f5 - massa jenis zat cair - labdasar dan sentral UNAND

Mekanika, Panas, Fluida, Listrik, Optik
F5 - MASSA JENIS ZAT CAIR
TUJUAN
1. Mempelajari cara pengukuran massa jenis zat cair dengan prinsip Archimedes
2. Mengukur massa jenis beberapa cairan
I. LANDASAN TEORI
Benda yang dicelupkan ke dalam cairan akan mendapat gaya tekan ke atas. Gaya ke atas yang diberikan
cairan pada benda disebut gaya apung (bouyant force). Besar gaya ini sama dengan volume zat cair yang
dipindahkan oleh benda tersebut :
=
[N]
(1)
dengan F adalah gaya tekan ke atas [N], ρ adalah kerapatan zat cair [g/cm3], g adalah percepatan gravitasi [m/s2]
dan V adalah volume benda yang dipindahkan [cm3].
Massa jenis zat cair diukur dengan metode pencelupan menggunakan neraca torsi (neraca Mohr).
Pengukuran dilakukan pada sepuluh titik ukur pada lengan neraca dimana beban diletakkan untuk
menyeimbangkan gaya apung seperti pada Gambar 1.
Apabila neraca Mohr dalam keadaan setimbang, seperti pada Gambar 1, maka berlaku :
∑
=0
∑
=0
(2)
dengan F adalah gaya yang bekerja pada lengan neraca dan τ adalah momen gaya terhadap suatu titik pada
lengan neraca [Nm].
Gambar 1 : Pengukuran massa jenis cairan dengan menggunakan Neraca Mohr
II. PROSEDUR KERJA
II.1 Alat dan Bahan
1. Neraca Mohr
2. Gelas ukur plastik 100 mL
4. Larutan pelumas SAE
5. Silinder beban
54
Mekanika, Panas, Fluida, Listrik, Optik
3. Larutan Glycerin
6. Set beban
II.2 Cara Kerja
A. Menentukan volume cairan yang dipindahkan
1. Timbanglah massa silinder beban yang akan dicelupkan ke dalam cairan.
2. Siapkan neraca, gantung silinder beban di ujung lengan neraca dan seimbangkan kedua
lengan dengan memutar sekrup di ujung pemberat neraca. Keseimbangan juga bisa diperoleh
dengan mengatur sekrup pada dasar penyangga neraca.
3. Siapkan gelas ukur berisi air bersih dan celupkan silinder ke dalam gelas ukur. Gaya ke atas
cairan akan menyebabkan lengan neraca menjadi tidak seimbang.
4. Atur lengan neraca kembali horizontal dengan cara memberikan beban-beban kecil pada titiktitik ukur lengan neraca.
5. Catat jarak x (= lengan terhadap titik tumpu) dan timbanglah beban yang digunakan.
6. Ulangi langkah di atas untuk mendapatkan variasi beban dan jarak x sebanyak 8 kali.
B. Menentukan massa jenis cairan
1. Siapkan gelas ukur berisi larutan glycerin
2. Ulangi langkah percobaan A dengan 8 kali variasi data.
3. Gantilah dengan gelas ukur yang berisi larutan pelumas dan lakukan prosedur yang sama
Catatan : ingat, bersihkan beban sebelum dimasukkan kedalam larutan yang berbeda
PERTANYAAN
1. Jelaskan tentang Hukum Archimedes serta berikan contoh-contoh pemakaian Hukum Archimedes!
2. Sebutkan cara menentukan massa jenis zat berbentuk cair, padat dan gas?
3. Bagaimana cara menghitung volume zat cair yang dipindahkan bila gelas ukur yang digunakan pada
percobaan ini tidak ada penunjukan skala?
4. Jika bejana berisi 1 liter air dicelupkan setengahnya ke dalam air berapa volume air yang
dipindahkan dan berapa besar gaya angkat ke atas pada bejana?
5. Sebuah balok es dengan sisi-sisinya berukuran 10 cm mengapung di air. 1 cm es timbul di
permukaan air, berapa yang masih timbul bila kita memotong 1 cm tersebut?
6. Buatlah bagan pengambilan data!
EVALUASI
1. Hitunglah volume silinder beban yang tercelup dengan menggunakan data percobaan A, bila
dianggap massa jenis air ρair pada suhu kamar adalah sebesar 1 g/cm3!
2. Hitunglah massa jenis zat glycerin dan minyak pelumas berdasarkan perhitungan volume silinder
beban dari percobaan A!
3. Buatlah analisa dan beri kesimpulan dari percobaan ini!
55