Post on 04-Jan-2016
description
BAB IPENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Disekitar kita,kadang pernah mengamati bahwa sebuah
benda yang diletakan di dalam air terasa lebih ringan dibandingkan
dengan beratnya ketika di udara kadang ada yang terapung,kadang
juga ada benda yang melayang didalam air,kadang juga ada benda
yang tenggelam di dalam air. Jika benda dicelupkan dalam zat cair,
sesungguhnya berat benda itu tidak berkurang. Gaya tarik bumi
kepada benda itu besarnya tetap. Akan tetapi zat cair mengadakan
yang arahnya ke atas kepada setiap benda yang tercelup di
dalamnya. Ini menyebabkan berat benda seakan-akan berkurang.Menghitung gaya ke atas dalam zat cair sesungguhnya dapat kita lakukan dengan menggunakan pengetahuan kita tentang tekanan di dalam zat cair Pada kesempatan ini kita akan membahas hukum archimedes secara mendetail, karena dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis gerak yang menyerupai sistem ini. Aplikasi hukum archimedes dapat kita jumpai dalam berbagai peralatan misalnya hidrometer , kapal laut, kapal selam, dan balon udara.
TUJUANo Menentukan massa jenis zat cair berdasarkan hukum
Archimedes
RUMUSAN MASALAHo Bagaimana hubungan antara massa jenis zat cair
dengan gaya ke atas?o Manakah massa jenis yang paling besar dari kedua zat cair
tersebut?
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
Hukum ArchimedesHukum Archimedes mengatakan bahwa "Jika suatu benda
dicelupkan ke dalam sesuatu zat cair, maka benda itu akan
mendapat tekanan keatas yang sama besarnya dengan beratnya
zat cair yang terdesak oleh benda tersebut".
Rumus Prinsip Hukum Archimedes
FA=ρ.g.V
Keterangan :
FA = Tekanan Archimedes = N/m2
ρ = Massa Jenis Zat Cair = Kg/M3
g = Gravitasi = N/Kg
V = Volume Benda Tercelup = M3
Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur
dalam air daripada di udara karena dalam air, benda mendapat
gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang
sesungguhnya.
Dalam Persamaan :
Wb = mb.g
Ketika dalam air, dikatakan memiliki berat semu, dinyatakan
dengan:
Wdf = Wb – FA
Keterangan :
Wdf : berat dalam fluida, dikatakan juga berat semu (N)
Wb : berat benda sesungguhnnya, atau berat di udara (N)
FA : gaya angkat ke atas (N)
Gaya angkat ke atas ini yang disebut juga gaya apung.
Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat
diturunkan dari hukum newton juga. Bila gaya archimedes sama
dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda melayang .
- Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang
- Jika rapat massa fluida lebih kecil daripada rapat massa telur maka
agar telur berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang
dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume telur.Artinya tidak
seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain
benda mengapung. Agar benda melayang maka volume zat cair
yang dipindahkan harus sama dengan volume telur dan
rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda. Jika
rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka
benda akan mengalamigaya total ke bawah yang tidak sama
dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam. Berdasarkan
Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair
akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W)
dan gaya ke atas (FA) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga
peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut
yaitu seperti berikut.
• Tenggelam
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam
jika berat benda (W)
lebih besar dari gaya ke atas (FA).
W > FA
pb Vb g > pf Vf g
pb > pf
Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa
zat cair (p)
• Melayang
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang
jika berat benda (W) sama dengan gaya ke atas (FA) atu benda
tersebut tersebut dalam keadaansetimbang
W = FA
pb Vb g = pf Vf g
pb = pf
Pada 2 benda atau lebih yang melayang dalam zat cair akan berlaku
:
EA = Eb
• Terapung
Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika
berat benda (W) lebih kecil dari gaya ke atas (FA).
W > FA
pb Vb g > pf Vf g
pb > pf
Penemuannya
Pada suatu hari Archimedes dimintai Raja Hieron II untuk
menyelidiki apakah mahkota emasnya dicampuri perak atau tidak.
Archimedes memikirkan masalah ini dengan sungguh-sungguh.
Hingga ia merasa sangat letih dan menceburkan dirinya dalam bak
mandi umum penuh dengan air. Lalu, ia memperhatikan ada air
yang tumpah ke lantai dan seketika itu pula ia menemukan
jawabannya. Ia bangkit berdiri, dan berlari sepanjang jalan ke
rumah dengan telanjang bulat. Setiba di rumah ia berteriak pada
istrinya, "Eureka! Eureka!" yang artinya "sudah kutemukan! sudah
kutemukan!" Lalu ia membuat hukum Archimedes.
Dengan itu ia membuktikan bahwa mahkota raja dicampuri
dengan perak. Tukang yang membuatnya dihukum mati.
Penemuan yang lain adalah tentang prinsip matematis tuas,
sistem katrol yang didemonstrasikannya dengan menarik sebuah
kapal sendirian saja. Ulir penak, yaitu rancangan model planetarium
yang dapat menunjukkan gerak matahari, bulan, planet-planet, dan
kemungkinan konstelasi di langit.
Di bidang matematika, penemuannya terhadap nilai pi lebih
mendekati dari ilmuan sebelumnya, yaitu 223/71 dan 220/70.
Archimedes adalah orang yang mendasarkan penemuannya dengan
eksperimen sehingga ia dijuluki Bapak IPA Eksperimental
D Massa Jenis
1. Satuan Massa JenisSatuan massa jenis dalam SI adalah kg/m3. Bagaimana cara
mengubah satuanmassa jenis kg/m3 menjadi g/cm3 ataupun
sebaliknya? Tentu kamu dapat melakukannya dengan cara sebagai
berikut.
Misalnya massa jenis air 1000 kg/m3. Konversikan ke dalam g/cm3
2. Menentukan Massa Jenis Zat Padata. Bentuknya teratur
Langkah yang harus dilakukan adalah mengukur massa zat dengan
menggunakan neraca atau timbangan. Volume zat dapat dihitung
menggunakan rumus berdasarkan bentuknya misalnya, kubus,
balok. Langkah terakhir menentukan massa jenis zat dengan
membagi massa zat dengan volume zat.
b. Bentuknya tidak teratur
Misalnya yang hendak kamu ketahui adalah massa jenis batu.
Langkah yang harus kamu lakukan sebagai berikut :
1) Timbanglah batu dengan menggunakan neraca untuk
mengetahui massa batu. Catat hasil pengukuranmu!
2) Sediakan gelas ukur dan tuangkan air ke dalam gelas ukur
tersebut. Catat volumenya, misal V1 = 50 ml.
3) Masukkan batu yang hendak kamu ketahui volumenya ke dalam
gelas ukur yang berisi air. Catat kenaikan volume airnya, misalnya
V2 = 70 ml.
4) Volume batu = V2 – V1
5) Massa jenis zat merupakan hasil bagi massa zat dengan volume
zat.
3. Menentukan Massa Jenis Zat CairMassa jenis zat cair dapat diukur langsung dengan menggunakan
hidrometer. Hidrometer memiliki skala massa jenis dan pemberat
yang dapat mengakibatkan posisi hidrometer vertikal. Cara
mengetahui massa jenis zat cair adalah dengan memasukkan
hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Hasil pengukuran dapat
diperoleh dengan acuan semakin dalam hidrometer tercelup,
menyatakan massa jenis zat cair yang diukur semakin kecil. Atau
dapat pula menggunakan rumus seperti yang diatas.
BAB IIIMETODE
Alat dan Bahan : Neraca pegas
Gelas ukur
Benda yang berbeda jenisLangkah Kerja :
Menyiapkan alat dan bahan Mengikat benda dengan tali pada neraca pegas, mengukur berat
benda diudara dan mencatat hasilnya Menimbang benda di dalam air pada gelas ukur dengan neraca
pegas, mencatat volum air sebelum (Vo) benda di masukan dan volum setelah (V) benda dimasukan dan mencatatnya.
Menghitung massa jenis benda jika massa jenis air 1gram/cm³. Berat benda di udara = ……………… volum air mula-mula(Vo)=………
Berat benda dalam air = ……………… volum air akhir (V) =………
Massa jenis benda = ………………
Mengulang dari langkah nomor 2 dan 3 benda dimasukan ke dalam zat cair yang berbeda, dengan hasil massa jenis (nomor 4), menghitung massa jenis zat cairnya dan memasukan data dalam tabel
BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A.Hasil Pengamatan1. Tabel hasil penelitian dalam zat cair berupa air
BENDA WU (N) WA (N) FA (N) V0 (m3) V (m3) ∆V (m3)
= Vb
Massa jenis
zat cair
I 25 X 10-2 15 x 10-2 10 x 10-2 100 x 10-6 110 x 10-6 10 x 10-6 1000 kg/m3
II 18 X 10-2 10 x 10-2 8 x 10-2 100 x 10-6 104 x 10-6 4 x 10-6 2000kg/m3
III 30 X 10-2 20 x 10-2 10 x 10-2 100 x 10-6 112 x 10-6 12 x 10-6 830 kg/m3
2. Tabel hasil penelitian dalam zat cair berupa minyak
BENDA WU (N) WM (N) FA (N) V0 (m3) V (m3) ∆V (m3) =
Vb
Massa jenis
zat cair
I 25 X 10-2 15 x 10-2 10 x 10-2 200 x 10-6 210 x 10-6 10 x 10-6 1000 kg/m3
II 18 X 10-2 10 x 10-2 8 x 10-2 27 x 10-6 33 x 10-6 6 x 10-6 1330 kg/m3
III 30 X 10-2 20 x 10-2 10 x 10-2 60 x 10-6 74 x 10-6 14 x 10-6 700 kg/m3
B.Pembahasan
Benda dalam air
Benda IF = Wu – Wa
= 25 X 10-2 - 15 x 10-2
= 10 x 10-2
FV.g
10 x 10-2 = 10 x 10-
6 10 = 1000 kg/m3
g/cm3
= 2500 kg/m3
Benda IIF = Wu – Wa
= 18 X 10-2 - 10 x 10-2
= 8 x 10-2
FV.g
8 x 10-2 = 4 x 10-6 10 = 2000 kg/m3
g/cm3
= 4500 kg/m3
Benda IIIF = Wu – Wa
= 30 X 10-2 - 20 x 10-2
= 10 x 10-2
FV.g
10 x 10-2 = 12 x 10-
6 10 = 830 kg/m3
g/cm3
= 2500 kg/m3
Benda dalam minyak
Benda IF = Wu – Wa
= 25 X 10-2 - 15 x
Benda IIF = Wu – Wa
= 18 X 10-2 - 10 x
Benda IIIF = Wu – Wa
= 30 X 10-2 - 20 x
10-2
= 10 x 10-2
FV.g
10 x 10-2 = 10 x 10-
6 10 = 1000 kg/m3
g/cm3
= 1500 kg/3
10-2
= 8 x 10-2
FV.g
8 x 10-2 = 6 x 10-6 10 = 1330 kg/m3
g/cm3
=1670 kg/m3
10-2
= 10 x 10-2
FV.g
10 x 10-2 = 14 x 10-
610 = 700 kg/m3
g/cm3
=1430 kg/m3
BAB VPENUTUP
Ternyata dari hasil yang didapatkan, pada benda I,II,dan III yang dicelupkan dalam zat cair berupa air memiliki gaya ke atas yang sama dengan benda yang dicelupkan ke dalam zat cair berupa minyak namun massa jenis mereka berbeda.
Dari seluruh hasil percobaan menentukan massa jenis zat cair, didapatkan beberapa kesimpulan yaitu :
1. Massa jenis benda dengan :
Massa jenis benda yang dicelupkan dalam air benda I= 2500 kg/m3, II = 4500
kg/m3, dan III = 2500 kg/m3
Massa jenis benda yang dicelupkan dalam minyak benda I= 1500 kg/m3, II=1670
kg/m3, dan III = 1430 kg/m3
SARAN Hendaknya berhati-hati dalam melakukan praktikum, hingga
diperoleh hasil yang maksimum Melakukan pengukuran berulang agar hasil yang di peroleh dapat lebih akurat
DAFTAR PUSTAKA
Ibrahim, Solihin. 2000. Fisika. erlangga: Jakarta http/id.wikipedia,org/wiki/hukum archimides (http://www.gurumuda.com/2008/10/hukum-
hukumarchimedes/) www.google.com
http://www.scribd.com/doc/8188870/Massa-Jenis www.gudangmateri.com