File
advertisement
Massa jenis zat Cara mengukur massa jenis zat Misalnya massa jenis air : 1. Timbang massa air dengan neraca 2. Ukur volume air dengan gelas ukur 3. Bagi massa air dengan volume air yang telah di ukur Jadi massa jenis zat adalah perbandingan antara massa dengan volume Secara matematis di rumuskan: ρ=m/V Dengan : m = massa V = volume zat Contoh Sepotong emas yang bentuknya seperti sepedah akan di tentukan massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm 3 . Bila massa jenis emas = 19,3 gram/cm3 , berapakah massa emas tersebut . Diket : ρ = 19,3 gr/cm 3 V = 3, 75 cm 3 Ditanya : m Jawab : m = ρV = 19,3 x 3,75 = 27,375 gram Tekanan ( p ) Misalnya tekanan air Cara mengukur tekanan zat : 1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur 2. Timbang air yang ada dalam gelas ukur dengan neraca 3. Hitung berat air dengan pers. W = mg 4. Hitung luas permukaan gelas ukur 5. Bagi berat air dengan luas permukaan gelas ukur Jadi tekanan zat adalah gaya yang bekerja pada benda tiap satuan luas benda Di rumuskan : P=F/A dengan : F = gaya yang bekerja pada benda A = luas penampang benda Tekana Hidrostatis (Ph) Di rumuskan Ph =F/A = mg / A = Vg / A = Ahg / A = hg Contoh : 2 Sebuah logam paduan ( alloy ) dibuat dari 0,04 kg logam A dengan massa jenis 8000 kg/m3 dan 0,10 kg logam B dengan massa jenis 10000 kg/m3 . Hitung massa jenis rata – rata logam paduan itu. Diket : Logam A :m A = 0,04 kg dan A= 8000 kg/ m3 Logam B :m B = 0,10 kg dan B= 10000 kg /m3 Ditanya : massa jenis rata – rata logam paduan Jawab: Massa total logam = mA + mB = 0,04 + 0,10 = 0,14 kg Volume total = VA + VB =( mA / A) + (mB / B) = (0,04/8000) + (0,10/10000) = 0,6/40000 Maka Massa jenis logam paduan = massa total : volume total = 0,14 : (0,6/40000) = 9333 kg /m3 Tekananan pada suatu kedalaman P = Po + Ph P = Po + g h Dengan : Po = tekanan udara luar h = ke dalaman di ukur dari permukaan = massa jenis fluida g = percepatan gravitasi P Barometer Raksa PA = PB Po = g h Dengan : = massa jenis raksa = 13,6 gr / cm 3 g = percepatan gravitasi = 9,8 m / s2 h = tinggi raksa dalam pipa kapiler (cm atau m) Po = tekanan udara luar = 1 atm atau 76 cm Hg A •B Po = g h = (13,6 x 10 3 )(9,8)(0,76) Jadi 1 atm = 1,013 x 105 N/m2 Hukum Pascal Tekanan yang di berikan kepada fluida yang memenuhi sebuah ruangan di teruskan oleh fluida itu dengan sama kuatnya ke segala arah tanpa mengalami pengurangan Prinsip hukum Pascal F1 A2 A1 F2 Di rumuskan : P1 = P2 (F1/A1) = (F2/A2) Dengan : F1 : gaya yang bekerja pd piston 1 F2 : gaya yang bekerja pd piston 2 A1 : luas penampang 1 A2 : luas penampang 2 Beberapa peralatan yang prinsip kerjanya berdasarkan hkm. Pascal : 1. Dongkrak Hidrolik 2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik 3. Rem Hidrolik, dll Bejana Berhubungan Di rumuskan : P1 = P2 Po Po h2 h1 1 Po + 1gh1 = Po + 2gh2 2 1 h1 = 2 h2 Contoh: Sebuah bejana berhubungan diisi dengan empat zat cair. Massa jenis zat cair itu masing – masing : 1 = 1,2 gr/cm3, 2 = 8 gr/cm3 3 = 0,8 gr/cm3, 4 = ……. h1 = 20 cm, h2 = 24 cm, h3 = 12 cm dan h4 = 18 cm dan ho = 10 cm Perhatikan gambar berikut: Tentukan 4 2 3 4 h4 h3 ho 1 h2 h1 Hukum Archimedes • Memahami hkm Archimedes dengan kajian eksperimen sederhana: 1. Siapkan sebuah beban, neraca pegas, gelas ukur dan air secukupnya. Masukan air dalam gelas ukur dan catat volumenya (Vo) Timbang beban dengan neraca pegas dan catat beratnya (w1). Beban yang masih tergantung pd neraca pegas, masukan dalam gelas ukur yang berisi air, catat volume air (V1) dan berat beban dalam air (w2). Hitung perbedaan volume air dan berat beban. Bagaimana kesimpulannya 2. 3. 4. 5. 6. Gaya ke atas : Maka di rumuskan : Wbf = w – Fa Fa = w – wbf atau F2 Fa Fa = F2 – F1 = P2 A – P1 A = (P2 – P1)A = f ghA = (f g) (hbf A) = (f g) Vbf W = mg F1 maka gaya ke atas di rumuskan : Fa = (f g) Vbf Dengan: f = massa jenis fluida (kg/m3) Vbf = volume benda dalam fluida (m3) Fa = gaya ke atas (N) Jadi dapat di simpulkan : • Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam fluida mengalami gaya ke atas yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan Contoh soal : • Sebatang almunium digantung pada seutas kawat. Kemudian seluruh almunium di celupkan ke dalam sebuah bejana berisi air. Massa almunium 1 kg dan massa jenisnya 2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan kawat sebelum dan sesudah almunium di celupkan ke air. Penyelesaian: Sebelum di celupkan air: Fy = 0 T1 – mg = 0 T1 = mg T1 = 1 x10 T1 = 10 N T1 mg Sesudah dicelupkan : T2 Fa mg Fy = 0 T2 + Fa – mg = 0 T2 = mg – Fa T2 = 1 x 10 – Fa T2 = 10 - Fa Volume Al : VAl = m / = 1 / (2,7 x 103) Maka Fa = Val f g = 3,7 N Sehingga : T2 = 10 – 3,7 = 6,3 N Mengapung Fa hb hbf w b f Karena bendanya seimbang, maka : Fy = 0 Fa – w = 0 Fa = w Fa = mb g Fa = (b Vb) g (f Vbf) g = (b Vb) g b = (Vbf/Vb) f Atau b = (Vbf/Vb) f = (A hbf / A hb) f b = ( hbf / hb ) f Dengan : b = massa jenis benda (kg / m3) f = masa jenis fluida (kg / m3) hb = tinggi benda (m) hbf = tinggi benda dalam fluida (m) Kesimpulan : Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan mengapung, bila massa jenis rata – rata benda lebih kecil daripada massa jenis fluida. Syarat benda mengapung : b < f Contoh : Sebuah benda di celupkan ke dalam alkohol ( massa jenis = 0,9 gr/cm3). Hanya 1/3 bagian benda yang muncul di permukaan alkohol. Tentukan massa jenis benda! Diket : f = 0,9 gr/cm3 Bagian yang muncul =( 1/3 )hb, sehingga : hbf = hb – (1/3)hb = (2/3)hb Ditanya : Massa jenis benda (b) Jawab : b hbf hb f 2 hb 3 b 0,9 hb b 0,6 g cm 3 Melayang Syarat benda melayang : Fa = w (f Vbf) g = (b Vb) g (f Vb) g = (b Vb) g Fa f = b w b = f Kesimpulan : Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan melayang, bila massa jenis rata – rata benda sama dengan massa jenis fluida. Syarat benda melayang: b = f Contoh : Sebuah balok kayu yang massa jenisnya 800 kg/m3 terapung di air. Selembar aluminium yang massanya 54 gram dan massa jenisnya 2700 kg/m3 diikatkan di atas kayu itu sehingga sistem ini melayang. Tentukan volume kayu itu ! Diket : aluminium kayu Fak wk wAl FaAl Di tanya : volume kayu (Vk) Jawab : F = 0 Fak + FaAl – wk – wAl = 0 Fak + FaAl = wk + wAl f g Vk + f g VAl = mkg + mAlg f Vk + f VAl = mk + mAl f Vk + f (mAl/ Al) = k Vk+ mAl 1 Vk + 1 (54/2,7) = 0,8 Vk + 54 Vk + 20 = 0,8 Vk + 54 Vk = 170 cm3 Tenggelam Fa w Dengan cara yang sama di peroleh : b > f Kesimpulan : Benda yang dicelupkan ke dalam fluida akan tenggelam, bila massa jenis rata – rata benda lebih besar daripada massa jenis fluida. Tantangan : Sebuah balok mempunyai luas penampang A, tinggi l, dan massa jenis . Balok ada pd keseimbangan di antara dua jenis fluida dengan massa jenis 1 dan 2 dengan 1 < < 2 .Fluida – fluida itu tidak bercampur. Buktikan : Fa = [1gy + 2 g(l – y)]A Buktikan : = [1y + 2 (l – y)]/l Ini gambarnya! 1 y 2 l TEGANGAN PERMUKAAN • CONTOH: Contoh : Silet dapat mengapung di air Nyamuk dapat hinggap di atas air Secara matematis tegangan permukaan di rumuskan : F l Dengan: F : gaya (N) l : panjang (m) ; tegangan permukaan (N/m) Atau Di rumuskan : W A Dengan : W = usaha (J) A = luas penampang (m2) = tegangan permukaan (J/m2) Tegangan permukaan pd sebuah bola Dari gambar di peroleh : Fy cos l Fy l cos Karena maka : l 2r Fy = 2 r cos Contoh : Seekor serangga berada di atas permukaan air. Telapak kaki serangga tersebut dapat di anggap sebagai bola kecil dengan jari – jari 3 x 10-5 m. Berat serangga adalah 4,5 x 10-5 N dan tubuhnya di sangga oleh empat buah kaki. Tentukan sudut yang dibentuk kaki serangga dengan bidang vertikal. Diket : r = 3 x 10-5 m w = 4,5 x 10-5 N n =4 = 0,072 Nm-1 Ditanya : Penyelesaian Fy 2r cos w 2r cos n w cos 2rn 4,5.10 5 cos 2.3,14.3.10 5.0,072.4 cos 0,83 330 Diskusi dan interaksi Mengapa deterjen sering digunakan untuk mencuci pakaian agar pakaian menjadi bersih ? Meniskus Adalah bentuk cembung atau cekung permukaan zat cair akibat tegangan permukaan. air Raksa Proses pembentukan meniskus cekung dan cembung Adhesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel tak sejenis. Kohesi adalah gaya tarik-menarik antara partikel sejenis. Perhatiakan gambar berikut: Air Raksa Fa FR Fk Fa FR Fk Kapilaritas : Adalah peristiwa naik turunnya permukaan zat cair di dalam pipa kapiler. Contoh : peristiwa naiknya minyak tanah pd sumbu kompor. Air pd tanaman sampai ke daun Dan lain-lain. Perhatikan gambar berikut : Air Raksa y y water mercury Secara matematis : Air Fy 2r cos w 2r cos y mg 2r cos r yg 2r cos 2 cos y gr 2 water Contoh : Sebuah pipa kapiler mempunyai diameter 0,002 cm dan di masukkan ke dalam wadah berisi air. Jika tegangan permukaan air adalah 0,072 N/m dan sudut kontak 00, tentukan ketinggian air pd pipa kapiler tersebut akibat dorongan tegangan permukaan. Penyelesaian : Diket : = 0,072 N/m , = 00, g = 10 m/s2 = 1000 kg/m3, r = 0,001 cm= 10-5m Ditanya : y Jawab: y =(2 cos )/gr = [(2)0,072 cos 00] /[1000(10)10-5] = 1,44 m Sihir korek api Alat dan bahan : 1. Korek api 2. Semangkok air 3. Sabun 4. Gula batu Langkah-langkah sihir: 1. Letakkan dengan hati-hati 10 batang korek api pada permukaan air. 2. Masukkan gula batu di tengahtengah mangkok, kemudian amati apa yang terjadi. 3. Ambil gula batu dan ganti dengan sabun, amati apa yang terjadi. 4. Kesimpulane opo Rek ? Membuat kapal sederhana: Alat dan Bahan : 1. Karton 2. Gunting 3. Sabun 4. Tempat air Langkah Kerja : 1. Gunting karton seperti gambar di bawah ini 2. Isilah tempat air dengan air yang bersih dan biarkan air tenang. Tempelkan segumpal kecil sabun pada belakang kapal dan letakkan kapal pd permukaan air. Amati apa yang terjadi ? 3. Kelompok 2: Farica Hadianti Deliana Felly Oktalina Lingga Curnia Dewi Kesimpulan: 1. Gula batu yang dimasukkan di tengah cawan akan menyerap sejumlah air sehingga memperbesar tegangan permukaan air dan menarik korek api di sekitarnya. 2. Sabun yang dimasukkan di tengah – tengah cawan, menyebabkan tegangan permukaan air menjadi lebih kecil dengan begitu batang korek api di sekitarnya bergerak menjauhi sabun. 3. Jika tegangan diperbesar, maka benda tersebut mempunyai daya kapilaritas yang besar. Sehingga dapat menarik benda di sekitarnya. Dan sebaliknya. KELOMPOK 1 Afitri widya hasanah Daniar P.E Kesimpulan Percobaan 1 Gula batu membuat korek api mendekatinya karena gula batu menyerap sejumlah air disekitarnya sehingga arus air mengalir menuju gula batu dan batang korek api bergerak menuju gula batu. Percobaan 2 Gumpalan sabun membuat tegangan permukaan air didekat sabun menjadi lebih kecil dan tegangan air disekitar tepi cawan menarik batang2 korek api menjauh dari gumpalan sabun. Kesimpulan seluruhnya Gula batu mempunyai sifat menyerap air disekitarnya karena mempunyai daya kapilaritas sedangkan sabun mempunyai sifat memperkecil tegangan permukaan air. KELOMPOK 3 : Eny Faridah Evie Salis Rahmawati Irwan Suwito A. PEMBERIAN GULA BATU Pada saat gula batu diletakkan ditengah-tengah wadah, korek api yang semula diam menjadi bergerak menuju ke gula batu tersebut (mengumpul). Pada saat gula batu berada di tengah wadah, gula batu menyerap sejumlah air. Suatu arus kecil mengalir menuju gula batu sambil menarik batangbatang korek api. B. PEMBERIAN SABUN Pada saat sabun diletakkan di tengahtengah wadah, korek api yang semula diam menjadi bergerak menjauhi sabun tersebut (menyebar) Pada saat sabun berada di tengah wadah, tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil, dan tegangan permukaan air disekitar tepi mangkok menarik batang-batang korek api menjauh dari gumpalan sabun. KESIMPULAN SELURUHNYA Gula batu memperbesar tegangan permukaan air sehingga batangbatang korek api tertarik oleh gula batu Sabun memperkecil tegangan permukaan air sehingga batang korek api menjauhi sabun KELOMPOK 4 : Aditya Alpha T. Dinar Wahyu H. Fani Widayanto Radik Khairil I. Kesimpulan Pertama Dari percobaan pertama, dapat disimpulkan bahwa pada saat gula dimasukkan ke dalam air, gula batu menyerap sejumlah air, sehingga batang-batang korek api ikut tertarik. Kesimpulan Kedua Dari percobaan kedua dapat disimpulkan bahwa saat sabun diletakkan di tengah-tengah batang korek api, tegangan permukaan air dekat sabun manjadi lebih kecil dan tegangan permukaan di tepi mangkok menarik batang korek api. Kesimpulan Ketiga Gula batu yang dimasukkan ke air menyebabkan tegangan permukaan air semakin besar. Sedangkan sabun yang dimasukkan ke air menyebabkan tegangan permukaan air semakin kecil. Dan terjadi gaya adhesi(tarik menarik antara substansi yang tak sejenis) antara gula batu dan air, yang menyebabkan korek api tertarik ke arah gula batu. KELOMPOK 5 Septiyan Ikayanti Titin Yuliati Yosi Triliana I. Kesimpulan Ketika pada cawan diletakkan gula batu, gula batu menyerap sejumlah air, sehingga timbul arus kecil menuju gula dan menarik batang-batang korek api. Ini disebabkan karena gaya adhesi yang timbul antara gula batu dan air yang menyebabkan tegangan permukaan di sekitar gula batu menjadi lebih besar. Ketika pada tengah-tengah cawan diletakkan sabun, tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil, dan tegangan permukaan air di sekitar tepi cawan menarik batang-batang korek api menjauh dari gumpalan sabun. KELOMPOK 6 DEVITA O. EFRILLIA R. IKA PUSPITA RENY H. KESIMPULAN PERTAMA Bila gula batu diletakkan di tengahtengah korek api maka korek api akan mendekati gula batu. hal ini disebabkan karna gula menyerap sejumlah air sehingga ada arus yang mengalir menuju gula batu,akibatnya batang korek api mendekati gula batu. KESIMPULAN KEDUA Gumpalan sabun membuat tegangan permukaan air dekat sabun menjadi lebih kecil dan tegangan air di sekitar tepi mangkuk menarik batang korek api menjauh dari sabun. KESIMPULAN SELURUHNYA Gula batu menyerap air yang ada di sekitarnya karena mempunyai daya kapilaritas,sedangkan gumpalan sabun memperkecil tegangan air.
