Massa Jenis: Pengertian, Macam, Rumus, Contoh dan Latihan Soal

- Penulis

Jumat, 31 Maret 2023 - 23:49 WIB

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

Kepadatan adalah fitur karakteristik dari setiap bahan, baik itu cairan, padat atau gas. Kepadatan setiap bahan memiliki nilai tetap sehingga digunakan sebagai karakteristik objek.

Definisi Kepadatan

Densitas adalah ukuran yang menunjukkan nilai densitas atau densitas dari partikel-partikel material yang tersusun. Lambang massa jenis adalah ρ dibaca “rho” dengan satuan kg/m³ menurut Satuan Internasional (SI). Massa jenis adalah besaran turunan dari satuan dasar massa dan satuan dasar panjang (m).

Selain menggunakan satuan SI berupa kg/m³, massa jenis juga terkadang menggunakan satuan g/cm³. Berikut konversi kg/m³ menjadi g/cm³ dan sebaliknya:

1 kg/m³ = 0,001 g/cm³

1 g/cm³ = 1000 kg/m³

Kepadatan suatu benda juga dapat berubah ketika tekanan dan suhu berubah. Ketika suhu suatu benda meningkat, kerapatan benda berkurang karena kerapatan partikel benda berkurang.

Sedangkan jika tekanan yang diberikan pada zat bertambah maka akan membuat massa jenisnya semakin besar karena benda memadat.

Misalnya, bayangkan sebuah wadah yang menampung 1 liter gas oksigen kemudian memampatkannya (diberi tekanan), maka massa jenis benda tersebut tentu bertambah karena partikelnya lebih padat.

Jika kondisi benda tetap konstan yaitu suhu dan tekanan tetap konstan, maka massa jenis benda akan tetap sama walaupun massa dan volume benda berubah. Hal ini karena jika sebuah wadah berisi 1 m³ air, ketika ditimbang massa airnya tentu saja 1000 kg.

Sedangkan bila volumenya bertambah, tentu saja massa air juga bertambah sehingga massa jenisnya tetap untuk zat yang sama. Satu ember air, sepanci air, dan satu kolam air akan memiliki massa jenis yang sama.

Keadaan Benda di Air

Massa jenis suatu benda sangat mempengaruhi kondisi benda tersebut ketika diletakkan di dalam zat cair seperti air. Secara umum keadaan benda ketika dimasukkan ke dalam air terbagi menjadi 3 yaitu terapung, terapung atau tenggelam.

Suatu benda dapat dikatakan terapung bila benda tersebut seluruhnya berada di atas permukaan zat cair atau sebagian benda masuk ke dalam zat cair dan sebagian lagi berada di atas permukaan zat cair.

Baca Juga :  Pengertian Limbah : Ciri, Jenis, Contoh, Dampak dan Pengolahan Limbah

Penyebab benda terapung adalah karena massa jenis benda lebih kecil jika dibandingkan dengan massa jenis zat cair ρb < ρc. Karena massa jenis benda yang lebih kecil menyebabkan berat benda jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan gaya ke atas yang diterima benda dari zat cair Wb < Fa.

Beberapa benda yang terapung ketika dimasukkan ke dalam air adalah gabus dan kayu.

Keadaan benda selanjutnya di dalam air adalah benda yang terapung. Suatu benda disebut terapung dalam zat cair bila semua bagian benda terendam seluruhnya dalam zat cair tetapi tidak mencapai dasar zat cair.

Benda dapat mengalami kondisi terapung di tengah zat cair bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair ρb = ρc. Massa jenis benda dan zat cair yang sama akan membuat besarnya gaya Archimedes yang diterima benda sama dengan berat benda Fa = Wb.

Contoh benda terapung adalah ikan yang berenang di perairan.

Sebagian besar benda berat saat dicelupkan ke dalam cairan akan langsung jatuh ke dasar cairan. Kondisi dimana suatu benda berada di dasar zat cair adalah benda yang tenggelam. Penyebab benda tenggelam adalah karena massa jenis zat cair lebih kecil dari massa jenis benda ρb > ρc.

Massa jenis suatu benda yang lebih besar dari zat cair akan menyebabkan gaya Archimedes yang diterima benda lebih kecil dari berat benda Wb > Fa.

Daftar Kepadatan Berbagai Zat

Jenis Zat Kepadatan (kg/m³)
Hidrogen 0,09
Oksigen 1,3
Timah 11.300
sumbat 240
Tembaga 8.900
Alkohol 790
Minyak 800
Es 920
Aluminium 2.700
Gula 1.600
Air raksa 13.600
Air 1.000
Garam 2.200
Besi 7.900
Kaca 2.600
Emas 19.300
Perak 10.500
Platinum 21.450
Gas 700
Seng 7.140

Semakin besar kerapatan suatu benda, maka semakin besar kerapatan benda tersebut alias rapat. Misalnya, emas dengan massa jenis 19.300 kg/m³ menunjukkan bahwa emas dengan volume 1 m³ memiliki massa hingga 19.300 kg.

Baca Juga :  Modul Ajar PJOK Kelas 7 Semester 1&2 Kurikulum Merdeka

Formula kepadatan

Massa jenis atau disebut juga densitas dapat dihitung dengan menggunakan rumus sederhana yaitu pembagian antara massa dan volume zat.

ρ = m/V

Dari rumus di atas, persamaan untuk menghitung massa dan volume benda juga bisa diturunkan.

m = ρ x V

V = m/ρ

Informasi:

ρ = massa jenis benda (kg/m³)
V = Volume benda (m³)
m = massa benda (kg)

Selain dihitung menggunakan persamaan massa jenis di atas, pengukuran massa jenis benda dan zat cair dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut hidrometer.

Contoh Aplikasi Kepadatan

Desain Kapal Selam

Kapal selam merupakan salah satu teknologi terkini yang memanfaatkan prinsip kerapatan dalam perancangannya. Kapal selam terbuat dari bahan logam berat seperti aluminium dan titanium yang memiliki kerapatan jauh lebih berat daripada cairan.

Jika menggunakan logika maka tentunya kapal selam ini akan tenggelam ke dasar air. Namun, kapal selam dirancang untuk tenggelam dan mengapung di laut. Kapal selam dirancang sedemikian rupa sehingga kepadatan keseluruhannya dapat berubah sesuai kebutuhan.

Perubahan densitas tersebut dikarenakan kapal selam memiliki tangki pemberat berisi udara dan air yang dapat menambah dan mengurangi densitas kapal selam. Saat tangki terisi penuh dengan air, udara akan keluar dan membuat massa jenis kapal selam menjadi lebih berat dan kapal selam masuk ke dalam air.

Latihan Soal Kepadatan

Suatu zat berbentuk kubus dengan panjang setiap sisinya 5 m. Zat tersebut ditimbang dan ternyata massanya 4 kg. Tentukan massa jenis zat tersebut.

Diskusi

Dikenal:

massa = 4 kg
Volume kubus = s³ = 4³ = 64 m³

Menjawab:

ρ = m/V

ρ = 4 kg/64 m³ = 1/16 = 0,0625 kg/m³

Benda berbentuk balok yang terbuat dari kuningan ini memiliki panjang 50 cm, lebar 40 cm dan tinggi 60 cm. Jika massa jenis kuningan diketahui 8730 kg/m³, tentukan massa balok tersebut.

Diskusi

Dikenal:

Volume balok = pxlxt = 50 x 40 x 60 = 120.000 cm³ = 0,12 m³

ρ = 8730 kg/m³

Menjawab:

m = ρ x V = 8730 kg/m³ x 0,12 m³ = 1047,6 kg

Ada berbagai cara untuk menghitung massa jenis benda baik secara manual maupun menggunakan alat. Massa jenis termasuk dalam besaran turunan dalam Fisika.

mejakelas.com

Berita Terkait

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya
Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka
Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..
Contoh Soal IPA Kelas 8 SMP MTs Kurikulum Merdeka Bab 2 Struktur dan Fungsi Tubuh Makhluk Hidup
Materi Biologi Kelas 11 Kurikulum Merdeka Lengkap
20 Soal Matematika Kelas 4 Semester 2 Kurikulum Merdeka
Berita ini 0 kali dibaca

Berita Terkait

Kamis, 11 Juli 2024 - 21:23 WIB

Bagaimana Cara Membuat Media Pembelajaran Interaktif? Begini Penjelasannya

Sabtu, 6 Juli 2024 - 17:04 WIB

Bagaimana Pembelajaran Yang Sesuai Dengan Tahap Perkembangan Siswa SD Menurut Piaget?

Kamis, 27 Juni 2024 - 11:03 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Rabu, 26 Juni 2024 - 20:15 WIB

Materi Bahasa Inggris Kelas 9 Semester 1 Kurikulum Merdeka

Senin, 24 Juni 2024 - 16:11 WIB

Dalam Rantai Makanan Tumbuhan Hijau Berfungsi Sebagai…..

Berita Terbaru