Laporan Densitas Fisdas Aqilla.docx

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR DENSITAS MASSA

AQILLA NURSUKMA RISMAYANDI 18040006 FASHION DESIGN 1G5

POLITEKNIK STTT BANDUNG 2018

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.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang 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.

1.2 Maksud dan Tujuan 1. Mampu menggunakan neraca teknis untuk pengukuran densitas massa 2. Mampu menggunakan teori ralat dalam melakukan eksperimen 3. Mampu mengerti cara penulisan ilmiah

BAB II TEORI DASAR

2.1 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,

2.2 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=

𝑚 (𝑔/𝑐𝑚3 ) 𝑣

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:

𝐵 𝑔

= Mzat cair = MT1 - MT2

BAB III METODE EKSPERIMEN

3.1 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

3.2 Prosedur 1) Diukur panjang , lebar dan tebal 3 zat padat dengan pengukuran berulang kemudian dihitung volume 3 benda padat 2) Dihitung massa 3 benda zat padat 3) Diukur massa air dan gelas 4) Diukur gaya buoyant per konstanta percepatan gravitasi 5) Diukur massa kenaikan zat cair dan densitasnya

1. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil percobaan ditemukan data sebagai berikut : Tabel-1 data benda 1 p

3,29cm

l

3cm

t

10,001 mm

T1

87,51 gram

T2

76,86 gram

Massa gelas

47 gram

Massa kenaikan

58,74gram

air Ketinggian air Diameter gelas

0,525 cm

4,72 cm

Menghitung ralat p, l, dan t benda 1

∆p =

1 20

0,1

= 0,005 cm ∆l

=

1 20

0,1

= 0,005 cm ∆t

=

1 50

0,5

= 0,01 mm = 0,001 cm

Sehingga :

p ± ∆p = (3,29 ± 0,005) cm l ± ∆l = (3 ± 0,005) cm t ± ∆t = (1 ± 0,001) cm

Menghitung V ± ∆V benda 1

V

=p.l.t = 3,29 . 3 . 1 = 9,870 cm3

∆V = |𝑡𝑙 ∆𝑝| + |𝑝𝑡 ∆𝑙| + |𝑝𝑙 ∆𝑡| =|1 . 3 . 0,005| + |3,29 . 1 . 0,005| + |3,29 . 3 . 0,001| = |0,015| + |0,01645| + |0,00987| = 0,041 cm3 Sehingga : V ± ∆V (9,870 ± 0,041) cm3 Menghitung 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 ± ∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 1

∆t = 20 0,1 = 0,005 cm 1

∆r = 20 0,1 = 0,005 cm 1

∆m = 20 0,01 = 0,005 gr

V

= 𝜋𝑟 2 𝑡 = 3,14 . 2,362 . 0,525 = 9,181cm3

∆V = |𝜋𝑟 2 ∆𝑡| + |2𝜋𝑟𝑡∆𝑟| = |3,14 . 2,362 0,005| + |2 .3,14 . 2,36 . 0,525 . 0,005| = |0,087| + |0,038| = 0,126 cm3

‘ 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 =

𝑚 𝑉

=

=

𝑇1−𝑇2 𝑉

87,51−76,86 9,181

= 1,160 gr/cm3 1

𝑚

∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 = |𝑉 ∆𝑚| + |𝑉 2 ∆𝑉| 1

10,65

= |9,181 0,005| + |9,1812 0,126| = |0,0005| + |0,0159| = 0,016 gr/cm3

Sehingga :

𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 ± ∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 (1,160 ± 0,016) gr/cm3 Menghitung 𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 ± ∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛

𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 = =

𝑚 𝑉

=

𝑚𝑘𝑒𝑛𝑎𝑖𝑘𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟−𝑚𝑔𝑒𝑙𝑎𝑠 𝑉

58,74−47 9,181

= 1,278 gr/cm3

1

𝑚

∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 = |𝑉 ∆𝑚| + |𝑉 2 ∆𝑉| 1

10,65

= |9,181 0,005| + |9,1812 0,126|

= |0,0005| + |0,0159| = 0,016 gr/cm3

Sehingga :

𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 ± ∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 (1,278 ± 0,016) gr/cm3

Tabel-2 data benda 2 P

3,6 cm

L

1,61 cm

T

15,23 mm

T1

87,51 gram

T2

76,86 gram

Massa gelas

47 gram

Massa kenaikan

56,42 gram

air Ketinggian air Diameter gelas

0,54 cm

4,72 cm

Menghitung ralat p, l, dan t benda 2 1

∆p =20 0,1 = 0,005 cm ∆l

1

=20 0,1 = 0,005 cm

∆t

=

1 0,5 50

= 0,01 mm

= 0,001 cm Sehingga : p ± ∆p = (3,6 ± 0,005) cm l ± ∆l = (1,61 ± 0,005) cm t ± ∆t = (1,523 ± 0,001) cm Menghitung V ± ∆V benda 1

V

=p.l.t = 3,6 . 1,61 . 1,523 = 8,827 cm3

∆V = |𝑡𝑙 ∆𝑝| + |𝑝𝑡 ∆𝑙| + |𝑝𝑙 ∆𝑡| =|1,523 . 1,61 . 0,005| + |3,6 . 1,523 . 0,005| + |3,65. 1,61 . 0,0001| = |0,0122| + |0,0274| + |0,0005| = 0,041 cm3

Sehingga : V ± ∆V (8,827 ± 0,041) cm3

Menghitung 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 ± ∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 1

∆t = 20 0,1 = 0,005 cm 1

∆r = 20 0,1 = 0,005 cm 1

∆m = 20 0,01 = 0,005 gr

V

= 𝜋𝑟 2 𝑡

= 3,14 . 2,362 . 0,54 = 9,443 cm3 ∆V = |𝜋𝑟 2 ∆𝑡| + |2𝜋𝑟𝑡∆𝑟| = |3,14 . 2,362 . 0,005| + |2 . 3,14 . 2,36 . 0,54 . 0,005| = |0,087| + |0,040| = 0,127 cm3

𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 =

𝑚 𝑉

= =

𝑇1−𝑇2 𝑉

87,51−76,86 9,443

= 1,127 gr/cm3 1

𝑚

∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 = |𝑉 ∆𝑚| + |𝑉 2 ∆𝑉| 1

10,56

= |9,443 0,005| + |9,4432 0,127| = |0,0005| + |0,0150| = 0,015 gr/cm3

Sehingga : 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 ± ∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 (1,127 ± 0,015) gr/cm3

Menghitung 𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 ± ∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛

𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 = =

𝑚 𝑉

=

𝑚𝑘𝑒𝑛𝑎𝑖𝑘𝑎𝑛 𝑎𝑖𝑟−𝑚𝑔𝑒𝑙𝑎𝑠

56,42−47 9,443

𝑉

= 0,997 gr/cm3

1

...(36)

𝑚

∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 = |𝑉 ∆𝑚| + |𝑉 2 ∆𝑉| 1

10,56

= |9,443 0,005| + |9,4432 0,127| = |0,0005| + |0,0150| = 0,015 gr/cm3 Sehingga : 𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 ± ∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 (0,997 ± 0,015) gr/cm3

2. PEMBAHASAN Setelah melakukan praktikum tentang densitas massa diketahui bahwa densitas adalah pengukuran massa dibagi dengan volume, densitas massa tidak bergantung oada penentuan zat, jumlah zat, sedikit banyaknya jumlah zat, memiliki massa jenis yang tetap. Hal ini menunjukan bahwa densitas merupakan ciri khas suatu zat. Perbedaan massa benda dan juga volume benda menyebabkan hasil massa jenis zat cair yang diperoleh untuk massa jenis zat cair berbeda-beda. Penggunaan teori ralat pada praktikum telah disepakati di dunia teknik dan sains dikarenakan nilai ralat memperlihatkan nilai ketidakpastian. Tanpa adalanya nilai ralat ini, maka suatu praktikum menjadi tidak ada artinya. Pada perhitungan densitas massa ini nilai ralat yang digunakan pada jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca, ralat volume, dan ralat densitas. Yang akhirnya ditemukan bahwa pada benda 1 memiliki : V ± ∆V (9,870 ± 0,041) cm3

𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 ± ∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 (1,160 ± 0,016) gr/cm3 𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 ± ∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛

(1,278 ± 0,016) gr/cm3 Yang akhirnya ditemukan bahwa pada benda 2 memiliki : V ± ∆V (8,827 ± 0,041) cm3

𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 ± ∆𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 (1,127 ± 0,015) gr/cm3 𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 ± ∆𝜌𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 (0,997 ± 0,015) gr/cm3

3. KESIMPULAN Hasil dari praktikum kali ini bisa disimpulkan bahwa, setelah mengetahu bahwa densitas adalah perbandingan antara massa benda dengan volume benda, maka harus diketahui massa benda ketika di udara dan di dalam zat cair. Kemudian dicari volume kenaikan airnya. Maka diketahui densitas massa benda tersebut. Penggunaan ralat pengukuran tunggal maupun berulang untuk menghitung volume suatu permukaan batang zat padat. Pada percobaan ini densitas massa dapat diukur dengan menggunakan prinsip kerja mekanika Newton dengan hasil :  Benda 1 (𝜌 ± ∆𝜌)𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 = 1,160 ± 0,016 gr/cm3  Benda 2 (𝜌 ± ∆𝜌)𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 = 1,127 ± 0,015 gr/cm3  Benda 1 (𝜌 ± ∆𝜌)𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 = 1,278 ± 0,016 gr/cm3  Benda 2 (𝜌 ± ∆𝜌)𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 = 0,997 ± 0,015 gr/cm3 Pada praktikum adanya ketidaksesuaian antara praktikum dengan teori maupun literature dikarenakan keterbatasan alat yang kurang representative untuk dilakukan percobaan yang baik serta pengukuran tunggal dan berulang yang memperlihatkan hasil yang kurang teliti

DAFTAR PUSTAKA 1. Halliday, D., Resnick., Walker, Fundamental of Physics-Extended, 5𝑡ℎ , John Wiley & Sons, New York 1997. 2. Mary L Boas, Mathematical Methods in The Physical Sciences, John Wiley and Sons Inc, Canada, 2006. 3. Vidia, Galih dan Mulyono, Olimpiade Fisika SMA, CV. Andi Publisher, Yogyakarta, 2011. 4. http://ahaznam.blogspot.co.id/2012/08/daya-apung-buoyancy.html (diakses pada 15 November 2016) 5. http://dokumen.tips/documents/hukum-archimedes-dan-penerapanpdf.html (diakses pada 15 November 2016)