LAPORAN PRAKTIKUM BIOFISIKA PENGUKURAN MASSA JENIS BENDA PADATDENGAN PRINSIP ARCHIMEDES

Oleh :Wahana Cahya Wibawa10315244012

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2013

PENGUKURAN MASSA JENIS BENDA PADATDENGAN PRINSIP ARCHIMEDES

A. TUJUAN 1. Menunjukkan adanya gaya tekan ke atas Archimedes2. Menentukan massa jenis benda padatB. DASAR TEORINeraca lengan lazimnya digunakan untuk mengukur massa suatu benda. Namun demikian neraca lengan tersebut dapat difungsikan atau direkayasa sehingga dapat digunakan untuk mengukur massa jenis zat padat atau zat cair. Neraca lengan Ohaus mempunyai ketelitian yang tinggi yaitu dapat sampai 0,01 gram. Selain digunakan untuk mengukur massa jenis zat padat juga dapat dipergunakan untuk memperagakan adanya gaya tekan ke atas Archimedes dengan teliti. Menurut Archimedes jika sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Gaya Archimedes dapat dihitung dengan rumus:FA = VgFA = gaya tekan ke atas Archimedes (N) = massa jenis fluida (kg/m3)V = Volume benda (m3) g = percepatan gravitasi (m/s2)Gaya tekan ke atas : FA = aVgberat benda di udara w = mg = bVg(V) = Berat benda di air w = mgGaya tekan ke atas: FA = w w aVg = w w a = m mb = a (massa jenis benda padat yang dicari)Dengan, m = massa benda di udaram= massa benda di aira = massa jenis airb = massa jenis bendaTabel massa jenis benda:

C. ALAT DAN BAHAN1. Neraca lengan2. Gelas beker3. Macam macam benda padat : tembaga, kuningan, besi, aluminium, plastik dan kayu (semua berbentuk kubus)4. Benang / tali5. Air

D. LANGKAH KERJA

Keterangan Gambar:a. Benang/ talib. Benda yang diukurc. Gelas Bekerd. Air

E. DATA PERCOBAANNo.Nama BendaMassa benda di udara (m) gramMassa benda di dalam air (m) gram

1.Tembaga 70,9563,18

2.Besi 61,5353,70

3.Kuningan 67,2359,56

4.Aluminium21,4313,72

5.Fiber12,133,7

6.Kayu5,500

F. ANALISISMenentukan Gaya Tekan ke Atas (Fa) Archimedes = Wu Wa

Keterangan:= Gaya apung atau gaya ke atas (N)Wu = Gaya berat benda di udara (N)Wa= Gaya berat benda di dalam air (N)

a. b. Tembaga = Wu Wa= 0,709 0,631 = 0,078 Nc. Besi = Wu Wa= 0,615 0,537 = 0,078 Nd. Kuningan= Wu Wa= 0,672 0,595 = 0,077 Ne. Aluminium= Wu Wa= 0,214 0,137 = 0,077 Nf. Fiber= Wu Wa= 0,121 0,037 = 0,084 Ng. Kayu= Wu Wa= 0,055 0 = 0,055 N

Menentukan Massa Jenis Zat Padat

Keterangan: : Massa Jenis Benda (g/cm3) : Massa benda di udara (g) : Massa benda di dalam air (g) : Massa Jenis air (g/cm3)a. b. Tembaga

= = 9,08 gr/cm3c. Besi

= = 7,88 gr/cm3d. Kuningan

= = 8,72 gr/cm3e. Aluminium

= = 2,78 gr/cm3f. Fiber

= = 1,44 gr/cm3g. Kayu

= = 1 gr/cm3

G. PEMBAHASANPercobaan selanjutnya yang dilakukan adalah percobaan Pengukuran Massa Jenis Benda Padat dengan Prinsip Archimedes. Percobaan tersebut memiliki tujuan menunjukkan adanya gaya tekan ke atas archimedes dan menentukan massa jenis benda padat. Alat dan bahan yang diperlukan adalah neraca lengan, digunakan untuk mengukur massa benda. Gelas beker, digunakan sebagai tempat air. Macam-macam benda padat (kubus logam), sebagai logam yang akan diukur. Benang/tali dan air.Langkah kerja yang dilakukan yaitu menyediakan alat dan bahan yang diperlukan lalu mengikat sebuah benda (kubus logam) dengan benang dan mengikatkan benang tersebut pada neraca lengan, mengukur massa bendanya (m) gram. Langkah selanjutnya yaitu memasukkan benda ke dalam gelas beker yang telah diisi air dan menimbang besar massanya (m) gram, dengan catatan beker tersebut tidak boleh menyentuh tempat beban pada neraca lengan atau diberi penyangga dari kayu sehingga tidak menyentuh neraca). Langkah tersebut diulangi untuk bahan- bahan yang lain selanjutnya.Pada percobaan ini diperoleh data yaitu massa benda di udara (m) dan massa benda di dalam air (m) seperti pada tabel hasil percobaan diatas. Dari data yang diperoleh digunakan untuk menghitung massa jenis masing-masing benda padat dan untuk menghitung gaya tekan ke atas Archimedes.

Dalam mencari mencari gaya tekan ke atas Archimedes dengan menggunakan rumus

= Wu Wa

Keterangan:= Gaya apung atau gaya ke atas (N)Wu = Gaya berat benda di udara (N)Wa= Gaya berat benda di dalam air (N)

1. Pada tembaga gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,078 N2. Pada besi gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,078 N 3. Pada kuningan gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,077 N4. Pada aluminium gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,077 N5. Pada fiber gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,084 N6. Pada kayu gaya tekan ke atas Archimedes yang di dapatkan sebesar 0,055 NPada teori menyebutkan bahwa massa benda di dalam air lebih kecil dari pada massa benda di udara, berarti pada percobaan ini sudah sesuai dengan teori karena diperoleh massa benda di air lebih kecil daripada di udara, karena air memberikan gaya ke atas yang sebagian mengimbangi gaya berat. Ini juga sesuai dengan hukum Archimedes yaitu sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan. Namun pada percobaan yang menggunakan balok kayu gaya tekan ke atas adalah 0,055 N, nilai ini sama dengan berat kayu di udara, sedangkan berat kayu dalam air 0. Hal ini di karenakan kayu tidak berada di dalam air melainkan terapung di atas air. Sehingga berat di udara 0.Pada prinsip Archimedes, sebuah benda akan mengapung dalam fluida jika kerapatan benda lebih kecil daripada kerapatan fluida. Jika kerapatan benda lebih besar daripada kerapatan fluida maka benda akan tenggelam, dan jika kerapatan benda sama besarnya dengan kerapatan fluida maka benda akan melayang. Berarti pada percobaan ini sesuai dengan teori, karena pada hasil percobaan diperoleh massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis air sehingga benda akan tenggelam.

Adapun rumus yang digunakan prakikan untuk menghitung massa jenis benda padat yaitu

Keterangan: : Massa Jenis Benda (kg/m3) : Massa benda di udara (m) : Massa benda di dalam air (m) : Massa Jenis air (kg/m3)

Pada percobaan ini diperoleh massa jenis yaitu No.Nama BendaMassa jenis hasil percobaan (g/cm3)Massa jenis berdasarkan teori (g/cm3)

1.Tembaga 9,088,9

2.Besi 7,887,8

3.Kuningan 8,728,6

4.Aluminium2,782,7

5.Fiber1,441,21

6.Kayu1< 1

Dari hasil pengukuran massa jenis benda (b) pada masing-masing benda ternyata terdapat ketidaksesuaian dengan teori yang seperti terlihat pada tabel diatas yakni pada pengukuran masaa jenis kayu. Hal ini tidak bias di tetapkan karena massa jenis kayu kurang dari massa jenis air. Sehingga saat di ukur massa kayu dalam air tidak terdeteksi karena kayu tersebut mengapung, sehingga tidak terbaca massa di dalam air tersebut. Namun di lihat dari kenampakan fenomena tersebut dapat di tarik kesimpulan bahwa massa jenis kayu tersebut tentunya lebih kecil dari pada air. Karena kayu mengapung di atas air. Sedangkan untuk bahan-bahan lain yang di ukur memiliki kesamaan antara hasil percobaan pengukuran massa jenis dengan massa jenis yang sesuai dengan teori. Sehingga dapat di katakana bahwa praktikum yang dilakukan oleh praktikan berhasil.

H. KESIMPULAN Gaya tekan ke atas Archimedes ditunjukkan oleh pengukuran massa benda yang memberikan hasil yang berbeda ketika diukur di udara dan di air Massa jenis masing-masing benda yang terukur:No.Nama bendaMassa jenis hasil percobaan (kg/m3)Massa jenis berdasarkan teori (kg/m3)

1.Besi7649,37900

2.Alumunium2576,92700

3.Tembaga278408920

I. TUGAS1. Hasil penghitungan massa jenis pada masing-masing benda padat:No.Nama bendaMassa jenis hasil percobaan (kg/m3)Massa jenis berdasarkan teori (kg/m3)

1.Besi7649,37900

2.Alumunium2576,92700

3.Tembaga278408920

2. Cara mengukur massa jenis cairan dengan prinsip di atas adalah massa jenis sebuah benda yang telah diketahui massanya dicelupkan ke dalam cairan. Kemudian dihitung berat bendanya masing-masing di air dan di udara yaitu dengan rumus:Berat benda di udara w = mg = bVg(V) = Berat benda di air w = mgmenghitung gaya tekan ke atas dengan rumus: FA = w wSetelah volume benda diketahui dan gaya tekan keatas serta percepatan gravitasi diketahui maka massa jenis zat cair dapat ditentukan dengan rumus:FA = Vg = FA/ Vg

J. DAFTAR PUSTAKAPurwanto, Budi. 2013. Petunjuk Praktikum Biofisika. Yogyakarta: FMIPA UNYTipler, Paul N. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: ErlanggaYoung, Hugh D. 2002. Fisika Universitas Jilid 1. Jakarta : Erlangga._______. 2013. Prinsip Achimedes dan berat semu benda. Diakses dari http://www.onfisika.com/2013/02/prinsip-archimedes-dan-berat-semu-benda.html pada tanggal 14 April 2013