Benda I
ρ=" ρ m " m + " ρ v" v = 1v m +" mv2 " v
="117,6893572ml 0.01" + "24.11gr17,6893572)2 ml 0.07
=0.0005 + 0.005
=0.0055 gr / cm3
ρ ± ρ= 1,3629±0.0055gr/cm3
Benda II
ρ=" ρ m " m + " ρ v" v = 1v m +" mv2 " v
="123.5858069ml "0.01" + "32.8gr(23.5858069)2 ml "0.07
=0.0004 + 0.004
=0.0044 gr / cm3
ρ ± ρ= 1,390667±0.0044gr/cm3
ρ dengan volume dan massa dari teori ralat
Benda I
ρ=" ρ m " m + " ρ v" v = 1v m +" mv2 " v
="117,6893572ml 0.01" + "19.7gr17,6893572)2 ml 0.07
=0.0005 + 0.004
=0.0045
ρ± ρ= 1,390667±0.0045gr/cm3
Benda II
ρ=" ρ m " m + " ρ v" v = 1v m +" mv2 " v
="123.5858069ml "0.01" + "31.3gr(23.5858069)2 ml "0.07
=0.0004 + 0.003
=0.0034 gr / cm3
ρ± ρ= 1,390667±0.0034gr/cm3
Kesimpulan
Telah dipelajari cara menggunakan ralat baik secara berulang maupun secara pengukuran tunggal untuk menghitung volume suatu permukaan batang zat padat . Pada percobaan ini densitas massa zat cair dapat diukur dengan menggunakan prinsip kerja mekanika Newtonian dan hasil (ρ± ρ)exp ( 1,356 ± 0.0016+) gr/cm3dan ( 0,1237 ± 0.001) gr/cm3sedangkan literature ( Halliday, 1997) ρ=1,00 gr/cm³.
DAFTAR PUSTAKA
Halliday, D., Resnick., Walker, Fundamental of Physics-Extended, 5th, John Wiley & Sons, New York 1997.
Mary L Boas, Mathematical Methods in The Physical Sciences, John Wiley and Sons Inc, Canada, 2006.
Vidia, Galih dan Mulyono, Olimpiade Fisika SMA, CV. Andi Publisher, Yogyakarta, 2011.
