LAPORAN PRAKTIKUM ARCHIMEDES DAN MASSA J
LAPORAN PRAKTIKUM FLUIDA
“ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS”
Disusun oleh :
Mufidah Nurul Hidayah
12030654058
Faristya Putri Alifia Zahro
12030654059
Selly Nalafradiany Susandoro
12030654060
Erlina Putri Mayangsari
12030654201
Audhea Setya Pramesswari
12030654236
Pendidikan Sains B 2012
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2014
ABSTRAK
HUKUM ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS
Kami telah melakukan percobaan Hukum Archimedes pada hari Senin, 05 Mei
2014 di Laboratorium Pendidikan Sains Unesa. Tujuan dari percobaan kami adalah
Mengetahui cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan menggunakan
massa jenis dan hukum Archimedes. Adapun metode yang kami gunakan adalah
menyiapkan pipet panjang dan gotri kecil. Kemudian memasukkan gotri kecil ke dalam
pipet panjang tersebut. Setelah itu mengukur massa air dengan neraca dan memasukkan
pipet yang berisi gotri ke dalam gelas ukur yang berisi air. Kemudian menghitung massa
jenis air dengan rumus:
. Selanjutnya, Memberi tanda dengan spidol pada pipet,
ketika pipet sejajar dengan permukaan air. Setelah itu, mengukur massa larutan garam
dengan menggunakan neraca. Kemudian memasukkan pipet yang berisi gotri yang sudah
ada tanda spidolnya ke dalam gelas ukur yang berisi larutan air garam. Setelah itu,
menghitung massa jenis air dengan rumus:
. Selanjutnya, memberi tanda dengan
spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan larutan air garam. Kemudian
skala hidrometer dengan titik acuan tanda spidol saat mengukur massa jenis air dan larutan
gaeam. Dan yang terakhir memvalidasi alat ukur yang telah dibuat. Berdasarkan hasil
percobaan yang kami lakukan hidrometer dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi air
dengan volume sebesar 25 ml, massa sebesar 25,1 gr, didapat massa jenis air dengan
perhitungan sebesar 1 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,8 cm dari
dasar pipet. Sedangkan ketika hidrometer dimsukkan ke larutan garam dengan konsentrasi
3 gr didapat volume sebesar 26 ml, massa sebesar 27,6 gr, didapat massa jenis air dengan
perhitungan sebesar 1,06 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,5 cm dari
dasar pipet. Selisih panjang hidrometer yang tenggelam pada air (h air) dengan panjang
hidrometer yang tenggelam pada larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr (h air – h
garam) yaitu sebesar 0,3 cm. Untuk validasi, kami memasukkan hidrometer ke dalam
larutan garam dengan konsentrasi 6 gr diperoleh volume sebesar 28 ml, massa sebesar 30,6
gr, didapat massa jenis air dengan perhitungan sebesar 1,09 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet
yang tercelup sebesar 6,2 cm dari dasar pipet. Hal itu menunjukkan adanya kesesuaian
antara hasil validasi dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang hidrometer yang
tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar.
Kata kunci: Gotri, pipet, garam, air
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kita mungkin pernah mengamati bahwa sebuah benda yang diletakan di dalam
air terasa lebih ringan dibandingkan dengan beratnya ketika di udara. 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.
balon udara.
Hidrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jenis zat
cair. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan
tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer yang
tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besar kandungan air pada
bir atau susu. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan
hidrometer
dapat
mengapung
di
dalam
zat cair.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat dibuat suatu rumusan masalah sebagai
berikut:
“Bagaimana cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan
menggunakan massa jenis dan hukum Archimedes?”
C. Tujuan Percobaan
Berdasarkan rumusan masalah diatas dapat dibuat suatu tujuan percobaan
sebagai berikut:
“Mengetahui cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan
menggunakan massa jenis dan hukum Archimedes”
BAB II
DASAR TEORI
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu
zat cair. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada
hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung
kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani
dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya
volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan
gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai
tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama
artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perbahan besar
pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada
skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.
Hidrometer memiliki dua instrumen yang terpisah, satu untuk cairan berat, di mana
tanda 1.000 untuk air sudah dekat bagian atas batang, dan satu untuk cairan ringan, di
mana tanda 1.000 sudah dekat bagian bawah. Dalam banyak industri satu set hidrometer
digunakan mencakup rentang berat jenis 1,0-0,95 dan 0,95-0,9 untuk memberikan
pengukuran yang lebih tepat. Prinsip Pengoperasian hidrometer didasarkan pada prinsip
Archimedes bahwa tersuspensi pada fluida akan didukung oleh kekuatan sama dengan
berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut,
lebih jauh hidrometer akan tenggelam. Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida,
maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer.
Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis. Makin besar massa jenis zat cair, Makin
sedikit bagian hidrometer yang tenggelam.
Padaelemeninibekerjagaya-gaya:Gaya
berat
(W).
Gaya-gaya
oleh
bagianfluidayangbersifatmenekanpermukaanyaitugaya (Fa).Kedua gaya tersebut saling
meniadakan, karena elemen berada dalam keadaan setimbang, maka gaya ke atas = gaya
ke bawah. Artinya resultan seluruh gaya pada permukaan berarah ke atas dan besarnya
sama dengan berat elemen fluida dan titik tangkapnya adalah pada titik berat elemen.
Dalam prinsip Archimedes dinyaatakan bahwa “suatu benda yang seluruhnya atau
sebagian tercelup dalam satu fluida maka benda tersebut akan mendapat gaya apung
ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.”
Fa = ρf. g. V
Keterangan :
Fa
: gayakeatas (N)
V
: volume benda yang tercelup dalam fluida (m3)
ρf
: massa jenis fluida (kg/m3)
g
: percepatan gravitasi (m/s2)
Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida termasuk gas dan zat cair.
Jika benda tercelup semua maka V = volume benda.
Pada benda yang dimasukkan ke dalam zat cair, akan terjadi tiga kemungkinan
keadaan, yaitu terapung, melayang dan tenggelam.Ketiga kemungkinan keadaan tersebut
terjadi ditentukan oleh perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida. Apabila
massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida ( ρb< ρf ) maka benda terapung.
Benda berada dalam keadaan melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa
jenis fluida (ρf = ρb ) dan benda dalam keadaan tenggelam apabila massa jenis benda lebih
besar dari massa jenis fluida (ρb > ρf).
BAB III
METODE PENILITIAN
A. Rancangan Percobaan
B. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Pipet panjang
b. Gelas ukur 500 ml
c. Gotri kecil
d. Neraca
e. Spidol
2. Bahan
a. Air
b. Garam
c. Tissu
1 buah
1 buah
10 buah
1 buah
1 buah
500 ml
10 gram
1 pcs
C. Langkah Percobaan
Pertama, menyiapkan pipet panjang dan gotri kecil. Kemudian memasukkan
gotri kecil ke dalam pipet panjang tersebut. Setelah itu mengukur massa air dengan
neraca dan memasukkan pipet yang berisi gotri ke dalam gelas ukur yang berisi air.
Kemudian menghitung massa jenis air dengan rumus:
. Selanjutnya,
Memberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan
air.
Kedua, mengukur massa larutan garam dengan menggunakan neraca.
Kemudian memasukkan pipet yang berisi gotri yang sudah ada tanda spidolnya ke
dalam gelas ukur yang berisi larutan air garam. Setelah itu, menghitung massa jenis
air dengan rumus:
. Selanjutnya, memberi tanda dengan spidol pada pipet,
ketika pipet sejajar dengan permukaan larutan air garam. Kemudian skala
hidrometer dengan titik acuan tanda spidol saat mengukur massa jenis air dan
larutan gaeam. Dan yang terakhir memvalidasi alat ukur yang telah dibuat.
D. Alur Percobaan
1. Mengunakan air
Pipet Panjang
Dimasukin gotri
Gelas Ukur
Diukur massanya dengan
menggunakan neraca
Diisi dengan air
Diukur massanya kembali dengan
menggunakan neraca
Kemudian mengukur massa
Gelas Ukurjenisnya dengan rumus
berisi Air
Dimasukin pipet panjang berisi
gotri
Diberi tanda dengan spidol pada
pipet, ketika pipet sejajar
dengan permukaan air
Hasil Percobaan
2. Menggunakan Larutan Garam
Pipet Panjang
- Dimasukin gotri
- Diukur massanya dengan
menggunakan neraca
Gelas Ukur- Diisi
denganpipet
larutan
garam
Dimasukin
panjang
berisi
- Diukur
massanya
kembali
dengan
gotri
menggunakan
neracaspidol pada
- Diberi
tanda dengan
- Kemudian
mengukur
massa jenisnya
Gelas Ukurpipet,
berisiketika pipet sejajar dengan
dengan
rumus
permukaan
air
Hasil
Percobaan
Larutan
Garam
-
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
A. Data
Air
Volume (v ± 1) ml
Massa (m ± 0,1) gr
ρ=
25
25,1
1
(gr/cm3)
Tinggi titik spidol dari dasar pipet (h ± 0,1) cm
Selisih h air dan h garam (h = h air - h garam)
6,8
Jenis Zat Cair
Larutan Air Garam
3 gr
6 gr
26
28
27,6
30,6
1,06
1,09
6,5
0,3 cm
6,2
B. Analisis
Pada saat volume air 25 ml, didapatkan massa air sebesar 25,1 gram. Massa air
didapat dari selisih pengukuran massa gelas ukur setelah berisi air 25 ml dengan massa
gelas ukur kosong yang menggunakan neraca ohaus. Dari perhitungan ρ air dengan
rumus
yaitu massa air dibagi volume air didapatkan nilai massa jenis air sebesar 1
gr/cm3. Sedangkan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,8 cm yang ditandai
dengan spidol pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air.
Pada saat volume larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr sebesar 26 ml,
didapatkan massa larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr sebesar 27,6 gram. Massa
ini didapat dari selisih pengukuran gelas ukur setelah berisi 26 ml larutan air garam
dengan konsentrasi 3 gr dengan massa gelas ukur kosong. Dari perhitungan ρ larutan
air garam 3 gr dengan rumus
yaitu massa larutan air garam 3 gr dibagi volume
larutan air garam 3 gr, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 3 gr sebesar 1,06
gr/cm3. Tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,5 cm yang ditandai dengan spidol
pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air. Selisih h air dengan h air garam 3
gram sebesar 0,3 cm.
Pada saat volume larutan air garam dengan konsentrasi garam sebesar 6 gr
sebesar 28 ml, didapatkan massa larutan air garam 6 gr sebesar 30,6 gram. Massa ini
didapat dari selisih pengukuran gelas ukur setelah berisi 28 ml larutan air garam dengan
konsentrasi 6 gr dengan massa gelas ukur kosong. Dari perhitungan ρ larutan air garam
6 gr dengan rumus
yaitu massa larutan air garam 6 gr dibagi volume larutan air
garam 3 gr, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 6 gr sebesar 1,09 gr/cm 3. Tinggi
bagian pipet yang tercelup sebesar 6,2 cm yang ditandai dengan spidol pada bagian
pipet yang sejajar dengan permukaan air.
BAB V
PEMBAHASAN
Dari hasil pengamatan kami dalam membuat alat pengukur massa jenis zat cair
atau hydrometer sederhana, prinsip kerjanya menggunakan hukum Archimedes. Ketika
hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis.
semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam, maka massa jenis zat cair yang diukur
yaitu lebih kecil. Dan semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa
jenis zat cair yang diukur lebih besar. Hal ini karena adanya pengaruh gaya apung yang
dikerjakan zat cair terhadap hidrometer. Pada zat cair dengan massa jenis lebih kecil, gaya
apung yang dikerjakannya kecil pula sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih
besar. Dan pada zat cair dengan massa jenis lebih besar, gaya apung yang dikerjakannya
besar sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih kecil (dangkal)
Dari hasil pengamtan dalam pembuatan hidrometer sederhana dapat diketahui
massa jenis (ρ) air sebesar 1 gr/cm3. Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam air tersebut,
panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,8 cm. Jadi, bagaian hidrometer yang
ditandai dengan spidol untuk batas menentukan skala yeitu, pada bagian pipet yang sejajar
dengan permukaan air, sepanjang 6,8 cm dari dasar pipet.
Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan konsentrasi 3
gr, panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,5 cm. Dari hasil pengamatan ini
dapat diketahui panjang hidrometer yang tenggelam semakin dangkal. Dari perhitungan ρ
larutan air garam 3 gr dengan rumus
, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 3 gr
sebesar 1,06 gr/cm3 yang lebih besar dari massa jenis air. Hal itu menunjukkan adanya
kesesuaian antara hasil pengamatan dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang
hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Jadi,
bagaian hidrometer yang ditandai dengan spidol untuk batas menentukan skala yeitu, pada
bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air, sepanjang 6,5 cm dari dasar pipet.
Dari pengamatan dengan air dan larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr, dapat
ditentukan skala pada hidrometer yang dibuat yaitu dari selisih panjang hidrometer yang
tenggelam pada air (h air) dengan panjang hidrometer yang tenggelam pada larutan air
garam dengan konsentrasi 3 gr (h air – h garam) yaitu sebesar 0,3 cm.
Untuk validasi, kami memasukkan hidrometer pada larutan air garam dengan
konsentrasi 6 gr. Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan
konsentrasi 6 gr, panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,2 cm. Dari hasil
pengamatan ini dapat diketahui panjang hidrometer yang tenggelam lebih dangkal
daripada ketika dimasukkan dalam air dan larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr. Dari
perhitungan ρ larutan air garam 6 gr dengan rumus
, didapatkan nilai massa jenis larutan
garam 6 gr sebesar 1,09 gr/cm3 yang lebih besar dari massa jenis air dan larutan air garam
dengan konsentrasi 3 g. Hal itu menunjukkan adanya kesesuaian antara hasil validasi
dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa
jenis zat cair yang diukur lebih besar
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu
zat cair. Prinsip kerja hidrometer didasarkan pada prinsip Archimedes bahwa
tersuspensi pada fluida akan didukung oleh kekuatan sama dengan berat fluida yang
dipindahkan.Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan
memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini
terkonversikan menjadi massa jenis. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit
bagian hidrometer yang tenggelam.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.slideshare.net/naylaasyla/hidrometer
http://jodivanz.blogdetik.com/2012/03/29/penerapan-hukum-archimedes-dalamkehidupan-sehari-hari/
http://alat-alat.com/cara-kerja-alat-hidrometer-menurut-metode-hukum-archimedes/
LAMPIRAN
Gambar 1
Batas h air pada pipet
Gambar 3
Perbandingan batas h air, larutan garam 3
gram dan larutan garam 6 gram pada
pipet
Gambar 2
Perbandingan batas h air dan larutan
garam 3 gram pada pipet
Gambar 4
Pipet berisi gotri dimasukkan dalam air 25
ml
Gambar 5
Necara
Gambar 6
Gotri
Gambar 7
Garam
Gambar 8
Menimbang garam
Gambar 9
Menimbang gelas kimia
Gambar 10
Menimbang gelas kimia berisi air
“ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS”
Disusun oleh :
Mufidah Nurul Hidayah
12030654058
Faristya Putri Alifia Zahro
12030654059
Selly Nalafradiany Susandoro
12030654060
Erlina Putri Mayangsari
12030654201
Audhea Setya Pramesswari
12030654236
Pendidikan Sains B 2012
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2014
ABSTRAK
HUKUM ARCHIMEDES DAN MASSA JENIS
Kami telah melakukan percobaan Hukum Archimedes pada hari Senin, 05 Mei
2014 di Laboratorium Pendidikan Sains Unesa. Tujuan dari percobaan kami adalah
Mengetahui cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan menggunakan
massa jenis dan hukum Archimedes. Adapun metode yang kami gunakan adalah
menyiapkan pipet panjang dan gotri kecil. Kemudian memasukkan gotri kecil ke dalam
pipet panjang tersebut. Setelah itu mengukur massa air dengan neraca dan memasukkan
pipet yang berisi gotri ke dalam gelas ukur yang berisi air. Kemudian menghitung massa
jenis air dengan rumus:
. Selanjutnya, Memberi tanda dengan spidol pada pipet,
ketika pipet sejajar dengan permukaan air. Setelah itu, mengukur massa larutan garam
dengan menggunakan neraca. Kemudian memasukkan pipet yang berisi gotri yang sudah
ada tanda spidolnya ke dalam gelas ukur yang berisi larutan air garam. Setelah itu,
menghitung massa jenis air dengan rumus:
. Selanjutnya, memberi tanda dengan
spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan larutan air garam. Kemudian
skala hidrometer dengan titik acuan tanda spidol saat mengukur massa jenis air dan larutan
gaeam. Dan yang terakhir memvalidasi alat ukur yang telah dibuat. Berdasarkan hasil
percobaan yang kami lakukan hidrometer dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi air
dengan volume sebesar 25 ml, massa sebesar 25,1 gr, didapat massa jenis air dengan
perhitungan sebesar 1 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,8 cm dari
dasar pipet. Sedangkan ketika hidrometer dimsukkan ke larutan garam dengan konsentrasi
3 gr didapat volume sebesar 26 ml, massa sebesar 27,6 gr, didapat massa jenis air dengan
perhitungan sebesar 1,06 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,5 cm dari
dasar pipet. Selisih panjang hidrometer yang tenggelam pada air (h air) dengan panjang
hidrometer yang tenggelam pada larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr (h air – h
garam) yaitu sebesar 0,3 cm. Untuk validasi, kami memasukkan hidrometer ke dalam
larutan garam dengan konsentrasi 6 gr diperoleh volume sebesar 28 ml, massa sebesar 30,6
gr, didapat massa jenis air dengan perhitungan sebesar 1,09 gr/cm3, dan tinggi bagian pipet
yang tercelup sebesar 6,2 cm dari dasar pipet. Hal itu menunjukkan adanya kesesuaian
antara hasil validasi dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang hidrometer yang
tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar.
Kata kunci: Gotri, pipet, garam, air
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kita mungkin pernah mengamati bahwa sebuah benda yang diletakan di dalam
air terasa lebih ringan dibandingkan dengan beratnya ketika di udara. 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.
balon udara.
Hidrometer merupakan alat untuk mengukur berat jenis atau massa jenis zat
cair. Jika hidrometer dicelupkan ke dalam zat cair, sebagian alat tersebut akan
tenggelam. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit bagian hidrometer yang
tenggelam. Hidrometer banyak digunakan untuk mengetahui besar kandungan air pada
bir atau susu. Dengan demikian, dihasilkan gaya ke atas yang lebih besar dan
hidrometer
dapat
mengapung
di
dalam
zat cair.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat dibuat suatu rumusan masalah sebagai
berikut:
“Bagaimana cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan
menggunakan massa jenis dan hukum Archimedes?”
C. Tujuan Percobaan
Berdasarkan rumusan masalah diatas dapat dibuat suatu tujuan percobaan
sebagai berikut:
“Mengetahui cara membuat alat ukur massa jenis zat cair sederhana dengan
menggunakan massa jenis dan hukum Archimedes”
BAB II
DASAR TEORI
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu
zat cair. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada
hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung
kaca. Agar tabung kaca terapung tegak di dalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani
dengan butiran timbale. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya
volume zat cair yang dipindahkan hydrometer lebih besar. Dengan demikian, dihasilkan
gaya ke atas yang lebih besar dan hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai
tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama
artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perbahan besar
pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada
skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas.
Hidrometer memiliki dua instrumen yang terpisah, satu untuk cairan berat, di mana
tanda 1.000 untuk air sudah dekat bagian atas batang, dan satu untuk cairan ringan, di
mana tanda 1.000 sudah dekat bagian bawah. Dalam banyak industri satu set hidrometer
digunakan mencakup rentang berat jenis 1,0-0,95 dan 0,95-0,9 untuk memberikan
pengukuran yang lebih tepat. Prinsip Pengoperasian hidrometer didasarkan pada prinsip
Archimedes bahwa tersuspensi pada fluida akan didukung oleh kekuatan sama dengan
berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut,
lebih jauh hidrometer akan tenggelam. Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida,
maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer.
Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis. Makin besar massa jenis zat cair, Makin
sedikit bagian hidrometer yang tenggelam.
Padaelemeninibekerjagaya-gaya:Gaya
berat
(W).
Gaya-gaya
oleh
bagianfluidayangbersifatmenekanpermukaanyaitugaya (Fa).Kedua gaya tersebut saling
meniadakan, karena elemen berada dalam keadaan setimbang, maka gaya ke atas = gaya
ke bawah. Artinya resultan seluruh gaya pada permukaan berarah ke atas dan besarnya
sama dengan berat elemen fluida dan titik tangkapnya adalah pada titik berat elemen.
Dalam prinsip Archimedes dinyaatakan bahwa “suatu benda yang seluruhnya atau
sebagian tercelup dalam satu fluida maka benda tersebut akan mendapat gaya apung
ke atas sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.”
Fa = ρf. g. V
Keterangan :
Fa
: gayakeatas (N)
V
: volume benda yang tercelup dalam fluida (m3)
ρf
: massa jenis fluida (kg/m3)
g
: percepatan gravitasi (m/s2)
Hukum Archimedes berlaku untuk semua fluida termasuk gas dan zat cair.
Jika benda tercelup semua maka V = volume benda.
Pada benda yang dimasukkan ke dalam zat cair, akan terjadi tiga kemungkinan
keadaan, yaitu terapung, melayang dan tenggelam.Ketiga kemungkinan keadaan tersebut
terjadi ditentukan oleh perbandingan massa jenis benda dengan massa jenis fluida. Apabila
massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis fluida ( ρb< ρf ) maka benda terapung.
Benda berada dalam keadaan melayang apabila massa jenis benda sama dengan massa
jenis fluida (ρf = ρb ) dan benda dalam keadaan tenggelam apabila massa jenis benda lebih
besar dari massa jenis fluida (ρb > ρf).
BAB III
METODE PENILITIAN
A. Rancangan Percobaan
B. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Pipet panjang
b. Gelas ukur 500 ml
c. Gotri kecil
d. Neraca
e. Spidol
2. Bahan
a. Air
b. Garam
c. Tissu
1 buah
1 buah
10 buah
1 buah
1 buah
500 ml
10 gram
1 pcs
C. Langkah Percobaan
Pertama, menyiapkan pipet panjang dan gotri kecil. Kemudian memasukkan
gotri kecil ke dalam pipet panjang tersebut. Setelah itu mengukur massa air dengan
neraca dan memasukkan pipet yang berisi gotri ke dalam gelas ukur yang berisi air.
Kemudian menghitung massa jenis air dengan rumus:
. Selanjutnya,
Memberi tanda dengan spidol pada pipet, ketika pipet sejajar dengan permukaan
air.
Kedua, mengukur massa larutan garam dengan menggunakan neraca.
Kemudian memasukkan pipet yang berisi gotri yang sudah ada tanda spidolnya ke
dalam gelas ukur yang berisi larutan air garam. Setelah itu, menghitung massa jenis
air dengan rumus:
. Selanjutnya, memberi tanda dengan spidol pada pipet,
ketika pipet sejajar dengan permukaan larutan air garam. Kemudian skala
hidrometer dengan titik acuan tanda spidol saat mengukur massa jenis air dan
larutan gaeam. Dan yang terakhir memvalidasi alat ukur yang telah dibuat.
D. Alur Percobaan
1. Mengunakan air
Pipet Panjang
Dimasukin gotri
Gelas Ukur
Diukur massanya dengan
menggunakan neraca
Diisi dengan air
Diukur massanya kembali dengan
menggunakan neraca
Kemudian mengukur massa
Gelas Ukurjenisnya dengan rumus
berisi Air
Dimasukin pipet panjang berisi
gotri
Diberi tanda dengan spidol pada
pipet, ketika pipet sejajar
dengan permukaan air
Hasil Percobaan
2. Menggunakan Larutan Garam
Pipet Panjang
- Dimasukin gotri
- Diukur massanya dengan
menggunakan neraca
Gelas Ukur- Diisi
denganpipet
larutan
garam
Dimasukin
panjang
berisi
- Diukur
massanya
kembali
dengan
gotri
menggunakan
neracaspidol pada
- Diberi
tanda dengan
- Kemudian
mengukur
massa jenisnya
Gelas Ukurpipet,
berisiketika pipet sejajar dengan
dengan
rumus
permukaan
air
Hasil
Percobaan
Larutan
Garam
-
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
A. Data
Air
Volume (v ± 1) ml
Massa (m ± 0,1) gr
ρ=
25
25,1
1
(gr/cm3)
Tinggi titik spidol dari dasar pipet (h ± 0,1) cm
Selisih h air dan h garam (h = h air - h garam)
6,8
Jenis Zat Cair
Larutan Air Garam
3 gr
6 gr
26
28
27,6
30,6
1,06
1,09
6,5
0,3 cm
6,2
B. Analisis
Pada saat volume air 25 ml, didapatkan massa air sebesar 25,1 gram. Massa air
didapat dari selisih pengukuran massa gelas ukur setelah berisi air 25 ml dengan massa
gelas ukur kosong yang menggunakan neraca ohaus. Dari perhitungan ρ air dengan
rumus
yaitu massa air dibagi volume air didapatkan nilai massa jenis air sebesar 1
gr/cm3. Sedangkan tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,8 cm yang ditandai
dengan spidol pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air.
Pada saat volume larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr sebesar 26 ml,
didapatkan massa larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr sebesar 27,6 gram. Massa
ini didapat dari selisih pengukuran gelas ukur setelah berisi 26 ml larutan air garam
dengan konsentrasi 3 gr dengan massa gelas ukur kosong. Dari perhitungan ρ larutan
air garam 3 gr dengan rumus
yaitu massa larutan air garam 3 gr dibagi volume
larutan air garam 3 gr, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 3 gr sebesar 1,06
gr/cm3. Tinggi bagian pipet yang tercelup sebesar 6,5 cm yang ditandai dengan spidol
pada bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air. Selisih h air dengan h air garam 3
gram sebesar 0,3 cm.
Pada saat volume larutan air garam dengan konsentrasi garam sebesar 6 gr
sebesar 28 ml, didapatkan massa larutan air garam 6 gr sebesar 30,6 gram. Massa ini
didapat dari selisih pengukuran gelas ukur setelah berisi 28 ml larutan air garam dengan
konsentrasi 6 gr dengan massa gelas ukur kosong. Dari perhitungan ρ larutan air garam
6 gr dengan rumus
yaitu massa larutan air garam 6 gr dibagi volume larutan air
garam 3 gr, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 6 gr sebesar 1,09 gr/cm 3. Tinggi
bagian pipet yang tercelup sebesar 6,2 cm yang ditandai dengan spidol pada bagian
pipet yang sejajar dengan permukaan air.
BAB V
PEMBAHASAN
Dari hasil pengamatan kami dalam membuat alat pengukur massa jenis zat cair
atau hydrometer sederhana, prinsip kerjanya menggunakan hukum Archimedes. Ketika
hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan memberikan gaya ke atas yang
besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini terkonversikan menjadi massa jenis.
semakin dalam panjang hidrometer yang tenggelam, maka massa jenis zat cair yang diukur
yaitu lebih kecil. Dan semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa
jenis zat cair yang diukur lebih besar. Hal ini karena adanya pengaruh gaya apung yang
dikerjakan zat cair terhadap hidrometer. Pada zat cair dengan massa jenis lebih kecil, gaya
apung yang dikerjakannya kecil pula sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih
besar. Dan pada zat cair dengan massa jenis lebih besar, gaya apung yang dikerjakannya
besar sehingga panjang hidrometer yang tercelup lebih kecil (dangkal)
Dari hasil pengamtan dalam pembuatan hidrometer sederhana dapat diketahui
massa jenis (ρ) air sebesar 1 gr/cm3. Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam air tersebut,
panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,8 cm. Jadi, bagaian hidrometer yang
ditandai dengan spidol untuk batas menentukan skala yeitu, pada bagian pipet yang sejajar
dengan permukaan air, sepanjang 6,8 cm dari dasar pipet.
Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan konsentrasi 3
gr, panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,5 cm. Dari hasil pengamatan ini
dapat diketahui panjang hidrometer yang tenggelam semakin dangkal. Dari perhitungan ρ
larutan air garam 3 gr dengan rumus
, didapatkan nilai massa jenis larutan garam 3 gr
sebesar 1,06 gr/cm3 yang lebih besar dari massa jenis air. Hal itu menunjukkan adanya
kesesuaian antara hasil pengamatan dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang
hidrometer yang tenggelam maka massa jenis zat cair yang diukur lebih besar. Jadi,
bagaian hidrometer yang ditandai dengan spidol untuk batas menentukan skala yeitu, pada
bagian pipet yang sejajar dengan permukaan air, sepanjang 6,5 cm dari dasar pipet.
Dari pengamatan dengan air dan larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr, dapat
ditentukan skala pada hidrometer yang dibuat yaitu dari selisih panjang hidrometer yang
tenggelam pada air (h air) dengan panjang hidrometer yang tenggelam pada larutan air
garam dengan konsentrasi 3 gr (h air – h garam) yaitu sebesar 0,3 cm.
Untuk validasi, kami memasukkan hidrometer pada larutan air garam dengan
konsentrasi 6 gr. Ketika hdrometer dimasukkan ke dalam larutan air garam dengan
konsentrasi 6 gr, panjang hidrometer yang tenggelam yaitu sebesar 6,2 cm. Dari hasil
pengamatan ini dapat diketahui panjang hidrometer yang tenggelam lebih dangkal
daripada ketika dimasukkan dalam air dan larutan air garam dengan konsentrasi 3 gr. Dari
perhitungan ρ larutan air garam 6 gr dengan rumus
, didapatkan nilai massa jenis larutan
garam 6 gr sebesar 1,09 gr/cm3 yang lebih besar dari massa jenis air dan larutan air garam
dengan konsentrasi 3 g. Hal itu menunjukkan adanya kesesuaian antara hasil validasi
dengan teori, bahwa semakin dangkal panjang hidrometer yang tenggelam maka massa
jenis zat cair yang diukur lebih besar
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
Hidrometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis suatu
zat cair. Prinsip kerja hidrometer didasarkan pada prinsip Archimedes bahwa
tersuspensi pada fluida akan didukung oleh kekuatan sama dengan berat fluida yang
dipindahkan.Ketika hidrometer dicelupkan ke dalam fluida, maka fluida akan
memberikan gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat hydrometer. Gaya ini
terkonversikan menjadi massa jenis. Makin besar massa jenis zat cair, Makin sedikit
bagian hidrometer yang tenggelam.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.slideshare.net/naylaasyla/hidrometer
http://jodivanz.blogdetik.com/2012/03/29/penerapan-hukum-archimedes-dalamkehidupan-sehari-hari/
http://alat-alat.com/cara-kerja-alat-hidrometer-menurut-metode-hukum-archimedes/
LAMPIRAN
Gambar 1
Batas h air pada pipet
Gambar 3
Perbandingan batas h air, larutan garam 3
gram dan larutan garam 6 gram pada
pipet
Gambar 2
Perbandingan batas h air dan larutan
garam 3 gram pada pipet
Gambar 4
Pipet berisi gotri dimasukkan dalam air 25
ml
Gambar 5
Necara
Gambar 6
Gotri
Gambar 7
Garam
Gambar 8
Menimbang garam
Gambar 9
Menimbang gelas kimia
Gambar 10
Menimbang gelas kimia berisi air