Massa jenis zat

Cara mengukur massa jenis zat Misalnya massa jenis air :1. Timbang massa air dengan

neraca 2. Ukur volume air dengan gelas

ukur3. Bagi massa air dengan volume air yang telah di ukur

Jadi massa jenis zat adalah perbandingan antara massa dengan volume

Secara matematis di rumuskan:ρ = m / V

Dengan : m = massa

V = volume zat

ContohContohSepotong emas yang bentuknya seperti sepedah akan di tentukan Sepotong emas yang bentuknya seperti sepedah akan di tentukan massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm 33 . Bila . Bila massa jenis emas = 19,3 gram/cmmassa jenis emas = 19,3 gram/cm3 3 , berapakah massa emas , berapakah massa emas tersebut .tersebut .

Diket :Diket :ρρ = 19,3 gr/cm = 19,3 gr/cm 3 3

V V = 3, 75 cm = 3, 75 cm 33

Ditanya : m Ditanya : m

Jawab : Jawab :

m = m = ρρVV

= 19,3 x 3,75 = 19,3 x 3,75

= 27,375 gram = 27,375 gram

Tekanan ( p )Tekanan ( p )

Misalnya tekanan air Misalnya tekanan air Cara mengukur tekanan zat :Cara mengukur tekanan zat :1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur 1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur 2. Timbang air yang ada dalam gelas ukur dengan 2. Timbang air yang ada dalam gelas ukur dengan

neraca neraca3. Hitung berat air dengan pers. W = mg3. Hitung berat air dengan pers. W = mg4. Hitung luas permukaan gelas ukur 4. Hitung luas permukaan gelas ukur 5. Bagi berat air dengan luas permukaan gelas 5. Bagi berat air dengan luas permukaan gelas

ukur ukur

Jadi tekanan zat adalah gaya Jadi tekanan zat adalah gaya yang bekerja pada benda tiap yang bekerja pada benda tiap

satuan luas bendasatuan luas bendaDi rumuskan :Di rumuskan :

P = F / AP = F / Adengan :dengan :

F = gaya yang bekerja pada F = gaya yang bekerja pada bendabenda

A = luas penampang bendaA = luas penampang benda

Tekana Hidrostatis (PTekana Hidrostatis (Phh))

Di rumuskanDi rumuskan

PPhh = F / A = F / A

= mg / A= mg / A = = ρρVg / AVg / A = = ρρAhg / AAhg / A = = ρρhghg

Contoh : 2

Sebuah logam paduan ( alloy ) dibuat dari 0,04 kg logam A dengan massa jenis 8000 kg/m3 dan 0,10 kg logam B dengan massa jenis 10000 kg/m3 . Hitung massa jenis rata – rata logam paduan itu.

Diket :Logam A :m A = 0,04 kg dan ρ A= 8000 kg/ m3

Logam B :m B = 0,10 kg dan ρ B= 10000 kg /m3

Ditanya : massa jenis rata – rata logam paduan

Jawab:Jawab:Massa total logam = mMassa total logam = mAA + m + mBB

= 0,04 + 0,10= 0,04 + 0,10= 0,14 kg= 0,14 kg

Volume total = VVolume total = VAA + V + VBB

=( m=( mAA / /ρρ AA) + (m) + (mB B //ρρ BB) ) = (0,04/8000) + (0,10/10000) = (0,04/8000) + (0,10/10000)

= 0,6/40000= 0,6/40000Maka Maka

Massa jenis logam paduan = massa total : Massa jenis logam paduan = massa total : volume totalvolume total

= 0,14 : (0,6/40000)= 0,14 : (0,6/40000)= 9333 kg /m= 9333 kg /m33

Tekananan pada suatu kedalaman

P = Po + Ph

P = Po + ρ g h

Dengan :Po = tekanan udara luar

h = ke dalaman di ukur dari permukaan

ρ = massa jenis fluida

g = percepatan gravitasi

P

Barometer Raksa

PA = PB

Po = ρ g h

Dengan :

ρ = massa jenis raksa

= 13,6 gr / cm 3

g = percepatan gravitasi

= 9,8 m / s2

h = tinggi raksa dalam pipa kapiler (cm atau m)

Po = tekanan udara luar

= 1 atm atau 76 cm Hg

AA •BB

PPoo = = ρρ g h g h

= (13,6 x 10= (13,6 x 10 3 3 )(9,8)(0,76))(9,8)(0,76)

JadiJadi

1 atm = 1,013 x 101 atm = 1,013 x 1055 N/m N/m22

Hukum PascalHukum Pascal

Tekanan yang di berikan kepada Tekanan yang di berikan kepada fluida yang memenuhi sebuah fluida yang memenuhi sebuah ruangan di teruskan oleh fluida itu ruangan di teruskan oleh fluida itu dengan sama kuatnya ke segala dengan sama kuatnya ke segala arah tanpa mengalami arah tanpa mengalami penguranganpengurangan

Prinsip hukum Pascal

Di rumuskan :P1 = P2

(F1/A1) = (F2/A2)Dengan :F1 : gaya yang bekerja pd

piston 1F2 : gaya yang bekerja pd

piston 2A1 : luas penampang 1A2 : luas penampang 2

FF11

FF22

AA11

AA22

Beberapa peralatan yang prinsip kerjanya berdasarkan hkm. Pascal :

1. Dongkrak Hidrolik

2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik

3. Rem Hidrolik, dll

Bejana Berhubungan

Di rumuskan : P1 = P2

Po + ρ 1gh1 = Po + ρ 2gh2

ρ1h1 = ρ2h2 PPoo

PPoo

11 22hh11

hh22

Contoh:

Sebuah bejana berhubungan diisi dengan empat zat cair. Massa jenis zat cair itu masing – masing :

ρ1 = 1,2 gr/cm3, ρ2 = 8 gr/cm3

ρ3 = 0,8 gr/cm3, ρ4 = …….

h1 = 20 cm, h2 = 24 cm, h3 = 12 cm dan

h4 = 18 cm dan ho = 10 cm

Perhatikan gambar berikut:

Tentukan ρ4

ρρ11

ρρ22

ρρ44

ρρ33

h2h1

ho

h3h4

Hukum Archimedes

• Memahami hkm Archimedes dengan kajian eksperimen sederhana:

1. Siapkan sebuah beban, neraca pegas, gelas ukur dan air secukupnya.

2. Masukan air dalam gelas ukur dan catat volumenya (Vo)

3. Timbang beban dengan neraca pegas dan catat beratnya (w1).

4. Beban yang masih tergantung pd neraca pegas, masukan dalam gelas ukur yang berisi air, catat volume air (V1) dan berat beban dalam air (w2).

5. Hitung perbedaan volume air dan berat beban.6. Bagaimana kesimpulannya

Gaya ke atas :

Maka di rumuskan :Wbf = w – Fa

Fa = w – wbf

atauFa = F2 – F1

= P2 A – P1 A = (P2 – P1)A

= ρf ghA = (ρf g) (hbf A) = (ρf g) Vbf

maka gaya ke atas di rumuskan :

Fa = (ρf g) Vbf

FFaa

W = mgW = mg

FF22

FF11

Dengan:ρf = massa jenis fluida (kg/m3)Vbf = volume benda dalam fluida (m3)Fa = gaya ke atas (N)

Jadi dapat di simpulkan :

• Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam fluida mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan

Contoh soal :Contoh soal :• Sebatang almunium digantung pada

seutas kawat. Kemudian seluruh almunium di celupkan ke dalam sebuah bejana berisi air. Massa almunium 1 kg dan massa jenisnya 2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan kawat sebelum dan sesudah almunium di celupkan ke air.

Penyelesaian:

Sebelum di celupkan air:

∑Fy = 0

T1 – mg = 0

T1 = mg

T1 = 1 x10

T1 = 10 N

TT11

mgmg

Sesudah dicelupkan :Sesudah dicelupkan :

∑∑FFyy = 0 = 0TT22 + F + Faa – mg = 0 – mg = 0

TT22 = mg – F = mg – Faa

TT22 = 1 x 10 – F = 1 x 10 – Faa

TT22 = 10 - F = 10 - Faa

mgmg

TT22

FaFa

Volume Al :

VAl = m / ρ = 1 / (2,7 x 103)

Maka Fa = Val ρf g

= 3,7 N

Sehingga :

T2 = 10 – 3,7

= 6,3 N

Mengapung

Karena bendanya seimbang, maka :

∑Fy = 0

Fa – w = 0

Fa = w

Fa = mb g

Fa = (ρb Vb) g

(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g

ρb = (Vbf/Vb) ρf

ww

FaFa

hhbb

hhbfbf

ρρbb ρρff<<

Atau

ρb = (Vbf/Vb) ρf

= (A hbf / A hb) ρf

ρb = ( hbf / hb ) ρf

Dengan :

ρb = massa jenis benda (kg / m3)

ρf = masa jenis fluida (kg / m3)

hb = tinggi benda (m)

hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

Kesimpulan :

Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan mengapung, bila massa jenis rata – rata benda lebih kecil daripada massa jenis fluida.

Syarat benda mengapung :

ρb < ρf

Contoh :

Sebuah benda di celupkan ke dalam alkohol ( massa jenis = 0,9 gr/cm3). Hanya 1/3 bagian benda yang muncul di permukaan alkohol. Tentukan massa jenis benda!Diket :ρ f = 0,9 gr/cm3

Bagian yang muncul =( 1/3 )hb, sehingga :

hbf = hb – (1/3)hb = (2/3)hb

Ditanya : Massa jenis benda (ρ b)Jawab :

36,0

9,032

cmg

b

b

b

b

fb

bfb

h

h

h

h

=

=

=

ρ

ρ

ρρ

Melayang

Syarat benda melayang :

Fa = w

(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g

(ρf Vb) g = (ρb Vb) g

ρf = ρb

FaFa

ww

ρρbbρρff==

Kesimpulan :

Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan melayang, bila massa jenis rata – rata benda sama dengan massa jenis fluida.

Syarat benda melayang:

ρb = ρf

Contoh :

Sebuah balok kayu yang massa jenisnya 800 kg/m3 terapung di air. Selembar aluminium yang massanya 54 gram dan massa jenisnya 2700 kg/m3 diikatkan di atas kayu itu sehingga sistem ini melayang. Tentukan volume kayu itu !

Diket :

kayukayu

aluminiumaluminium

wwkk wwAlAlFFakakFFaAlaAl

Di tanya : volume kayu (Vk)

Jawab :ΣF = 0

Fak + FaAl – wk – wAl = 0

Fak + FaAl = wk + wAl

ρ f g Vk + ρ f g VAl = mkg + mAlg

ρ f Vk + ρ f VAl = mk + mAl

ρ f Vk + ρ f (mAl/ ρ Al) = ρ k Vk+ mAl

1 Vk + 1 (54/2,7) = 0,8 Vk + 54

Vk + 20 = 0,8 Vk + 54

Vk = 170 cm3

Tenggelam

Dengan cara yang sama di peroleh :

ρb > ρf

Kesimpulan :

Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam, bila massa jenis rata – rata benda lebih besar daripada massa jenis fluida.ww

FaFa

Tantangan :

Sebuah balok mempunyai luas penampang A, tinggi l, dan massa jenis ρ. Balok ada pd keseimbangan di antara dua jenis fluida dengan massa jenis ρ1 dan ρ2 dengan ρ1 < ρ < ρ2 .Fluida – fluida itu tidak bercampur.

Buktikan : Fa = [ρ1gy + ρ2 g(l – y)]A

Buktikan : ρ = [ρ1y + ρ2 (l – y)]/l

Ini gambarnya!

ρ2

ρ1

ρy

l

TEGANGAN PERMUKAAN

• CONTOH:

Contoh : Silet dapat mengapung di air Nyamuk dapat hinggap di atas airSecara matematis tegangan permukaan di

rumuskan :

l

F=γ Dengan:F : gaya (N)l : panjang (m)γ ; tegangan permukaan (N/m)

Atau

Di rumuskan :

A

W=γ

Dengan :W = usaha (J)A = luas penampang (m2)

γ = tegangan permukaan (J/m2)

Tegangan permukaan pd sebuah bola

θγ

θγ

cos

cos

lFl

F

y

y

=

=

Dari gambar di peroleh :

Karena

maka :rl π2=

Fy = 2 π r γ cos θ

Contoh :

Seekor serangga berada di atas permukaan air. Telapak kaki serangga tersebut dapat di anggap sebagai bola kecil dengan jari – jari 3 x 10-5 m. Berat serangga adalah 4,5 x 10-5 N dan tubuhnya di sangga oleh empat buah kaki. Tentukan sudut yang dibentuk kaki serangga dengan bidang vertikal.

Diket :r = 3 x 10-5 m

w = 4,5 x 10-5 N

n = 4

γ = 0,072 Nm-1

Ditanya : θ

Penyelesaian

0

5

5

33

83,0cos

4.072,0.10.3.14,3.2

10.5,4cos

2cos

cos2

cos2

==

=

=

=

=

−

−

θθ

θ

γπθ

θγπ

θγπ

nr

w

rn

w

rFy

Diskusi dan interaksi

Mengapa deterjen sering digunakan untuk mencuci pakaian agar pakaian menjadi bersih ?

Meniskus

Adalah bentuk cembung atau cekung permukaan zat cair akibat tegangan permukaan.

airair RaksaRaksa

θθ

θθ

Proses pembentukan meniskus cekung dan cembung

Adhesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel tak sejenis.

Kohesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel sejenis.

Perhatiakan gambar berikut:

Air Raksa

θθ

FFaa

FFkkFFRR

FFaa

FFkkFFRR

θθ

Kapilaritas :

Adalah peristiwa naik turunnya permukaan zat cair di dalam pipa kapiler.

Contoh :peristiwa naiknya minyak tanah pd sumbu kompor.

Air pd tanaman sampai ke daun

Dan lain-lain.

Perhatikan gambar berikut :

Air Raksa

y

γ θ

water

y

γ θ

mercury

Secara matematis :

Air

y

γ θ

water

gry

rygr

rmg

rw

rFy

ρθγ

θγπρπθγπ

θγπθγπ

cos2

cos2

cos2

cos2

cos2

2

=

=

==

=

Contoh :

Sebuah pipa kapiler mempunyai diameter 0,002 cm dan di masukkan ke dalam wadah berisi air. Jika tegangan permukaan air adalah 0,072 N/m dan sudut kontak 00, tentukan ketinggian air pd pipa kapiler tersebut akibat dorongan tegangan permukaan.

Penyelesaian :Diket :γ = 0,072 N/m , θ = 00, g = 10 m/s2

ρ = 1000 kg/m3, r = 0,001 cm= 10-5mDitanya : yJawab:y =(2 γcos θ)/ρgr = [(2)0,072 cos 00] /[1000(10)10-5] = 1,44 m

Sihir korek api

Alat dan bahan :

1. Korek api

2. Semangkok air

3. Sabun

4. Gula batu

Langkah-langkah sihir:

1. Letakkan dengan hati-hati 10 batang korek api pada permukaan air.

2. Masukkan gula batu di tengah-tengah mangkok, kemudian amati apa yang terjadi.

3. Ambil gula batu dan ganti dengan sabun, amati apa yang terjadi.

4. Kesimpulane opo Rek ?

Membuat kapal sederhana:

Alat dan Bahan :

1. Karton

2. Gunting

3. Sabun

4. Tempat air

Langkah Kerja :

1. Gunting karton seperti gambar di bawah ini

2. Isilah tempat air dengan air yang bersih dan biarkan air tenang.

3. Tempelkan segumpal kecil sabun pada belakang kapal dan letakkan kapal pd permukaan air. Amati apa yang terjadi ?

Kelompok 2:

Farica Hadianti Deliana

Felly Oktalina

Lingga Curnia Dewi

Kesimpulan:

1. Gula batu yang dimasukkan di tengah cawan akan menyerap sejumlah air sehingga memperbesar tegangan permukaan air dan menarik korek api di sekitarnya.

2. Sabun yang dimasukkan di tengah – tengah cawan, menyebabkan tegangan permukaan air menjadi lebih kecil dengan begitu batang korek api di sekitarnya bergerak menjauhi sabun.

3. Jika tegangan diperbesar, maka benda tersebut mempunyai daya kapilaritas yang besar. Sehingga dapat menarik benda di sekitarnya. Dan sebaliknya.

KELOMPOK 1

Afitri widya hasanah

Daniar P.E

Kesimpulan

Percobaan 1

Gula batu membuat korek api mendekatinya karena gula batu menyerap sejumlah air disekitarnya sehingga arus air mengalir menuju gula batu dan batang korek api bergerak menuju gula batu.

Percobaan 2

Gumpalan sabun membuat tegangan permukaan air didekat sabun menjadi lebih kecil dan tegangan air disekitar tepi cawan menarik batang2 korek api menjauh dari gumpalan sabun.

Kesimpulan seluruhnya

Gula batu mempunyai sifat menyerap air disekitarnya karena mempunyai daya kapilaritas sedangkan sabun mempunyai sifat memperkecil tegangan permukaan air.

KELOMPOK 3 :

Eny Faridah

Evie Salis Rahmawati

Irwan Suwito

A. PEMBERIAN GULA BATUPada saat gula batu diletakkan ditengah-tengah wadah, korek api yang semula diam menjadi bergerak menuju ke gula batu tersebut (mengumpul).

Pada saat gula batu berada di tengah wadah, gula batu menyerap sejumlah air. Suatu arus kecil mengalir menuju gula batu sambil menarik batang-batang korek api.

B. PEMBERIAN SABUN

Pada saat sabun diletakkan di tengah-tengah wadah, korek api yang semula diam menjadi bergerak menjauhi sabun tersebut (menyebar)

Pada saat sabun berada di tengah wadah, tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil, dan tegangan permukaan air disekitar tepi mangkok menarik batang-batang korek api menjauh dari gumpalan sabun.

KESIMPULAN SELURUHNYA

Gula batu memperbesar tegangan permukaan air sehingga batang-batang korek api tertarik oleh gula batu

Sabun memperkecil tegangan permukaan air sehingga batang korek api menjauhi sabun

KELOMPOK 4 :

Aditya Alpha T.

Dinar Wahyu H.

Fani Widayanto

Radik Khairil I.

Kesimpulan Pertama

Dari percobaan pertama, dapat disimpulkan bahwa pada saat gula dimasukkan ke dalam air, gula batu menyerap sejumlah air, sehingga batang-batang korek api ikut tertarik.

Kesimpulan Kedua

Dari percobaan kedua dapat disimpulkan bahwa saat sabun diletakkan di tengah-tengah batang korek api, tegangan permukaan air dekat sabun manjadi lebih kecil dan tegangan permukaan di tepi mangkok menarik batang korek api.

Kesimpulan Ketiga

Gula batu yang dimasukkan ke air menyebabkan tegangan permukaan air semakin besar. Sedangkan sabun yang dimasukkan ke air menyebabkan tegangan permukaan air semakin kecil.

Dan terjadi gaya adhesi(tarik menarik antara substansi yang tak sejenis) antara gula batu dan air, yang menyebabkan korek api tertarik ke arah gula batu.

KELOMPOK 5

Septiyan Ikayanti

Titin Yuliati

Yosi Triliana I.

Kesimpulan

Ketika pada cawan diletakkan gula batu, gula batu menyerap sejumlah air, sehingga timbul arus kecil menuju gula dan menarik batang-batang korek api. Ini disebabkan karena gaya adhesi yang timbul antara gula batu dan air yang menyebabkan tegangan permukaan di sekitar gula batu menjadi lebih besar.

Ketika pada tengah-tengah cawan diletakkan sabun, tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil, dan tegangan permukaan air di sekitar tepi cawan menarik batang-batang korek api menjauh dari gumpalan sabun.

KELOMPOK 6

DEVITA O.

EFRILLIA R.

IKA PUSPITA

RENY H.

KESIMPULAN PERTAMA

Bila gula batu diletakkan di tengah-tengah korek api maka korek api akan mendekati gula batu.

hal ini disebabkan karna gula menyerap sejumlah air sehingga ada arus yang mengalir menuju gula batu,akibatnya batang korek api mendekati gula batu.

KESIMPULAN KEDUA

Gumpalan sabun membuat tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil dan tegangan air di sekitar tepi mangkuk menarik batang korek api menjauh dari sabun.

KESIMPULAN SELURUHNYA

Gula batu menyerap air yang ada di sekitarnya karena mempunyai daya kapilaritas,sedangkan gumpalan sabun memperkecil tegangan air.