Massa Jenis & Massa Jenis Relatif

  

Kegiatan Belajar 9

MATERI POKOK : MASSA JENIS DAN MASSA JENIS RELATIF

A. URAIAN MATERI:

1. Massa dan Volume

  Massa adalah ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda. Massa merupakan ukuran kelembaman (kemampuan mempertahankan keadaan gerak) suatu benda. Massa benda adalah tetap di lokasi atau di tempat mana saja di alam semesta ini. Massa merupakan besaran skalar (hanya memiliki nilai dan tidak memiliki arah). Simbol massa adalah m, satuan dalam SI adalah kilogram (kg). Massa diukur dengan neraca atau timbangan. Volume adalah ukuran ruang yang ditempati oleh suatu benda. Simbol volume adalah V, satuan dalam SI adalah meter

  3

  kubik (m ). Untuk mengukur volume benda teratur digunakan rumus, sedangkan untuk mengukur volume benda tidak teratur dapat digunakan gelas ukur atau gelas berpancur. Volume bangun yang teratur bentuknya dapat ditentukan dengan menggunakan rumus volume. Sebagai contoh, volume balok yang memiliki panjang p, lebar l, dan

  V = p×l×t .

  tinggi t adalah Jadi, sebuah balok yang berukuran

  3 p=6 cm, l=4 cm, dan t=2 cm V =48 cm .

  memiliki volume Beberapa bangun yang teratur bentuknya sehingga volumenya dapat ditentukan dengan menggunakan rumus volume dapat dilihat pada gambar 9.1.

  3

  2 V =l V =πr t V = p×l×t

  kubus, silinder, balok,

  4

  1

  3

  2 V = πr V = πr t

  3

  3

  bola, kerucut,

Gambar 9.1 Perhitungan volume beda teratur dengan rumus

  Berikut cara pengukuran volume benda tidak teratur dengan gelas ukur:

Gambar 9.2 Volume benda tidak teratur dengan gelas ukur

  Gelas ukur disisi dengan air kemudian dicatat volume awal airnya (V

  1 ), kemudian

  benda yang akan diukur volumenya dimasukkan ke dalam gelas ukur kemudian catat skala volume akhir airnya (V ). Maka volume benda diperoleh dengan rumus:

  2 V benda = V 2 – V

  1

  = 80 cc – 60 cc = 20 cc

  Pengukuran volume dengan gelas berpancur dilakukan dengan mengisi air pada gelas berpancur hingga batas lubang pancur. Ketika benda yang dihitung volumenya dimasukkan maka air akan terdesak dan mengalir melalui lubang pancur ke gelas ukur. Volume air yang berpindah ke gelas ukur tersebut merupakan volume benda.

Gambar 9.3 Mengukur volume benda dengan gelas berpancur

  Volume zat cair yang mengalir melalui pipa dapat dihitung menggunakan persamaan debit dimana volume zat cair yang mengalir merupakan hasil perkalian antara luas penampang pipa, laju aliran pipa dan waktu alir.

  V Q= t

  V =Q t Q= A v

  Karena , maka

  V = A v t

  3

  dengan: Q = debit aliran (m /s)

3 V = volume zat cair (m )

  t = waktu aliran (s)

2 A = luas penampang pipa (m )

  v = laju aliran zat cair (m/s)

2. Massa Jenis (Densitas/Rapat Massa)

  Massa jenis adalah massa setiap satu satuan volume benda. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.

• 3 Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m ).

  m ρ=

  V

3 Dengan: ρ = massa jenis (kg/m )

  m = massa (kg)

  3 V = volume (m )

Gambar 9.4 benda-benda dengan massa jenis berbeda.

  Massa jenis beberapa benda: Nama zat

  ρ dalam kg/m3 ρ dalam gr/cm3

  1.000 kg/m3 1 gr/cm3

  

  800 kg/m3 0,8 gr/cm3

  

  13.600 kg/m3 13,6 gr/cm3

  

  2.700 kg/m3 2,7 gr/cm3

  

  7.900 kg/m3 7,9 gr/cm3

  

  19.300 kg/m3 19,3 gr/cm3

  

  920 kg/m3 0,92 gr/cm3

  Massa jenis zat cair dapat diukur dengan hidrometer. Hidrometer terbuat dari pipa kaca berskala dengan pemberat dibagian bawah. Apabila dimasukkan ke dalam zat cair hidrometer akan mengapung karena gaya apung (gaya Archimedes). Nilai massa jenis zat cair dapat dibaca pada skala hidrometer yang tepat pada permukaan zat cair.

  ρ air murni

  = ρ benda

  ρ relatif benda

  3 .

  atau sama dengan 1000 kg/m

  3

  Massa jenis relatif benda adalah massa jenis benda dibandingkan dengan massa jenis air murni. Massa jenis air murni adalah 1 g/cm

  

  8.400 kg/m3 8,4 gr/cm3

  derajat 1,2 kg/m3 0,0012 gr/cm3

  (27

  7.140 kg/m3 7,14 gr/cm3

  

  21.450 kg/m3 21,45 gr/cm3

  

  10.500 kg/m3 10,5 gr/cm3

  

3. Massa Jenis Relatif

Gambar 9.5 Hidrometer

  Contoh:

  3 Hitunglah massa jenis relatif air garam yang massa jenisnya 1025 kg/m

  Massa jenis relatif air garam diperoleh dengan rumus,

  ρ benda

  ρ

  =

  relatif benda ρ air murni

  3 ρ air garam 1025 kg /m

  ρ 1,025 = = = relatif air garam

  3 ρ air murni 1000 kg /m Perhatikan bahwa massa jenis relatif tidak memiliki satuan.

  Contoh:

  Hitunglah massa jenis bahan bakar minyak yang massa jenis relatifnya 0,92! Massa jenis minyak diperoleh dengan rumus,

  ρ = ρ × ρ benda relatif benda air murni

  3

  3 ρ 0,92 ×1000 kg /m 920 kg /m

  = = minyak

  Contoh:

  Ketika sebuah tangki penuh berisi air tawar massanya 120 ton. Hitunglah berapa ton jika diisi penuh minyak yang massa jenis relatifnya 0,84. Volume air tawar tersebut = Volume tangki

  m 120.000 kg

3 V = 120 m

  = =

  3 ρ

  1000 kg/m Massa jenis minyak

  3

  3 ρ = 0,84 × 1000 kg/m = 840 kg /m minyak

  Massa minyak

  kg

  3 m=ρ ×V =840 × 120 m = 100800 kg=100,8ton

  3 m

B. RANGKUMAN 1. Massa adalah ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda.

  Massa merupakan ukuran kelembaman (kemampuan mempertahankan keadaan gerak) suatu benda.

  2. Massa jenis adalah massa setiap satu satuan volume benda. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.

• 3

  Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m ). Massa jenis dirumuskan dengan:

  m ρ=

  V

  3. Massa jenis relatif benda adalah massa jenis benda dibandingkan dengan

  3

  massa jenis air murni. Massa jenis air murni adalah 1 g/cm atau sama

  3 dengan 1000 kg/m .

  ρ benda

  ρ = relatif benda

  ρ air murni

  C. TUGAS

  1. Sebuah tangki berisi 10 ton ketika penuh berisi air tawar. Hitunglah berapa ton minyak diesel dengan massa jenis relatif 0,880 akan diisikan, dengan memberikan 3% volume tangki untuk pemuaian!

  2. Tangki berukuran 4 m × 3 m × 3,5 m sedang diisi dengan minyak diesel yang massa jenis relatifnya 0,9. Hitunglah berapa ton minyak diesel dalam tangki ketika ullage-nya 1 meter. (ullage = jarak antara permukaan minyak dengan permukaan bagian atas tangki).

  3. Oil fuel of relative density 0.925 is run into a tank measuring 6 m × 4 m × 8 m until the ullage is 2 metres. Calculate the number of tonnes of oil the tank then contains.

  4. A tank will hold 100 tonnes when full of fresh water. Find how many tonnes of oil of relative density 0.880 may be loaded if 2% of the volume of the oil loaded is to be allowed for expansion.

  5. A deep tank 10 metres long, 16 metres wide and 6 metres deep has a coaming 4 metres long, 4 metres wide and 25 cm deep. (Depth of tank does not include depth of coaming). How may tonnes of oil, of relative density 0.92, can it hold if a space equal to 3% of the oil loaded is allowed for expansion?

  D. TES FORMATIF Soal Tes Formatif:

  1. Sebuah tangki berisi 120 ton ketika penuh berisi air tawar. Hitunglah berapa ton minyak diesel dengan massa jenis relatif 0,880 akan diisikan, dengan memberikan 2% volume tangki untuk pemuaian!

  2. Sebuah tangki ketika penuh berisi 130 ton air garam. Hitunglah berapa ton bahan bakar minyak dengan massa jenis relatif 0,940 akan mengisi tangki tersebut, dengan membiarkan 1% volume tangki untuk pemuaian!

  3. Tangki berukuran 8 m × 6 m × 7 m sedang diisi dengan minyak diesel yang massa jenis relatifnya 0,9. Hitunglah berapa ton minyak diesel dalam tangki ketika ullage-nya 3 meter.

  Jawaban Tes Formatif:

  1. Diketahui: m = 120 ton = 120.000 kg

  air

  3 ρ

  = 1.000 kg/m

  air

  In Load Lines (2002 Edition), the IMO suggests that weights shall be calculated on the basis of the following values for specific gravities and densities of liquids: Salt water = 1.025; Fresh water = 1.000; Oil fuel = 0.950; Diesel fuel = 0.900; Lubricating oil = 0.900 Karena tangki penuh air maka:

  m air 120.000 kg

  3 V V 120 m

  = = = =

  tangki air

  3 ρ air 1.000 kg /m

  2 % volume tangki kosong maka volume terisi minyak 98%, sehingga:

  3

3 V 98 % × 120 m 117,6m

  = = minyak kg

  3 m = ρ ×V = 880 ×117,6m = 103.488 kg=103,488 ton minyak minyak minyak

  3 m

  2. Diketahui: m = 130 ton = 130.000 kg

  air garam

  3 ρ

  = 1.025 kg/m

  air garam

  Karena tangki penuh air maka:

  m garam air 130.000 kg

  3 V = V = = = 126,83 m tangki air garam

  3 ρ air garam 1.025 kg/m

  1 % volume tangki kosong maka volume terisi BBM 99%, sehingga:

  3

3 V = 99 %×126,83 m = 125,56 m

  BBM kg

  3 m = ρ ×V = 940 × 125,56 m = 118.026 kg=118,026ton

BBM BBM BBM

  3 m

  3. Diketahui: ukuran tangki= 8 × 6 × 7 m

  6 m

  ullage = 3 m = 0,9

  ρ

  rel minyak solar 3 m Kosong

  Karena tangki penuh air maka:

  3 ρ = 0,9× 1000=900 kg/m minyak solar

  3 7 m

  V

  = 8 × 6 × (7 - 3) m = 192 m

  minyak solar

  Massa minyak solar saat ullage 3 meter:

  Minyak Solar m=ρ ×V =900 ×192

  172.800 kg

  ¿ ¿ 172,8 ton

  8 m