MASSA JENIS


Massa jenis. Salah satu sifat penting dari suatu benda adalah kerapatan alias massa jenisnya. Istilah kerennya adalah densitas (density). Sering disebut dengan kerapatan benda dan merupakan ciri khas setiap jenis benda. Massa Jenis tidak tergantung pada jumlah benda. Apabila jenisnya sama maka nilai massa jenisnya juga sama. Misalnya, setetes air dan seember air mempunyai nilai massa jenis sama yaitu 1 gram/cm^3. Berbagai logam memiliki nilai Massa Jenis besar dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar. Gabus atau sterofoam mempunyai Massa Jenis kecil karena susunan atom-atom dalam molekulnya memiliki kerapatan kecil.

CONTOH DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI :

Kamu tentu pernah minum air es atau es teh. Perhatikan, mengapa es batu selalu mengapung dalam air? Pernahkah kamu mencampur air dan minyak tanah? Mengapa minyak tanah selalu berada di atas air? Semua logam tenggelam di air, tetapi kayu atau gabus terapung di air. Apa yang menyebabkan semua ini?

Kita bisa mengamati hal hal ini dengan mengambil 2 buah kantong yang masing-masing diisi dengan pasir dan kapas. Dalam kantong tersebut diisi pasir dan kapas dengan massa yang sama.  Atau kita bisa melakukan hal yang berlawanan di mana masing-masing kanton diisi dengan pasir dan kapas tapi kali ini dengan volume yang sama. Apa yang terjadi?

Contoh lain dua kantong plastik ukuran sama yang diisi kapas dan pasir, ketika kamu membahas massa. Meskipun volumenya sama, yaitu satu kantong plastik, ternyata pasir memiliki massa yang lebih besar dibanding kapas. Berdasarkan hal ini, dikatakan Massa Jenis pasir lebih besar daripada massa jenis kapas. Massa Jenis merupakan perbandingan antara massa dan volume.

Massa jenis adalah perbandingan massa terhadap volume zat. Secara matematis ditulis :

p = m/v

(p dibaca “rho”) merupakan huruf yunani yang biasa digunakan untuk menyatakan kerapatan, m adalah massa dan v adalah volume.
Satuan sistem Internasional massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3). Untuk satuan CGS alias centimeter, gram dan sekon, satuan massa jenis dinyatakan dalam gram per centimeter kubik (gr/cm3).

Berikut ini data massa jenis dari beberapa benda.

Massa jenis benda yang dinyatakan dalam tabel di atas merupakan massa jenis benda pada suhu 0o C dan tekanan 1atm (atmosfir alias atm = satuan tekanan)

Massa jenis udara dan zat cair

Massa jenis fluida berbeda dengan massa jenis zat padat. Besi atau kayu memiliki kerapatan yang sama pada setiap bagiannya. Berbeda dengan fluida, misalnya udara atau air. Makin tinggi udara dari permukaan permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil. Hal ini disebabkan karena gaya gravitasi berkurang terhadap ketinggian. Semakin ke atas, gaya gravitasi semakin kecil sehingga jumlah udara yang ditarik juga berkurang. Jumlah udara di dekat permukaan laut lebih banyak dibandingkan jumlah udara di puncak gunung. Dalam suatu ruang atau volume yang sama, udara yang berada di dekat laut mempunyai massa yang lebih besar sehingga massa jenisnya juga lebih besar. Sebaliknya udara yang berada di puncak gunung mempunyai massa lebih kecil sehingga massa jenis udara juga lebih kecil. Semakin jauh dari permukaan laut, massa jenis udara semakin kecil.

Bagaimana dengan massa jenis air, misalnya air laut ? Udara terdiri dari atom atau molekul yang terpisah dan mudah bergerak sehingga banyak atau sedikitnya jumlah udara sangat dipengaruhi oleh besar atau kecilnya gaya gravitasi yang menariknya. Sebaliknya molekul air tidak berdiri sendiri dan tidak terpisah satu sama lain; molekul air saling terikat dan tidak mudah bergerak. Karenanya jumlah molekul air pada permukaan laut tidak berbeda jauh dengan jumlah molekul air di dasar laut. Jadi massa jenis air laut di permukaan hampir sama dengan massa jenis air laut di dasar laut, walaupun ketinggiannya berbeda.

 Pengaruh perubahan suhu dan volume terhadap massa jenis fluida

Setiap benda memuai (volume bertambah) jika suhunya meningkat dan menyusut (volume berkurang) jika suhunya berkurang. Kecuali air pada suhu 0oC–4oC. Beberapa contoh berikut menjelaskan hal ini. Pernah mengalami peristiwa di mana roda sepeda motor yang sedang diparkir kempes walaupun tidak ada kebocoran ? Roda sepeda motor kempes karena volume udara di dalam roda berkurang. Volume udara berkurang karena menurunnya suhu udara tersebut. Hal ini terjadi ketika suhu udara sangat dingin. Contoh lain. Silahkan meniup balon karet hingga mengembang lalu ikat mulut balon agar udara tidak keluar. Jemur balon di tempat yang panas. Amati apa yang terjadi pada balon! Balon akan meletus karena volume udara di dalam balon bertambah akibat peningkatan suhu udara tersebut. Elastisitas karet tidak mampu menahan pemuaian udara sehingga balon meletus.

Dua contoh di atas menunjukkan bahwa volume fluida, baik zat cair maupun zat gas dapat berubah jika suhunya berubah. Massa udara di dalam roda atau balon tertutup selalu sama; yang berubah hanya volume udara. Perubahan volume udara menyebabkan massa jenis udara berubah.

Selain massa jenis, dikenal pula berat jenis. Berat jenis adalah berat benda(w) tiap satuan volume (V). Bila berat jenis dapat dilambangkan dengan S, dapat dinyatakan dengan persamaan

Berat jenis

Keterangan:
S = berat jenis (N/m^3 atau dyne/cm^3)
w = berat benda (N atau dyne)
V = volume benda (m^3 atau cm^3)
Jadi, berat jenis benda adalah hasil kali antara Massa Jenis dengan percepatan gravitasi.

 CONTOH  SOAL

dimana:
ρ = massa jenis suatu benda dengan satuan kg/m3
m = massa benda dengan satuan kg
V = volume benda dengan satuan m3
Konversi Satuan
Panjang
100 cm = 1 m
1 cm = 0,01 m
80 cm = 80 : 100 = 0,8 m

Massa
1000 gram = 1 kg
1 gram = 0,001 kg
500 gram = 500 : 1000 = 0,5 kg

Volume
1 m3 = 1000000 cm3
1 cm 3 = 0,000001 m3

Massa Jenis
1 g/cm3 = 1 x 0,001/0,000001 = 1000 kg/m3

Konversi Satuan Massa Jenis dengan Cepat

Dari g/cm3 ke kg/m3 → kalikan 1000
Dari kg/m3 ke g/cm3 → bagi 1000

Contoh konversi massa jenis dengan cepat:
0,7 g/cm3 = 0,7 x 1000 = 700 kg/m3
1,2 g/cm3 = 1,2 x 1000 = 1200 kg/m3
1500 kg/m3 = 1500 : 1000 = 1,5 g/cm3
400 kg/m3 = 400 : 1000 = 0,4 g/cm3

Contoh konversi massa jenis dengan satu persatu:
0,7 g/cm3 = 0,7 x 0,001/0,000001 = 0,7 x 1000 = 700 kg/m3
1,2 g/cm3 = 1,2 x 0,001/0,000001 = 1,2 x 1000 = 1200 kg/m3
1500 kg/m3 = 1500 x 1000/1000 000 = 1500 000 / 1000 000 = 1,5 g/cm3
400 kg/m3 = 400 x 1000/1000 000 = 400 000 / 1000 000 = 0,4 g/cm3
Soal No. 1
Sebuah benda bermassa 300 g memiliki volume sebesar 400 cm3. Tentukan massa jenis benda, nyatakan jawaban dalam kg/m3!

Alternatif Jawaban
Data dari soal:
massa benda m = 300 g
volume benda V = 400 cm3

Dengan demikian massa jenis benda :
ρ = m/V = 300 / 400 = 0,75 g/cm3
ρ = 0,75 x 1000 = 750 kg/m3
Soal No. 2
Sebuah benda memiliki massa jenis 800 kg/m3 memiliki massa sebesar 2 kg. Tentukan volume benda nyatakan dalam cm3 dan dalam liter!

Alternatif Jawaban
Data dari soal:
massa benda m = 2 kg
massa jenis benda ρ = 800 kg/m3

Dengan demikian volume benda :
V = m / ρ
V = 2 / 800 m3
V = (2/800) x 1000000 cm3 = 2500 cm3
Dalam satuan liter:
V = 2500 cm3 = 2,5 dm3 = 2,5 liter

Soal No. 3
Balok di bawah memiliki panjang, lebar dan tinggi berturut-turut 20 cm, 5 cm dan 6 cm. Tentukan massa balok jika diketahui massa jenis balok adalah 0,8 g/cm3!

Alternatif Jawaban
Mencari volume benda terlebih dahulu:
V = p x l x t = 20 cm x 5 cm x 6 cm = 600 cm3
Massa balok m = ρ x V = 0,8 x 600 = 480 gram

Soal No. 4
Percobaan untuk memperkirakan massa jenis benda dengan gelas berpancuran yang berisi air.

Jika massa benda telah diketahui sebesar 300 gram, tentukan massa jenis benda!

Alternatif Jawaban
Data:
Volume benda V = 300 ml = 300 cm 3 (terlihat dari gelas ukur)
Massa benda m = 300 gram
Dengan demikian:
ρ = m / V = 300 / 300 = 1 g/cm3

Catatan:
1 ml = 1 cc = 1 cm3

Soal No. 5
Seorang siswa memasukkan benda kedalam gelas ukur. Jika massa benda adalah 300 gram, tentukan massa jenis benda!

Alternatif Jawaban
m = 300 gram
V = 500 − 300 = 200 ml = 200 cm3
ρ = m / V
ρ = 300 / 200 = 1,5 g/cm3

Soal No. 6
Percobaan berikut dilakukan untuk memperkirakan massa jenis suatu benda, setelah ditimbang, benda dimasukkan ke dalam gelas ukur. Tentukan massa jenis benda tersebut!

Alternatif Jawaban
Dari hasil penimbangan diketahui massa benda m = 250 gram
Dari gelas ukur diketahui volume benda adalah V = 500 − 300 = 200 ml = 200 cm3
Dengan demikian massa jenis benda tersebut:
ρ = m / V
ρ = 250 / 200 = 1,25 g/cm3

Soal No. 7
Kubus A bermassa 36 kg dan balok B bermassa 12 kg dengan ukuran masing-masing terlihat pada gambar berikut ini.

Jika kubus dan balok terbuat dari bahan yang sama, tentukan tinggi balok B!

Pembahasan
Kubus dan balok terbuat dari bahan yang sama sehingga keduanya memiliki massa jenis yang sama pula. Sehingga

Soal No. 8
Volum sebuah benda 8 cm3 ditimbang massanya 84 gram, maka massa jenisnya adalah…
A. 10,5 gr/cm3
B. 8,5 gr/cm3
C. 6,4 gr/cm3
D. 4,8 gr/cm3
(Soal Ebtanas SMP 2002)

Pembahasan
Data benda
m = 84 gram
V = 8 cm3
ρ = ….

ρ = m / V
ρ = 84 / 8 = 10,5 gr/cm3

Soal No. 9
Sebuah kubus kayu memiliki volume 5 cm3. Jika massa jenis kayu 250 g/cm3, maka massa kayu tersebut…
A. 1250 g
B. 50 g
C. 10 g
D. 2 g
(Soal Ebtanas 2003)

Pembahasan
Data benda
V = 5 cm3
ρ = 250 g/cm3
m = ….

m = ρ × V
m = 250 × 5 = 1250 gram

Soal No. 10
Data massa jenis beberapa bahan logam diberikan pada tabel berikut:

Logam Massa Jenis (kg/m3)
Aluminium 2.700
Besi 7.900
Kuningan 8.400
Perak 10.500
Emas 19.300
Platina 21.450

Budi memiliki 4 batang logam dengan ukuran yang sama masing-masing volumenya 50 cm3.

Batang logam yang terbuat dari emas murni adalah….
A. (I)
B. (II)
C. (III)
D. (IV)

Pembahasan
Batang (I) → ρ = m / V = 135 / 50 = 2,7 g/cm3
Batang (II) → ρ = m / V = 525 / 50 = 10,5 g/cm3
Batang (III) → ρ = m / V = 395 / 50 = 7,9 g/cm3
Batang (IV) → ρ = m / V = 965 / 50 = 19,3 g/cm3

Cocokkan dengan data tabel, yang terbuat dari emas adalah batang IV.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s