LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR KERAPATAN ZAT

LAPORAN

PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Percobaan : P1

KERAPATAN ZAT

Pelaksanaan Praktikum

Hari : Rabu                       Tanggal : 13 September 2017                 Jam ke : 5-6

(LOGO UNAIR)

Oleh :

Renza Anggieta Maharani Muslim (081711333082)

Kelompok :

1.      Shekina Glory                         (081711333080)

2.      Fadhila Rizkia Nur Hidayati   (081711333081)

3.      Sofian Iramanda                     (081711333083)

Dosen Pembimbing   : Drs. Muzakki

Asisten Pembimbing : Beni Hamdani

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2017

A.    TUJUAN

Menentukan zat padat berbentuk balok, kubus, silinder dan butiran serta zat cair.

B.     DASAR TEORI

Massa jenis atau kerapatan  () zat merupakan besaran karakteristik yang dimiliki suatu zat. Kerapatan suatu zat merupakan perbandingan massa dan volume zat itu, sehingga nilai kerapatan dapat diukur melalui pengukuran massa dan volume zat. Kerapatan suatu zat dinyatakan oleh persamaan :

            (1)

 

Dengan ketentuan :

           : massa jenis zat (kg/m³)

m          : massa zat (kg)

V          : volume zat (m³)

Nilai kerapatan zat tidak bergantung pada massa zat maupun volumenya. Perubahan suhu pengaruhnya sangat kecil terhadap kerapatan zat.

1. Kerapatan Benda Padat

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).                        

         

                                                 ρ =  

Untuk benda padat berbentuk silinder, kerapatannya ditentukan oleh Persamaan (3)

𝟒𝒎

                                                    Ρ =  

Dengan d dan t masing-masing adalah diameter dan tinggi silinder.

             

2. Kerapatan Benda Berbentuk Butiran

Benda berbentuk butiran seperti tepung, pasir, kapur, semen dan sejenisnya nilai kerapatanya kurang akurat jika cara menentukan kerapatanya dengan meninbang massa dan mengukur volume yang dibentuk oleh benda berbutir. Pengukuran dengan cara tersebut tidak akurat karena dalam volume yang di bentuk 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, digunkan alat yang dinamakan piknometer (bentuk dan prinsip kerja piknometer dapat dilihat pada BAB II). Nilai pengukuran kerapatan benda berbutir menggunakan piknometer di tentukan melalui persamaan (4)

Dengan ketentuan:      (4)

𝑚₁ : massa piknometer kosong beserta tutupnya.

𝑚₂ : massa piknometer air beserta tutupnya.

𝑚₃ : massa piknometer berisi (1/3 bagian piknometer) beserta tutupnya.

𝑚₄ : massa piknometer berisi pasir dan dipenuhi dengan aquades beserta tutupnya.

3. Kerapatan Benda Cair

Kerapatan zat cair (air, alkohol, spiritus dan lainya) dapat ditentukan dengan mengukur massa dan volume zat cair menggunakan gelas ukur. Metode lain adalah dengan menggunakan piknometer dengan kerapatan zat cair di tentukan melalui persamaan (4). Selain dua metode tersebut, kerapatan zat cair juga dapat ditentukan menggunakan neraca Mohr. Prinsip dasar pengukuran 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 diperlihatkan oleh Gambar 2.

Pada gambar 2, keadaan awal ketika zat cair dan beban belum ada, sistem dalam keadaan setimbang karena torsi (t) akibat benda celup yang terletak pada lengan sepanjang L disetimbangkana oleh penyeimbang. Pada saat benda celup tercelup dalam zat cair, benda celup mengalami gaya tekan keatas sebesar F= pVg (p,V dan 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 :  

∑       = 0

∑(w.l) – F . 10 = 0

∑(m . g . l ) – ρ . V . g . 10 = 0

∑(m . l ) = ρ . V . 10 

 Dengan demikian nilai kerapatan zat cair dapat ditentukan menggunakan Persamaan (4) berikut. 

ρ =  

Dengan m adalah massa beban dan l bersatuan cm serta indeks i menyatakan jumlah beban,

Faktor-faktoryang mempengaruhi massa jenis

1. temperature

2. massa zat

3. volume zat

4. kekentalan (viskositas)

 Bila kerapatan benda lebih besar dari kerapatan air maka benda tersebut akan tenggelam dalam air. Bila kerapatannya lebih kecil maka benda akan mengapung. Benda mengapung bagian volumesebuah benda yang tercelupdalamcairan sama dengan rasio kerapatan benda-benda terhadap kerapatan cairan. Rasio kerapatan dinamakan berat jenis zat itu. Massa jenis relative tidak memiliki satuan, massa jenis relatifkurang ketelitiannyadibandingkan dengan pengukuran massa (Lachman.1994 :101-103)

Massa jenis zat dapat dihitung dengan membandingkan massa zat (benda) dengan volumenya. Massa jenis merupakan salah satuciri 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 kerapatnnya semakin besar volumenya. (Breadthauter.1993:76)

Volume zat padat padat dapat ditentukan dengan 2 cara , yaitu :

a.       Pengukuran secara langsung, berlaku hokum Archimedes  yang berbunyi: “setiap benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya kedalam fluida , akan mendapat gaya keatas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda itu”  volumebenda benda padat  dapat ditentukan dengan menggurangi massa benda diudara dengan massa benda didalam air.

b.      Pengukuran secara tidak langsung(mekanik). Dapat dilakukan dengan mengukur perubahan(variable) yang membangunnya. (anonim , 2014)

Massajenis merupakan nilai yang menunjukkan besarnya perbandingan antara masssa benda dengan volume benda tersebut. Massa jenis suatu benda bersifat tetap artinya jika ukuran dan bentuk benda diubah masaa jenis benda tidak berubah . misalnya ukurannya diperbesar sehingga masabenda maupun volumenya benda makin besar walupun kedua besaran yang menunujukkan ukuran benda makin diperbesar tetapi massajenisnya tetap. (Kangina. 2002:17)

Konsep massa jenis sering digunakan untuk dapat menentukan dengan tepatjenis suatu benda yang kuat tetapi ringan maka digunakan aluminium sebagai badan pesawatkarena alumunium lebih ringan massanya dari besi (Rany Purin .2013)

Untuk menentukan volume benda dapat dilakukan dengan berbagai cara sesuai dengan bentuk bendanya. Untuk benda yang beraturan bentuknya dengan dilakukan dengan rumusan yang sesuai , miasal untuk benda kubus , yang harus dilakukan adalah mengukur panjang sisi kubus, kemudian menghitung dengan rumusan sisi pangkatnya. Sedang untuk mengukur benda yang tidak beraturan bentuknya diulakukan dengan cara memasukkan benda kedalam gelas ukur yang diisi dengan air dengan volume tertentu. Selisih volume tersebut adalah volume benda yang dimasukkan kedalam gelas ukur . setelah didapat massa dan volume benda, dapat dihtung berapa massa jenis bendanya.

C.    ALAT DAN BAHAN

Ø  Alat

1.      Jangka sorong

2.      Mikrometer sekrup

3.      Neraca torsi

4.      Piknometer

5.      Neraca mohr  

Ø  Bahan :

1.      Kubus logam

2.      Silinder logam

3.      Pasir

4.      Spiritus

5.      Aquades

D.    PROSEDUR KERJA

I.      Menentukan kerapatan kubus logam dan silinder logam.

1.      Jangka sorong, mikrometer sekrup, dan neraca torsi diamati dan diperhatikan ketelitian masing-masing.

2.      Panjang, lebar, dan tinggi kubus logam diukur menggunakan mikrometer sekrup.

3.      Massa kubus logam diukur dengan cara meletakkan kubus logam pada piringan sebelah kiri neraca torsi. beban-beban penggantung digeser sebagai pengganti anak neraca sedemikian hingga neraca setimbang seperti semula. Angka-angka dibaca yang ditunjukkan oleh beban-beban pnggantung, misal 10 g dan 3,4 g. Jadi massa kubus logam m = 10 g + 3,4 g = 13,4 g.

Sehingga hasil pengukuran massa kubus logam m = (13,4 + 0,05) g.

4.      Panjang (p) dan diameter (d) silinder logamr  diukur menggunakan jangka sorong.

5.      Ukurlah massa silinder logam seperti langkah (3).

II.                Menentukan kerapatan pasir

1.      Menimbang piknometer yang bersih dan kering bersama tutupnya. 

2.      Isi piknometer dengan pasir halus kira-kira sampai 1/3 bagian volume piknometer.

3.      Mengukurlah massa piknometer yang berisi pasir beserta tutupnya menggunakan neraca torsi.

4.      Menuangkan air perlahan-lahan ke dalam piknometer berisi pasir, kocok-kocok, 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.      Piknometer dibersihkan 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.      Piknometer dibersihkan dan dikeringkan

III.             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 ke dalam gelas ukur yang tersedia daan catat volumenya.

5.      Menyelupkan seluruh bagian benda celup ke dalam spiritus dalam gelas ukur. Pada keadaan ini neraca dalam keadaan tidak seimbang (jarum D tidak berimpit 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 menyeimbangkan neraca, menambahkan beban penunggang dan meletakkan pada posisi yang lain sampai  neraca dalam keadaan setimbang kemudian catatlah masing-masing massa beban penunggang dan posisinya dari pusat (O).