Pengertian Massa Jenis dengan Rumus dan Penerapannya

Hai Sobats, pernahkah kamu melihat campuran minyak sayur dan air? Bisakah keduanya bercampur seperti teh dan air? Tentu saja tidak. Ketika minyak dicampur dengan air, keduanya tidak dapat bergabung membentuk larutan. Sebaliknya, dua lapisan terpisah terbentuk, di mana air berada di bawah dan minyak berada di atas. Menurut Anda, apa yang menyebabkan hal tersebut? Hal ini disebabkan oleh perbedaan densitas antara air dan minyak. Lalu, bagaimana rumus kerapatan? Daripada penasaran, yuk simak selengkapnya!

Definisi Kepadatan

Kepadatan adalah massa suatu zat per satuan volume. Massa jenis setiap benda bersifat spesifik atau berbeda dan tetap. Misalnya, massa jenis satu sendok makan air sama dengan massa jenis satu gelas air dan massa jenis air berbeda dengan massa jenis zat lain. Semakin padat susunan partikel dalam suatu zat, semakin besar massa per satuan volume. Artinya, kerapatannya semakin besar atau biasa disebut high density. Semakin jarang susunan partikel dalam suatu zat, semakin kecil massa per satuan volume. Artinya, densitasnya semakin kecil atau disebut densitas rendah. Umumnya massa jenis yang besar dimiliki oleh zat padat seperti logam. Sedangkan densitas kecil dimiliki oleh gas.

Satu pertanyaan di sini untuk Sobat, apakah massa jenis 500 gram besi dan 500 gram kertas sama? PR, ya.

Formula kepadatan

Dalam Fisika, kerapatan dilambangkan sebagai ρ (baca rho). Simbol diambil dari bahasa Yunani. Secara matematis, densitas dirumuskan sebagai berikut.

Dengan:

ρ = densitas (kg/m³ atau gr/cm³);

m = massa (kg atau gr); dan

V = volume (m³ atau cm³).

Untuk memudahkan Anda mengingat rumus massa jenis, perhatikan “Quipper Solution” SUPER di bawah ini.

Kepadatan = ini semua tentang cinta

Bentuk hati bagian atas dianalogikan dengan huruf m yang melambangkan massa dan bagian bawah berbentuk huruf V yang melambangkan volume. Bagaimana, mudah bukan cara mengingatnya? Untuk lebih jelasnya lihat contoh berikut.

Sebuah batang aluminium dengan massa 540 g memiliki volume 200 cm³. Berapa massa jenis aluminium tersebut?

Diskusi:

Dikenal:

m = 540gr

V = 200cm³

Ditanya: ρ = …?

Menjawab:

Untuk mencari massa jenis aluminium, gunakan persamaan berikut.

Lalu, bagaimana cara mengubah satuan gr/cm³ menjadi kg/m³?

Jadi, massa jenis aluminium adalah 2,7 g/cm3³ atau 2.700 kg/m³.

Alat Ukur Kepadatan

Alat pengukur massa jenis terbagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

Hidrometer

Hidrometer adalah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Ingat, tidak semua massa jenis mudah dihitung secara manual, misalnya cairan. Jika diterapkan dalam skala besar, misalnya di industri, cara manual tentu kurang efektif. Oleh karena itu, dibuatlah alat untuk mengukur massa jenis zat cair. Berikut adalah contoh gambar hidrometer.

Hidrometer dilengkapi dengan skala yang menunjukkan nilai massa jenis zat yang diukur. Cara penggunaannya juga mudah yaitu dengan mencelupkannya ke dalam cairan yang ingin diketahui massa jenisnya. Kemudian, tunggu beberapa saat hingga skala pengukurannya keluar.

Piknometer

Piknometer adalah alat untuk mengukur massa jenis suatu zat dengan menggunakan tabung kaca kecil yang dilengkapi dengan sumbat yang sangat rapat. Alat ini dapat digunakan untuk mengetahui massa jenis zat cair atau serbuk seperti butiran pasir pantai. Cara penggunaan piknometer juga terbilang mudah yaitu dengan memasukkan cairan/bubuk ke dalam alat kemudian menimbang massa piknometer yang telah berisi zat tersebut. Sebelumnya, Anda juga harus menimbang massa piknometer kosong. Massa zat adalah selisih antara massa piknometer berisi dan massa piknometer kosong. Selanjutnya, gunakan rumus kerapatan untuk menentukan kerapatan zat.

Penerapan Massa Jenis dalam Kehidupan Sehari-hari

Penerapan massa jenis dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

1. Air dan minyak tidak dapat bercampur karena massa jenisnya berbeda. Air berada di lapisan paling bawah karena densitasnya lebih besar dari minyak.
2. Kapal tidak tenggelam di lautan karena memiliki volume rongga udara yang sangat besar, sehingga massa jenis total kapal masih lebih kecil dari massa jenis air laut.
3. Jembatan ponton tidak tenggelam dalam air karena terdapat rongga udara yang cukup banyak pada drum penyusunnya, sehingga kerapatan total jembatan ponton masih lebih kecil dari kerapatan air.
4. Balon helium dapat terbang karena massa jenis gas helium lebih kecil dari massa jenis gas (udara) di sekitarnya.

Contoh Masalah Kepadatan

Untuk mengasah kemampuan Anda, mari kita lihat beberapa contoh di bawah ini.

Contoh Soal 1

Ani sedang melakukan percobaan massa jenis di laboratorium. Awalnya, Ani menyiapkan 25 cm³ air dalam gelas ukur. Kemudian, dia memasukkan sebuah batu dengan massa 42 gram ke dalam gelas ukur. Akibatnya, ketinggian air di gelas ukur naik menjadi 45 cm³. Berapa massa jenis batu yang dimasukkan Ani ke dalam gelas ukur?

Diskusi:

Dikenal:

V₁ = 25 cm³

m = 42gr

V₂ = 45 cm³

diminta: ρ =…?

Menjawab:

Pertama-tama, Anda harus menentukan volume batu tersebut terlebih dahulu.

Kemudian, gunakan rumus kerapatan.

Jadi, massa jenis batu yang dimasukkan Ani ke dalam gelas ukur adalah 2100 kg/m³.

Contoh Soal 2

Ibu membeli emas dan perak yang massanya sama. Massa jenis emas dan perak masing-masing adalah 19.300 kg/m³ dan 10.500 kg/m^3. Jika diukur, volume emas yang Ibu beli adalah 0,026 cm³. Berapa volume perak?

Diskusi:

Dikenal:

diminta: V_perak =…?

Menjawab:

Dalam soal diketahui bahwa massa emas dan perak yang Ibu beli adalah sama. Itu berarti:

Jadi, volume perak yang ibu beli adalah 0,048 cm³.

Contoh Soal 3

Pak Samsul sedang melakukan percobaan untuk mendeteksi jenis bahan yang namanya tidak diketahui. Mula-mula Pak Samsul memasukkan bahan ke dalam cairan. Alhasil, volume cairan naik setinggi 30 cc. Selanjutnya bahan ditimbang dengan neraca dan diperoleh hasil 252 gr. Terakhir, Pak Samsul mengecek hasil perhitungannya dengan tabel di bawah ini.

Menurut Anda, materi apa yang ditemukan Pak Samsul?

Diskusi:

Dikenal:

m = 252gr

V = 30 cc = 30 cm³

Ditanya: bahan yang dideteksi oleh Pak Samsul =…?

Menjawab:

Awalnya, tentukan kerapatan material dengan persamaan berikut.

Karena massa jenis material yang terdeteksi oleh Pak Samsul adalah 8.400 kg/m³kemudian berdasarkan meja, bahannya adalah kuningan.

Jadi, bahan yang dideteksi oleh Pak Samsul adalah kuningan.

Itulah pembahasan Quipper Blog tentang kepadatan. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, buruan gabung dengan Quipper Video. Salam Quippers!