Laporan Praktikum Fisika Modern Docx
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA
MASSA JENIS
Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Praktikum Fisika
Tahun Ajaran 2017/2018 Fakultas Teknik Industri S1
Universitas Widyatama
Disusun Oleh:
Dicka Ardiansyah (0517104069)
Ari Akhmad Faizal (0517104070)
Ricky Ryantono (0517104073)
UNIVERSITAS WIDYATAMA
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK INDUSTRI S1
Jl. Cikutra No. 204 A Bandung Jawa Barat 40124
Telp: 022-7219517 Fax: 022-7219517
KATA PENGANTAR
Puji syukur marilah kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang mana atas berkat dan
pertolongan-Nya, saya dapat menyelesaikan laporan ini. Shalawat serta salam tak lupa kami
haturkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, kepada para keluarganya, kepada para
sahabatnya dan kepada para ummatnya hingga akhir zaman.
Penyusunan laporan “Massa Jenis” ini merupakan pemenuhan tugas mata kuliah
Praktikum Fisika tahun ajaran 2017/2018 Universitas Widyatama Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Industri yang diberikan oleh dosen pembimbing saya yaitu Bapak Rendiyatna
Ferdian, S.T.
Laporan ini berisi tentang penjelasan singkat mengenai materi Massa Jenis, dll.
Pada kesempatan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada:
1. Allah SWT, atas karunia-Nya yang telah memberikan jalan yang terbaik bagi
kami dalam pelaksanaan kuliah dalam pembuatan makalah ini.
2. Kedua orang tua kami, serta keluarga yang senantiasa mendo’akan dan
memberikan dukungan moril maupun materil, motivasi, saran, kritik serta
nasihat kepada kami.
3. Bapak Rendiyatna Ferdian S.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah
Praktikum Fisika yang senantiasa memberikan arahan, saran serta kritik dalam
pembuatan makalah ini.
4. Seluruh rekan-rekan kelas C Reguler B2 Teknik Industri Universitas
Widyatama yang telah berbagi suka duka dan senantiasa memberikan
dukungan dan motivasi bagi kami.
Tiada gading yang tak retak, kami menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini
masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik
membangun untuk makalah ini. Akhir kata, semoga makalah ini bermanfaat untuk para
pembaca.
Bandung, September 2017
Penulis
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...............................................................................................................2
DAFTAR ISI..............................................................................................................................2
BAB I PENDAHULUAN..........................................................................................................2
1.1 Latar Belakang.................................................................................................................2
1.2 Tujuan..............................................................................................................................2
BAB II LANDASAN TEORI....................................................................................................2
BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA.....................................................2
3.1 Pengumpulan Data...........................................................................................................2
3.2 Pengolahan Data.............................................................................................................26
BAB IV ANALISIS...................................................................................................................2
BAB V KESIMPULAN.............................................................................................................2
5.1
Kesimpulan..................................................................................................................2
5.2
Saran............................................................................................................................2
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Fisika sebagai induk mekanika-mekanika fluida-hidrolik-alat berat memerlukan
pengukuran-pengukuran yang sangat teliti agar gejala yang dipelajari dapat dijelaskan (dan
bisa diramalkan) dengan akurat. Sebenarnya pengukuran tidak hanya mutlak bagi fisika,
tetapi juga bagi bidang-bidang ilmu lain termasuk aplikasi dari ilmu tersebut. Dengan kata
lain, tidak ada teori, prinsip, maupun hukum dalam ilmu pengetahuan alam yang dapat
diterima kecuali jika disertai dengan hasil-hasil pengukuran yang akurat.
Pengukuran didefinisikan sebagai suatu proses membandingkan suatu besaran dengan
besaran lain (sejenis) yang dipakai sebagai satuan. Satuan adalah pembanding di dalam
pengukuran. Pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang
dianggap sebagai patokan. Jadi dalam pengukuran terdapat dua faktor utama yaitu perbandingan dan patokan (standar).
Mengukur adalah membandingkan sesuatu yang dapat diukur dengan sesuatu yang
dijadikan sebagai acuan. Sesuatu yang dapat diukur,kemudian hasilnya dinyatakan dengan
angka-angka, dinamakan besaran. Besaran Fisika dikelompokkan menjadi Besaran Pokok
dan Besaran Turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu
dan merupakan besaran dasar. Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang diturunkan
dari besaran pokok. Panjang, massa, waktu, suhu dan arus listrik merupakan contoh besaran
pokok. Luas, volume, massa jenis, kecepatan dan gaya merupakan contoh dari besaran
turunan. Dalam Sistem Internasional (SI) terdapat tujuh besaran pokok yang mempunyai
satuan dan dua besaran pokok yang tidak mempunyai satuan.
1.2 Tujuan
1. Mempelajari prinsip-prinsip dasar pengukuran
2. Menentukan panjang, lebar, tinggi, diameter dalam, diameter luar dan ketebalan
dan kedalaman lubang pada suatu benda
3. Melakukan pengukuran massa benda
4. Menentukan massa jenis suatu benda
5. Menentukan jenis suatu benda berdasakan perbedaan massa jenis dengan cara
membandingkan terhadap tabel massa jenis
4
5
BAB II
LANDASAN TEORI
Massa jenis atau rapat jenis suatu zat adalah massa tiap satuan volume atau dapat
dirumuskan:
ρ = m/v
dengan :
ρ = massa jenis (kg/m3)
m= massa zat (kg)
v= volume (m3)
Massa jenis atau kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak faktor, seperti
temperature fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Satuan massa jenis dalam CGS
adalah gram per centimeter kubik (g/cm3). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter
kubik (kg/m3).
Kerapatan adalah turunan besaran yangmenyangkut suatu massa dan volume .
Batasannya adalah massa persatuan volume pada suhu dan tekanan tertentu. (Mochtar, 1990).
Massa jenis dapat digunakan dalam berbagai hal untuk menentukan sesuatu, antara lain
menentukan kemurnian suatu zat, mengenal keadaan zat, menunjukkan kepekaan larutan dan
rumus yang digunakan.
Beberapa metode pengukuran massa jenis diantaranya adalah penukuran mekanik.
Pengukuran mekanik ini digunakan untuk mengukur massa jenis zat padat dengan cara
mengukur massa dan volume benda tersebut. Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran
adalah:
a.
Jangka Sorong
Jangka sorong terdiri atas dua bagian, yaitu rahang tetap dan rahang geser. Skala
panjang yang terdapat pada rahang tetap merupakan skala utama, sedangkan skala pendek
yang terdapat pada rahang geser merupakan skala nonius atau vernier. Nama vernier
diambilkan dari nama penemu jangka sorong, yaitu Pierre Vernier, seorang ahli teknik
berkebangsaan Prancis. Skala utama pada jangka sorong memiliki skala dalam cm dan mm.
Sedangkan skala nonius pada jangka sorong memiliki panjang 9 mm dan di bagi dalam 10
skala, sehingga beda satu skala nonius dengan satu skala pada skala utama adalah 0,1 mm
atau 0,01 cm. Jadi, skala terkecil pada jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka
6
sorong tepat digunakan untuk mengukur diameter luar, diameter dalam, kedalaman tabung,
dan panjang benda sampai nilai 10 cm.
b.
Gambar 2.1 Jangka Sorong Dan Bagianbagian-nya
Sumber : Google.com
Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup sering digunakan untuk mengukur tebal benda-benda tipis dan
mengukur diameter benda-benda bulat yang kecil seperti tebal kertas dan diameter kawat.
Mikrometer sekrup terdiri atas dua bagian, yaitu poros tetap dan poros ulir. Skala panjang
yang terdapat pada poros tetap merupakan skala utama, sedangkan skala panjang yang
terdapat pada poros ulir merupakan skala nonius. Skala utama mikrometer sekrup mempunyai
skala dalam mm, sedangkan skala noniusnya terbagi dalam 50 bagian. Satu bagian pada skala
nonius mempunyai nilai 1/50 × 0,5 mm atau 0,01 mm. Jadi, mikrometer sekrup mempunyai
tingkat ketelitian paling tinggi dari kedua alat yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu 0,01
mm.
Gambar 2.2 Mikrometer Sekrup
Sumber : Google.com
c.
Neraca Teknis
Massa benda menyatakan banyaknya zat yang terdapat dalam suatu benda. Massa tiap
benda selalu sama dimana pun benda tersebut berada. Satuan SI untuk massa adalah kilogram
(kg). Alat untuk mengukur massa disebut neraca. Ada beberapa jenis neraca, antara lain,
7
neraca ohauss, neraca lengan, neraca langkan, neraca pasar, neraca tekan, neraca badan, dan
neraca elektronik. Setiap neraca memiliki spesifikasi penggunaan yang berbeda-beda. Jenis
neraca yang umum ada adalah neraca tiga lengan dan empat lengan. Pada neraca tiga lengan,
lengan paling depan memuat angka satuan dan sepersepuluhan, lengan tengah memuat angka
puluhan, dan lengan paling belakang memuat angka ratusan.
Gambar 2.3 Neraca Teknis
Sumber : Google.com
Volume zat padat dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu pengukuran langsung
(dengan menggunakan gelas ukur) dan pengukuran secara tidak langsung (secara mekanik).
a.
Pengukuran secara langsung (secara mekanik)
Pada pengukuran secara langsung, berlaku Hukum Archimmides, yang berbuyi:
“ Setiap benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mendapat gaya
ke atas sebesar beratfluida yang dipindahkan oleh benda itu.”
Volume benda padat dapat ditentukan dengan mengurangi massa benda diudara
dengan massa benda didalam air, dan massa jenis dapat ditentukan dari volume dan massa zat
padat tersebut.
V = Mu – Ma
8
Dengan ;
Mu = Massa udara
Ma = Massa air
Jika massa dan volume dapat diketahui dengan cara menimbang zat itu dengan
timbangan atau neraca teknis sehingga besaran massa dapat diukur langsung dengan alat
ukurnya. Untuk mengukur langsung volume zat padat dapat dilakukan dengan memasukkan
zat padat itu kedalam gelas ukur yang berisi zat cair. Apabila zat padat itu tengggelam
seluruhnya, maka perubahan menunjukkan volume itu dari zat padat tersebut.
b.
Pengukuran secara tidak langsung (secara mekanik).
Pengukuran secara mekanik digunakan untuk mengukur volume zat padat yang teratur
bentuknya (kontinu) dapat dilakukan dengan mengukur perubah (variabel) yang
membangunnya.
1.
Volume balok
Volume balok dapat juga dilakukan dengan cara mengukur panjang lebar dan tinggi
dari balok itu sehingga:
Vbalok = p x l x t
Dengan;
P = panjang balok
L = lebar balok
T = tinggi balok
2.
Volume silinder pejal
Dapat dilakukan dengan cara mengukur diameter dan panjang silinder itu, sehingga:
Vsilinder = πr2. t
Dengan:
r = jari-jari silinder
t = tinggi silinder
3.
Volume benda pejal
9
Dapat dilakukan dengan mengukur volume bola itu, sehingga:
V bola= (4/3) π.r3
Dengan:
r = jari-jari bola
10
BAB III
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
3.1 Pengumpulan Data
3.1.1 Alat dan Bahan
1. Jangka sorong
2. Mikrometer sekrup
3. Neraca teknis
4. Tabung
5. Koin Besar
6. Koin Kecil
7. Alumunium Balok
8. Kuningan Balok
9. Bola
3.1.2 Langkah Percobaan
1. Menimbang benda uji zat padat (tabung, koin besar, koin kecil,
alumunium balok, kuningan balok dan bola)
2. Mengukur volume benda uji zat padat dengan cara menentukan
panjang, lebar, tinggi, diameter, ketebalan dan kedalaman.
3. Menghitung volume benda uji zat padat dari data yang sudah
dikumpulkan
4. Menentukan massa jenis benda uji zat padat
5. Membandingkan massa jenis benda uji zat padat terhadap tabel massa
jenis
Berikut data hasil pengukuran ke-enam benda yang sudah diukur menggunakan
jangka Sorong, Mikrometer Sekrup dan Neraca Teknis.
11
a. Tabung
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.26 WIB.
Tabel 3.1 Pengukuran Tabung
Sumber: Pengumpulan Data
Pengukuran
Diameter luar
Diameter dalam
Tinggi tabung
Tinggi lubang
Massa
1
29.90
10.10
26.00
14.30
91.90
2
29.90
10.10
26.00
14.30
91.90
3
29.95
10.10
26.00
14.30
91.90
Rata-rata
29.92
10.10
26.00
14.30
91.90
Gambar 3.1 Tabung
Sumber: Pengumpulan Data
b. Koin Besar
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.32 WIB.
Tabel 3.2 Pengukuran Koin Besar
Sumber: Pengumpulan Data
Pengukuran
1
2
12
3
Rata-rata
Diameter luar
Diameter lubang
Panjang lubang
Lebar Lubang
Tinggi
Massa
34.45
5.30
14.95
3.30
7.10
51.069
34.40
5.25
14.90
3.30
7.10
51.069
34.40
5.30
14.95
3.30
7.10
51.069
34.42
5.28
14.93
3.30
7.10
51.069
Gambar 3.2 Koin Besar
Sumber: Pengumpulan Data
c. Koin Kecil
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.37 WIB.
Tabel 3.3 Pengukuran Koin Kecil
Pengukuran
Diameter
Tinggi
Massa
1
19.35
2.95
6.81
2
19.30
2.95
6.81
13
3
19.25
2.95
6.81
Rata-rata
19.30
2.95
6.81
Gambar 3.3 Koin Kecil
Sumber : Praktik Pengukuran Massa Jenis
d. Alumunium Balok
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.44 WIB.
Tabel 3.4 Pengukuran Alumunium Balok
Pengukuran
Panjang
Lebar
Tinggi
Massa
1
41.00
20.20
9.60
21.45
2
41.00
20.30
9.60
21.45
3
41.00
20.20
9.60
21.45
Rata-rata
41.00
20.23
9.60
21.45
Gambar 3 4 Alumunium Balok
Sumber : Praktik Pengukuran Massa Jenis
e. Kuningan Balok
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.50 WIB.
Tabel 3.5 Pengukuran Kuningan Balok
Pengukuran
Panjang
Lebar
Tinggi
Massa
1
40.75
20.75
9.80
68.89
2
40.80
20.75
9.80
68.89
14
3
40.75
20.75
9.80
68.89
Rata-rata
40.77
20.75
9.80
68.89
Gambar 3 5 Kuningan Balok
Sumber : Praktik Pengukuran Massa Jenis
f. Bola
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.55 WIB.
Tabel 3.6 Pengukuran Bola
Pengukuran
Diameter
Kedalaman
Lubang
Diameter
Lubang
Massa
1
32.30
2
32.30
3
32.30
Rata-rata
32.30
1,53
1,53
1,53
1,53
3.60
3.60
3.60
3.60
128.55
128.55
128.55
128.55
Gambar 3.6 Bola
Sumber: Pengumpulan Data
3.2 Pengolahan Data
Dari hasil pengamatan dan pengumpulan data yang telah dilakukan, data tersebut
kemudian diolah sehingga dihasilkan nilai volume, massa dan massa jenis. Berikut hasil
pengolahan data :
a. Tabung
15
Volume = πr2.t
Volume tabung = Volume tabung – Volume lubang
=( π.(14.96) 2.26.00) – (π.(7.15) 2.14.30)
=( 3.14.(14.96) 2.26.00) – (3.14.(7.15) 2.14.30)
=(18271,162624) – (2295,502495)
=15975,660129 mm3
=15,975660129 cm3
=15.98 cm3
Massa Jenis = m/v
= 91.90 gr / 15,98 cm3
= 5,7509386733416770963704630788486 gr / cm3
= 5.75 gr/ cm3
b. Koin Besar
Volume = πr2.t
Volume koin = volume tabung – volume lubang lingkaran – volume lubang balok
=( π.( 17,21) 2.7.10) - ( π.( 2.64) 2.7.10) – (14.93.3.30.7.10)
=( 3.14.( 17,21) 2.7.10) - ( 3,14.( 2.64) 2.7.10) – (14.93.3.30.7.10)
= 6603,1283254 - 155,3802624 - 349,8099
= 6097,938163 mm3
= 6,097938163 cm3
= 6.10 cm3
Massa Jenis = m/v
= 51.069 gr / 6.10 cm3
= 8,3719672131147540983606557377049 gr/ cm3
= 8,37 gr/ cm3
c. Koin Kecil
Volume = πr2.t
=( π.(9,60) 2..2,95)
= ( 3,14.(9,60) 2..1,95)
16
= 853,67808 mm3
= 0,85367808 cm3
= 0,85 cm3
Massa jenis = m/v
= 6,81 gr / 0,85 cm3
= 8,0117647058823529411764705882353 gr/ cm3
= 8,01 gr/ cm3
d. Alumunium Balok
Volume = p.l.t
= 41,00. 20,23.9,60
= 7962,528 mm3
= 7,962528 cm3
= 7,96 cm3
Massa Jenis = m/v
= 21,45 gr / 7,96 cm3
= 2,6959798994974874371859296482412 gr/ cm3
= 2,70 gr/ cm3
e. Kuningan Balok
Volume = p.l.t
= 40,77. 20,75 . 9,80
= 8290,5795 mm3
= 8,2905795 cm3
= 8,29 cm3
Massa Jenis = M/V
= 68,89 gr / 8,29 cm3
= 8,31 gr/ cm3
f. Bola
Volume = (4/3) π(r)3
Volume lubang = πr2.t
Volume = Volume bola – Volume lubang
17
= ((4/3) 3,14 . (16,15)3) – (3,14 . (1,80)2 . 15,3)
= (17635,4263967) – (155,65608)
= 17479,7703167 mm3
= 17,4797703167 cm3
= 17,48 cm3
Massa jenis = m/v
= 128,55 gr / 17,48 cm3
= 7,3541189931350114416475972540046 gr/ cm3
= 7,35 gr/ cm3
18
BAB IV
ANALISIS
Percobaan ini bertujuan mengetahui massa jenis beberapa benda uji zat padat dan
menghitung massa jenis dari bahan tersebut. Massa jenis (rapat massa atau kerapatan benda)
adalah kerapatan suatu zat, yaitu perbandingan antara besarnya massa dengan volume suatu
zat/ benda yang yang bersifat tetap. Massa jenis zat tidak dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran
benda.
Menentukan massa jenis benda uji zat padat, dimana pada percobaan ini yaitu tabung,
koin besar, koin kecil, alumunium balok, kuningan balok dan bola, diukur dengan cara
menentukan volume dan massanya. Mengukur volume benda uji dapat langsung ditentukan
dengan cara mengukur panjang, lebar dan tinggi (untuk benda balok), diameter dan tinggi
(untuk benda tabung) dan diameter (untuk benda bola).
Pengumpulan data dilakukan sebanyak tiga kali guna memperoleh data yang akurat
karena semakin banyak mengumpulkan data akan semakin akurat data tersebut. Pengumpulan
data sebanyak tiga kali dilakukan oleh personel yang sama, pada hari yang sama dan
menggunakan alat yang sama.
Perbedaan hasil yang diperoleh dari pengumpulan data dan pengolahan data dengan
hasil yang diperoleh dari perbandingan pada tabel massa jenis adalah hal yang wajar. Ini
dikarenakan banyak faktor yang mempengaruhi nilai dari massa jenis benda uji tersebut.
Faktor internal yang mempengaruhi diantaranya volume, massa dan suhu. Jika
volume zat besar maka bobot jenisnya akan berpengaruh, bergantung dari massa benda
tersebut. (Mochtar,1990) Jika zat mempunyai massa yang besar maka kemungkinan massa
jenisnya juga menjadi lebih besar. Dan zat yang dikur pada suhu yang tinggi, zat tersebut
akan menguap (untuk benda cair) dan memuai (untuk benda padat). Sehingga suhu dapat
mempengaruhi massa jenis zat tersebut.
Faktor eksternal yang mempengaruhi massa jenis suatu benda diantaranya alat ukur,
personel. Alat ukur tentu akan berpengaruh apabila alat ukur yang digunakan belum
terkalibrasi. Setiap alat ukur sebaiknya dikalibrasi terlebih dahulu secara berkala karena alat
ukur merupakan alat untuk mengukur suatu benda, sehingga apabila alat ukur tersebut tidak
terkalibrasi, nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran tidak akurat dan tidak bisa dipertanggungjawabkan. Personel juga menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi pengukuran
massa jenis suatu zat. Perbedaan cara mengukur akan menjadikan nilai massa jenis menjadi
19
berbeda. Misalkan, cara menyimpan benda di rahang tetap bawah dan rahang geser bawah
janka sorong yang berbeda akan menghasilkan pengukuran yang berbeda. Adapula cara
menyimpan benda uji pada piring neraca pada pengukuran massa akan menghasilkan
pengukuran yang berbeda.
20
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Suatu pengukuran dikatakan sempurna jika alat pengukuran yang digunakan memiliki
ketelitian yang akurat serta dilakukan berulang-ulang untuk mendapatkan pengukuran yang
akurat, penggunaan alat yang salah bisa saja membuat keakuratan semakin berkurang.
Dari percobaan pengukuran benda padat di atas, untuk mendapatkan nilai keakuratan
massa jenis suatu benda bisa kita tempuh melalui dua cara, yaitu cara langsung dan tidak
langsung.
Dari pernyataan tersebut perhitungan massa jenis suatu benda padat dapat dilakukan
dengan cara menghitung massa benda tersebut dengan rumus volume bangun ruang.
5.2 Saran
Untuk melakukan pengukuran suatu benda gunakanlah alat ukur yang terkalibrasi (alat
ukur yang proper/terstandarisasi) dan lokasi/tempat pengukuran harus minim dari gangguan
luar (tempat harus datar, suhu ruang normal, tidak ada getaran). Hal ini ditujukan agar
mendapatkan hasil pengukuran yang akurat.
21
MASSA JENIS
Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Praktikum Fisika
Tahun Ajaran 2017/2018 Fakultas Teknik Industri S1
Universitas Widyatama
Disusun Oleh:
Dicka Ardiansyah (0517104069)
Ari Akhmad Faizal (0517104070)
Ricky Ryantono (0517104073)
UNIVERSITAS WIDYATAMA
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK INDUSTRI S1
Jl. Cikutra No. 204 A Bandung Jawa Barat 40124
Telp: 022-7219517 Fax: 022-7219517
KATA PENGANTAR
Puji syukur marilah kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang mana atas berkat dan
pertolongan-Nya, saya dapat menyelesaikan laporan ini. Shalawat serta salam tak lupa kami
haturkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, kepada para keluarganya, kepada para
sahabatnya dan kepada para ummatnya hingga akhir zaman.
Penyusunan laporan “Massa Jenis” ini merupakan pemenuhan tugas mata kuliah
Praktikum Fisika tahun ajaran 2017/2018 Universitas Widyatama Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Industri yang diberikan oleh dosen pembimbing saya yaitu Bapak Rendiyatna
Ferdian, S.T.
Laporan ini berisi tentang penjelasan singkat mengenai materi Massa Jenis, dll.
Pada kesempatan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada:
1. Allah SWT, atas karunia-Nya yang telah memberikan jalan yang terbaik bagi
kami dalam pelaksanaan kuliah dalam pembuatan makalah ini.
2. Kedua orang tua kami, serta keluarga yang senantiasa mendo’akan dan
memberikan dukungan moril maupun materil, motivasi, saran, kritik serta
nasihat kepada kami.
3. Bapak Rendiyatna Ferdian S.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah
Praktikum Fisika yang senantiasa memberikan arahan, saran serta kritik dalam
pembuatan makalah ini.
4. Seluruh rekan-rekan kelas C Reguler B2 Teknik Industri Universitas
Widyatama yang telah berbagi suka duka dan senantiasa memberikan
dukungan dan motivasi bagi kami.
Tiada gading yang tak retak, kami menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini
masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kami mengharapkan saran dan kritik
membangun untuk makalah ini. Akhir kata, semoga makalah ini bermanfaat untuk para
pembaca.
Bandung, September 2017
Penulis
2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...............................................................................................................2
DAFTAR ISI..............................................................................................................................2
BAB I PENDAHULUAN..........................................................................................................2
1.1 Latar Belakang.................................................................................................................2
1.2 Tujuan..............................................................................................................................2
BAB II LANDASAN TEORI....................................................................................................2
BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA.....................................................2
3.1 Pengumpulan Data...........................................................................................................2
3.2 Pengolahan Data.............................................................................................................26
BAB IV ANALISIS...................................................................................................................2
BAB V KESIMPULAN.............................................................................................................2
5.1
Kesimpulan..................................................................................................................2
5.2
Saran............................................................................................................................2
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Fisika sebagai induk mekanika-mekanika fluida-hidrolik-alat berat memerlukan
pengukuran-pengukuran yang sangat teliti agar gejala yang dipelajari dapat dijelaskan (dan
bisa diramalkan) dengan akurat. Sebenarnya pengukuran tidak hanya mutlak bagi fisika,
tetapi juga bagi bidang-bidang ilmu lain termasuk aplikasi dari ilmu tersebut. Dengan kata
lain, tidak ada teori, prinsip, maupun hukum dalam ilmu pengetahuan alam yang dapat
diterima kecuali jika disertai dengan hasil-hasil pengukuran yang akurat.
Pengukuran didefinisikan sebagai suatu proses membandingkan suatu besaran dengan
besaran lain (sejenis) yang dipakai sebagai satuan. Satuan adalah pembanding di dalam
pengukuran. Pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang
dianggap sebagai patokan. Jadi dalam pengukuran terdapat dua faktor utama yaitu perbandingan dan patokan (standar).
Mengukur adalah membandingkan sesuatu yang dapat diukur dengan sesuatu yang
dijadikan sebagai acuan. Sesuatu yang dapat diukur,kemudian hasilnya dinyatakan dengan
angka-angka, dinamakan besaran. Besaran Fisika dikelompokkan menjadi Besaran Pokok
dan Besaran Turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu
dan merupakan besaran dasar. Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang diturunkan
dari besaran pokok. Panjang, massa, waktu, suhu dan arus listrik merupakan contoh besaran
pokok. Luas, volume, massa jenis, kecepatan dan gaya merupakan contoh dari besaran
turunan. Dalam Sistem Internasional (SI) terdapat tujuh besaran pokok yang mempunyai
satuan dan dua besaran pokok yang tidak mempunyai satuan.
1.2 Tujuan
1. Mempelajari prinsip-prinsip dasar pengukuran
2. Menentukan panjang, lebar, tinggi, diameter dalam, diameter luar dan ketebalan
dan kedalaman lubang pada suatu benda
3. Melakukan pengukuran massa benda
4. Menentukan massa jenis suatu benda
5. Menentukan jenis suatu benda berdasakan perbedaan massa jenis dengan cara
membandingkan terhadap tabel massa jenis
4
5
BAB II
LANDASAN TEORI
Massa jenis atau rapat jenis suatu zat adalah massa tiap satuan volume atau dapat
dirumuskan:
ρ = m/v
dengan :
ρ = massa jenis (kg/m3)
m= massa zat (kg)
v= volume (m3)
Massa jenis atau kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak faktor, seperti
temperature fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Satuan massa jenis dalam CGS
adalah gram per centimeter kubik (g/cm3). Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter
kubik (kg/m3).
Kerapatan adalah turunan besaran yangmenyangkut suatu massa dan volume .
Batasannya adalah massa persatuan volume pada suhu dan tekanan tertentu. (Mochtar, 1990).
Massa jenis dapat digunakan dalam berbagai hal untuk menentukan sesuatu, antara lain
menentukan kemurnian suatu zat, mengenal keadaan zat, menunjukkan kepekaan larutan dan
rumus yang digunakan.
Beberapa metode pengukuran massa jenis diantaranya adalah penukuran mekanik.
Pengukuran mekanik ini digunakan untuk mengukur massa jenis zat padat dengan cara
mengukur massa dan volume benda tersebut. Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran
adalah:
a.
Jangka Sorong
Jangka sorong terdiri atas dua bagian, yaitu rahang tetap dan rahang geser. Skala
panjang yang terdapat pada rahang tetap merupakan skala utama, sedangkan skala pendek
yang terdapat pada rahang geser merupakan skala nonius atau vernier. Nama vernier
diambilkan dari nama penemu jangka sorong, yaitu Pierre Vernier, seorang ahli teknik
berkebangsaan Prancis. Skala utama pada jangka sorong memiliki skala dalam cm dan mm.
Sedangkan skala nonius pada jangka sorong memiliki panjang 9 mm dan di bagi dalam 10
skala, sehingga beda satu skala nonius dengan satu skala pada skala utama adalah 0,1 mm
atau 0,01 cm. Jadi, skala terkecil pada jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka
6
sorong tepat digunakan untuk mengukur diameter luar, diameter dalam, kedalaman tabung,
dan panjang benda sampai nilai 10 cm.
b.
Gambar 2.1 Jangka Sorong Dan Bagianbagian-nya
Sumber : Google.com
Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup sering digunakan untuk mengukur tebal benda-benda tipis dan
mengukur diameter benda-benda bulat yang kecil seperti tebal kertas dan diameter kawat.
Mikrometer sekrup terdiri atas dua bagian, yaitu poros tetap dan poros ulir. Skala panjang
yang terdapat pada poros tetap merupakan skala utama, sedangkan skala panjang yang
terdapat pada poros ulir merupakan skala nonius. Skala utama mikrometer sekrup mempunyai
skala dalam mm, sedangkan skala noniusnya terbagi dalam 50 bagian. Satu bagian pada skala
nonius mempunyai nilai 1/50 × 0,5 mm atau 0,01 mm. Jadi, mikrometer sekrup mempunyai
tingkat ketelitian paling tinggi dari kedua alat yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu 0,01
mm.
Gambar 2.2 Mikrometer Sekrup
Sumber : Google.com
c.
Neraca Teknis
Massa benda menyatakan banyaknya zat yang terdapat dalam suatu benda. Massa tiap
benda selalu sama dimana pun benda tersebut berada. Satuan SI untuk massa adalah kilogram
(kg). Alat untuk mengukur massa disebut neraca. Ada beberapa jenis neraca, antara lain,
7
neraca ohauss, neraca lengan, neraca langkan, neraca pasar, neraca tekan, neraca badan, dan
neraca elektronik. Setiap neraca memiliki spesifikasi penggunaan yang berbeda-beda. Jenis
neraca yang umum ada adalah neraca tiga lengan dan empat lengan. Pada neraca tiga lengan,
lengan paling depan memuat angka satuan dan sepersepuluhan, lengan tengah memuat angka
puluhan, dan lengan paling belakang memuat angka ratusan.
Gambar 2.3 Neraca Teknis
Sumber : Google.com
Volume zat padat dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu pengukuran langsung
(dengan menggunakan gelas ukur) dan pengukuran secara tidak langsung (secara mekanik).
a.
Pengukuran secara langsung (secara mekanik)
Pada pengukuran secara langsung, berlaku Hukum Archimmides, yang berbuyi:
“ Setiap benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mendapat gaya
ke atas sebesar beratfluida yang dipindahkan oleh benda itu.”
Volume benda padat dapat ditentukan dengan mengurangi massa benda diudara
dengan massa benda didalam air, dan massa jenis dapat ditentukan dari volume dan massa zat
padat tersebut.
V = Mu – Ma
8
Dengan ;
Mu = Massa udara
Ma = Massa air
Jika massa dan volume dapat diketahui dengan cara menimbang zat itu dengan
timbangan atau neraca teknis sehingga besaran massa dapat diukur langsung dengan alat
ukurnya. Untuk mengukur langsung volume zat padat dapat dilakukan dengan memasukkan
zat padat itu kedalam gelas ukur yang berisi zat cair. Apabila zat padat itu tengggelam
seluruhnya, maka perubahan menunjukkan volume itu dari zat padat tersebut.
b.
Pengukuran secara tidak langsung (secara mekanik).
Pengukuran secara mekanik digunakan untuk mengukur volume zat padat yang teratur
bentuknya (kontinu) dapat dilakukan dengan mengukur perubah (variabel) yang
membangunnya.
1.
Volume balok
Volume balok dapat juga dilakukan dengan cara mengukur panjang lebar dan tinggi
dari balok itu sehingga:
Vbalok = p x l x t
Dengan;
P = panjang balok
L = lebar balok
T = tinggi balok
2.
Volume silinder pejal
Dapat dilakukan dengan cara mengukur diameter dan panjang silinder itu, sehingga:
Vsilinder = πr2. t
Dengan:
r = jari-jari silinder
t = tinggi silinder
3.
Volume benda pejal
9
Dapat dilakukan dengan mengukur volume bola itu, sehingga:
V bola= (4/3) π.r3
Dengan:
r = jari-jari bola
10
BAB III
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
3.1 Pengumpulan Data
3.1.1 Alat dan Bahan
1. Jangka sorong
2. Mikrometer sekrup
3. Neraca teknis
4. Tabung
5. Koin Besar
6. Koin Kecil
7. Alumunium Balok
8. Kuningan Balok
9. Bola
3.1.2 Langkah Percobaan
1. Menimbang benda uji zat padat (tabung, koin besar, koin kecil,
alumunium balok, kuningan balok dan bola)
2. Mengukur volume benda uji zat padat dengan cara menentukan
panjang, lebar, tinggi, diameter, ketebalan dan kedalaman.
3. Menghitung volume benda uji zat padat dari data yang sudah
dikumpulkan
4. Menentukan massa jenis benda uji zat padat
5. Membandingkan massa jenis benda uji zat padat terhadap tabel massa
jenis
Berikut data hasil pengukuran ke-enam benda yang sudah diukur menggunakan
jangka Sorong, Mikrometer Sekrup dan Neraca Teknis.
11
a. Tabung
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.26 WIB.
Tabel 3.1 Pengukuran Tabung
Sumber: Pengumpulan Data
Pengukuran
Diameter luar
Diameter dalam
Tinggi tabung
Tinggi lubang
Massa
1
29.90
10.10
26.00
14.30
91.90
2
29.90
10.10
26.00
14.30
91.90
3
29.95
10.10
26.00
14.30
91.90
Rata-rata
29.92
10.10
26.00
14.30
91.90
Gambar 3.1 Tabung
Sumber: Pengumpulan Data
b. Koin Besar
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.32 WIB.
Tabel 3.2 Pengukuran Koin Besar
Sumber: Pengumpulan Data
Pengukuran
1
2
12
3
Rata-rata
Diameter luar
Diameter lubang
Panjang lubang
Lebar Lubang
Tinggi
Massa
34.45
5.30
14.95
3.30
7.10
51.069
34.40
5.25
14.90
3.30
7.10
51.069
34.40
5.30
14.95
3.30
7.10
51.069
34.42
5.28
14.93
3.30
7.10
51.069
Gambar 3.2 Koin Besar
Sumber: Pengumpulan Data
c. Koin Kecil
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.37 WIB.
Tabel 3.3 Pengukuran Koin Kecil
Pengukuran
Diameter
Tinggi
Massa
1
19.35
2.95
6.81
2
19.30
2.95
6.81
13
3
19.25
2.95
6.81
Rata-rata
19.30
2.95
6.81
Gambar 3.3 Koin Kecil
Sumber : Praktik Pengukuran Massa Jenis
d. Alumunium Balok
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.44 WIB.
Tabel 3.4 Pengukuran Alumunium Balok
Pengukuran
Panjang
Lebar
Tinggi
Massa
1
41.00
20.20
9.60
21.45
2
41.00
20.30
9.60
21.45
3
41.00
20.20
9.60
21.45
Rata-rata
41.00
20.23
9.60
21.45
Gambar 3 4 Alumunium Balok
Sumber : Praktik Pengukuran Massa Jenis
e. Kuningan Balok
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.50 WIB.
Tabel 3.5 Pengukuran Kuningan Balok
Pengukuran
Panjang
Lebar
Tinggi
Massa
1
40.75
20.75
9.80
68.89
2
40.80
20.75
9.80
68.89
14
3
40.75
20.75
9.80
68.89
Rata-rata
40.77
20.75
9.80
68.89
Gambar 3 5 Kuningan Balok
Sumber : Praktik Pengukuran Massa Jenis
f. Bola
Berikut hasil pengumpulan data yang dilakukan pada tanggal 23 September 2017
pada pukul 14.55 WIB.
Tabel 3.6 Pengukuran Bola
Pengukuran
Diameter
Kedalaman
Lubang
Diameter
Lubang
Massa
1
32.30
2
32.30
3
32.30
Rata-rata
32.30
1,53
1,53
1,53
1,53
3.60
3.60
3.60
3.60
128.55
128.55
128.55
128.55
Gambar 3.6 Bola
Sumber: Pengumpulan Data
3.2 Pengolahan Data
Dari hasil pengamatan dan pengumpulan data yang telah dilakukan, data tersebut
kemudian diolah sehingga dihasilkan nilai volume, massa dan massa jenis. Berikut hasil
pengolahan data :
a. Tabung
15
Volume = πr2.t
Volume tabung = Volume tabung – Volume lubang
=( π.(14.96) 2.26.00) – (π.(7.15) 2.14.30)
=( 3.14.(14.96) 2.26.00) – (3.14.(7.15) 2.14.30)
=(18271,162624) – (2295,502495)
=15975,660129 mm3
=15,975660129 cm3
=15.98 cm3
Massa Jenis = m/v
= 91.90 gr / 15,98 cm3
= 5,7509386733416770963704630788486 gr / cm3
= 5.75 gr/ cm3
b. Koin Besar
Volume = πr2.t
Volume koin = volume tabung – volume lubang lingkaran – volume lubang balok
=( π.( 17,21) 2.7.10) - ( π.( 2.64) 2.7.10) – (14.93.3.30.7.10)
=( 3.14.( 17,21) 2.7.10) - ( 3,14.( 2.64) 2.7.10) – (14.93.3.30.7.10)
= 6603,1283254 - 155,3802624 - 349,8099
= 6097,938163 mm3
= 6,097938163 cm3
= 6.10 cm3
Massa Jenis = m/v
= 51.069 gr / 6.10 cm3
= 8,3719672131147540983606557377049 gr/ cm3
= 8,37 gr/ cm3
c. Koin Kecil
Volume = πr2.t
=( π.(9,60) 2..2,95)
= ( 3,14.(9,60) 2..1,95)
16
= 853,67808 mm3
= 0,85367808 cm3
= 0,85 cm3
Massa jenis = m/v
= 6,81 gr / 0,85 cm3
= 8,0117647058823529411764705882353 gr/ cm3
= 8,01 gr/ cm3
d. Alumunium Balok
Volume = p.l.t
= 41,00. 20,23.9,60
= 7962,528 mm3
= 7,962528 cm3
= 7,96 cm3
Massa Jenis = m/v
= 21,45 gr / 7,96 cm3
= 2,6959798994974874371859296482412 gr/ cm3
= 2,70 gr/ cm3
e. Kuningan Balok
Volume = p.l.t
= 40,77. 20,75 . 9,80
= 8290,5795 mm3
= 8,2905795 cm3
= 8,29 cm3
Massa Jenis = M/V
= 68,89 gr / 8,29 cm3
= 8,31 gr/ cm3
f. Bola
Volume = (4/3) π(r)3
Volume lubang = πr2.t
Volume = Volume bola – Volume lubang
17
= ((4/3) 3,14 . (16,15)3) – (3,14 . (1,80)2 . 15,3)
= (17635,4263967) – (155,65608)
= 17479,7703167 mm3
= 17,4797703167 cm3
= 17,48 cm3
Massa jenis = m/v
= 128,55 gr / 17,48 cm3
= 7,3541189931350114416475972540046 gr/ cm3
= 7,35 gr/ cm3
18
BAB IV
ANALISIS
Percobaan ini bertujuan mengetahui massa jenis beberapa benda uji zat padat dan
menghitung massa jenis dari bahan tersebut. Massa jenis (rapat massa atau kerapatan benda)
adalah kerapatan suatu zat, yaitu perbandingan antara besarnya massa dengan volume suatu
zat/ benda yang yang bersifat tetap. Massa jenis zat tidak dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran
benda.
Menentukan massa jenis benda uji zat padat, dimana pada percobaan ini yaitu tabung,
koin besar, koin kecil, alumunium balok, kuningan balok dan bola, diukur dengan cara
menentukan volume dan massanya. Mengukur volume benda uji dapat langsung ditentukan
dengan cara mengukur panjang, lebar dan tinggi (untuk benda balok), diameter dan tinggi
(untuk benda tabung) dan diameter (untuk benda bola).
Pengumpulan data dilakukan sebanyak tiga kali guna memperoleh data yang akurat
karena semakin banyak mengumpulkan data akan semakin akurat data tersebut. Pengumpulan
data sebanyak tiga kali dilakukan oleh personel yang sama, pada hari yang sama dan
menggunakan alat yang sama.
Perbedaan hasil yang diperoleh dari pengumpulan data dan pengolahan data dengan
hasil yang diperoleh dari perbandingan pada tabel massa jenis adalah hal yang wajar. Ini
dikarenakan banyak faktor yang mempengaruhi nilai dari massa jenis benda uji tersebut.
Faktor internal yang mempengaruhi diantaranya volume, massa dan suhu. Jika
volume zat besar maka bobot jenisnya akan berpengaruh, bergantung dari massa benda
tersebut. (Mochtar,1990) Jika zat mempunyai massa yang besar maka kemungkinan massa
jenisnya juga menjadi lebih besar. Dan zat yang dikur pada suhu yang tinggi, zat tersebut
akan menguap (untuk benda cair) dan memuai (untuk benda padat). Sehingga suhu dapat
mempengaruhi massa jenis zat tersebut.
Faktor eksternal yang mempengaruhi massa jenis suatu benda diantaranya alat ukur,
personel. Alat ukur tentu akan berpengaruh apabila alat ukur yang digunakan belum
terkalibrasi. Setiap alat ukur sebaiknya dikalibrasi terlebih dahulu secara berkala karena alat
ukur merupakan alat untuk mengukur suatu benda, sehingga apabila alat ukur tersebut tidak
terkalibrasi, nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran tidak akurat dan tidak bisa dipertanggungjawabkan. Personel juga menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi pengukuran
massa jenis suatu zat. Perbedaan cara mengukur akan menjadikan nilai massa jenis menjadi
19
berbeda. Misalkan, cara menyimpan benda di rahang tetap bawah dan rahang geser bawah
janka sorong yang berbeda akan menghasilkan pengukuran yang berbeda. Adapula cara
menyimpan benda uji pada piring neraca pada pengukuran massa akan menghasilkan
pengukuran yang berbeda.
20
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Suatu pengukuran dikatakan sempurna jika alat pengukuran yang digunakan memiliki
ketelitian yang akurat serta dilakukan berulang-ulang untuk mendapatkan pengukuran yang
akurat, penggunaan alat yang salah bisa saja membuat keakuratan semakin berkurang.
Dari percobaan pengukuran benda padat di atas, untuk mendapatkan nilai keakuratan
massa jenis suatu benda bisa kita tempuh melalui dua cara, yaitu cara langsung dan tidak
langsung.
Dari pernyataan tersebut perhitungan massa jenis suatu benda padat dapat dilakukan
dengan cara menghitung massa benda tersebut dengan rumus volume bangun ruang.
5.2 Saran
Untuk melakukan pengukuran suatu benda gunakanlah alat ukur yang terkalibrasi (alat
ukur yang proper/terstandarisasi) dan lokasi/tempat pengukuran harus minim dari gangguan
luar (tempat harus datar, suhu ruang normal, tidak ada getaran). Hal ini ditujukan agar
mendapatkan hasil pengukuran yang akurat.
21