Laporan Praktikum Pengukuran Dasar Pada Benda Padat

Pengukuran Dasar Pada Benda PadatBAB I

PENDAHULUAN

A. Dasar Teori

Volume zat padat dapat ditentukan dari pengukuran dimensi, jika

bentuknya beraturan, misalnya dengan mengukur panjang, lebar, tinggi

diameter dan sebagainya. Selain itu, dapat juga menggunakan prinsip

Archimedes, yaitu dengan mencelupkan zat padat di luar zat cair yang

diketahui massa jenisnya. Dengan menimbang zat padat di luar zat cair dan di

dalam zat cair maka volume zat padat dapat ditentukan. Sehingga massa

jenis zat padat dapat ditentukan dari volume dan massa zat padat tersebut.

Massa jenis sebuah benda adalah suatu harga yang menunjukan

perbandingan antara massa tiap satuan volume yang dinyatakan dengan

ρ=mv

Dalam hal ini ρ adalah massa jenis benda (kg.m-3), m adalah massa benda

(kg), dan v adalah volume (m-3).

Dalam praktikum ini, ditentukan massa jenis suatu benda melalui

penerapan Hukum Archimedes : “Setiap benda yang tercelup sebagian atau

seluruhnya ke dalam fluida, akan mendapat gaya ke atas sebesar berat fluida

yang dipindahkan oleh benda itu”.

B. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini antara lain :

1. Mempelajari menggunakan alat-alat ukur

2. Menentukan volume dan massa jenis zat padat

3. Menggunakan teori ketidakpastian

1

BAB II

Alat dan Bahan

A. Alat

Peralatan yang digunakan pada praktikum, antara lain :

1. Bangku penumpu

2. Bejana gelas

3. Jangka sorong

4. Mikrometer Sekrup

5. Neraca Teknis

6. Thermometer

B. Bahan

Benda-benda yang diukur, antara lain :

1. Balok

2. Kunci

3. Silinder

2

BAB III

Metode Percobaan

A. Cara Statis

1. Diukur panjang dan lebar benda padat dengan menggunakan jangka

sorong pada tempat yang berlainan. Hasil pengukuran dicatat dalam tabel

pengamatan.

2. Diukur tebalnya dengan menggunakan mikrometer skrup.

3. Ditimbang benda padat cukup 1 kali untuk mengetahui massanya.

4. Dicatat suhu ruangan pada awal dan akhir percobaan.

5. Diukur benda padat yang lain dengan harga rata-rata masing-masing

penyimpangan.

B. Cara Dinamis

1. Ditimbang benda padat untuk mengetahui massanya.

2. Ditimbang kembali benda padat tersebut yang tergantung pada tali tipis.

3. Ditimbang kembali benda padat tersebut terendam seluruhnya dalam air.

Air tidak ikut tertimbang dan benda tidak mengenai dasar bejana.

4. Suhu air dicatat pada awal dan akhir percobaan.

5. Diulang seluruh pengukuran tersebut di atas untuk benda padat yang

lain.

3

BAB IV

Data Pengamatan dan Perhitungan

Keadaan ruangan P ( cmHg ) T ( ºC ) C ( % )

Sebelum percobaan 755 30 79

Sesudah percobaan 755 30 79

A. Data Pengamatan

1. Cara Statis

a. Balok

Massa balok = 66,50 gram

No P (cm) l (cm) t (cm) V (cm3) ρ (g/cm3)

1 4.000 1.882 1.047 7.882 8.437

2 4.000 1.881 1.048 7.885 8.434

3 4.010 1.882 1.047 7.902 8.416

4 4.010 1.880 1.047 7.893 8.425

5 4.010 1.882 1.048 7.909 8.408

x 4.006 1.881 1.047 7.894 8.424

Δx 5.477 x 10-3 8.944 x 10-4 5.477 x 10-4 1.134 x 10-2 1.214 x 10-2

Keterangan :

P = Panjang

l = Lebar

t = Tinggi

V = Volume

Rumus :

V = P x l x t

ρ = Massa Jenis

4

Rumus :

ρ=mv

b. Silinder

Massa Silinder = 63,20 gram

Keterangan :

d = Diameter

t = Tinggi

V = Volume

Rumus :

V= 14x227xd2 x t

ρ = Massa Jenis

Rumus :

5

No d (cm) t (cm) V (cm3) ρ (g/cm3)

1 1.580 4.150 8.140 7.764

2 1.580 4.150 8.140 7.764

3 1.580 4.150 8.140 7.764

4 1.570 4.150 8.037 7.864

5 1.580 4.140 8.120 7.783

x 1.578 4.148 8.115 7.788

∆x 4.472 x 10-3 4.472 x 10-3 4.467 x 10-2 4.338 x 10-2

ρ=mv

2. Cara Dinamis

Kunci

N

oMassa di Udara Massa di Air

Volum

eMassa Jenis

1 17.80 gram 15.70 gram 2.10 g 8.476 g/cm3

Rumus :

ρ =

MuMu−Ma

Mu = massa benda di udara

Ma = massa benda di dalam air

B. Perhitungan

1. Cara Statis

a. Balok

ρ1=mv

¿ mP x l x t

¿ 66,50g4,000cm x1,882cmx 1,047cm

¿ 66,50 g

7,882cm3

¿8,437 g/cm3

6

ρ2=mv

¿ mP x l x t

¿ 66,50g4,000cm x1,881cmx 1,048cm

¿ 66,50 g

7,885cm3

¿8,416 g/cm3

ρ3=mv

¿ mP x l x t

¿ 66,50g4,010cm x1,882cmx 1,047cm

¿ 66,50 g

7,902cm3

¿8,416 g/cm3

ρ4=mv

¿ mP x l x t

¿ 66,50g4,010cm x1,880cmx 1,047cm

¿ 66,50 g

7,893cm3

¿8,425 g/cm3

ρ5=mv

¿ mP x l x t

¿ 66,50g4,010cm x1,882cmx 1,048cm

7

¿ 66,50 g

7,909cm3

¿8,408 g/cm3

b. Silinder

ρ1=mv

¿ m14x227xd2 x t

¿ 63,20 g14x227x1,580cm2 x 4,150cm

¿ 63,20 g

8,140cm3

¿7,764 g/cm3

ρ2=mv

¿ m14x227xd2 x t

¿ 63,20 g14x227x1,580cm2 x 4,150cm

¿ 63,20 g

8,140cm3

¿7,764 g/cm3

8

ρ3=mv

¿ m14x227xd2 x t

¿ 63,20 g14x227x1,580cm2 x 4,150cm

¿ 63,20 g

8,140cm3

¿7,764 g/cm3

ρ4=mv

¿ m14x227xd2 x t

¿ 63,20 g14x227x1,570cm2 x 4,150cm

¿ 63,20 g

8,037cm3

¿7,864 g/cm3

ρ5=mv

¿ m14x227xd2 x t

¿ 63,20 g14x227x1,580cm2 x 4,140cm

9

¿ 63,20 g

8,120cm3

¿7,783 g/cm3

2. Cara Dinamis

ρ kunci=mv

¿ mdi udaramdi udara−mdi air

¿ 17,80g17,80g−15,70g

¿ 17,80 g2,10cm3

¿8,48 g/cm3

3. Ketelitian

Diketahui

ρ kuningan = 8,6 g/cm3

ρ besi = 7,9 g/cm3

ρ aluminium = 2,7 g/cm3

ρ tembaga = 8,9 g/cm3

a. Balok

Ketelitian=1−|ρ percobaan−ρ literaturρ literatur |x100%¿1−|8,424 cm3−8,9cm38,9cm3 |x 100%¿94,56%

10

b. Silinder

Ketelitian=1−|ρ percobaan−ρ literaturρ literatur |x100%¿1−|7,78cm3−7,9cm37,9cm3 |x 100%¿99,87%

c. Kunci

Ketelitian=1−|ρ percobaan−ρ literaturρ literatur |x100%¿1−|8,476 cm3−8,6cm38,6cm3 |x 100%¿98,56%

11

BAB V

PEMBAHASAN

Setiap pengukuran besaran fisika umumnya selalu menemui batas

ketelitian dan kesalahan pengukuran . Kesalahan pengukuran tersebut dapat

berupa salah baca, parallax, dan sebagainya. Setiap alat ukur mempunyai batas

ketelitian dan batas maksimum kemampuan mengukur yang biasa disebut batas

ukur. Sebagai contoh alat-alat ukur untuk besaran fisis antara lain :

1. Mistar, mempunyai ketelitian 1mm atau 0,1cm.

2. Jangka sorong, mempunyai ketelitian 0,1 mm.

3. Mikrometer sekrup, mempunyai ketelitian 0,01mm.

12

4. Neraca teknis, mempunyai ketelitian 10mg.

Volume zat pada umumnya dapat diukur dengan langsung dan dengan

jalan tidak langsung misalnya :

Mula-mula diukur panjang, lebar, tebal, atau rusuk-rusuknya dari benda

tersebut, jika bentuknya teratur (balok, prisma, limas, silender, dsb).

Dengan menggunakan hukum Fisika yang telah dikenal seperti hukum

Archimedes (untuk semua benda baik teratur maupun tidak teratur).

Cara pertama dikenal sebagai cara statis dan cara kedua sebagai cara

dinamis. Akibat cara tidak langsung tersebut ketelitian dan kesalahan

pengukuran volume tergantung pada kesalahan dan ketelitian pengukuran

rusuk-rusuknya dan pengukuran massa.

Pengukuran massa benda dilakukan dengan alat yang disebut neraca dan

tiap-tiap alat mempunyai ketelitian masing-masing. Pada umumnya pengukuran

massa dilakukan secara perbandingan dan dalam laboratorium dikenal neraca

teknis dan neraca analitis sebagai alat untuk menetapkan massa suatu benda.

Massa jenis benda didefinisikan sebagai banyaknya massa tersebut dalam

satuan volume, jika suatu zat/benda yang volumenya (V) mempunyai massa (m),

maka massa jenisnya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

ρ =

mv

dimana

ρ = massa jenis (kg/m3)

13

m = massa zat (kg)

v = volume (m3)

Satuan massa jenis menurut Sistem Internasional (SI) adalah kg/m3 . 1

kg/m3= 1 g/cm3.

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh hasil ρ (massa

jenis) untuk :

ρ balok = 8,424 g/cm3

ρ silinder = 7,788 g/cm3

ρ kunci = 8,476 g/cm3

Sedangkan kita tahu bahwa ρ (massa jenis) untuk besi, kuningan,

aluminium, dan tembaga ialah sebagai berikut :

ρ besi = 7,9 g/cm3

ρ kuningan = 8,6 g/cm3

ρ aluminium = 2,7 g/cm3

ρ tembaga = 8,9 g/cm3

Balok yang memiliki massa jenis 8,424 g/cm3 terbuat dari tembaga yang

memiliki massa jenis 8,9 g/cm3. Silinder yang memiliki massa jenis 7,788 g/cm3

terbuat dari besi yang memiliki massa jenis 7,9 g/cm3, dan untuk kunci yang

memiliki massa jenis 8,476 g/cm3 terbuat dari campuran yang sebagian besar

berisi kuningan karena massa jenisnya yang paling mendekati kuningan yaitu 8,6

g/cm3.

Kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi saat praktikum antara lain

kesalahan pada saat menghitung ketidakpastian alat yang digunakan dan

kesalahan praktikan yang kurang teliti dan tepat dalam menggunakan alat.

14

BAB VI

SIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

bahwa :

ρ balok yang didapat sebesar 8,424 g/cm3, terbuat dari tembaga dengan

ketelitian 94,56% dibandingkan dengan ρ tembaga 8,9 g/cm3 .

ρ silinder yang didapat sebesar 7,788 g/cm3, terbuat dari besi dengan

ketelitian 99,87% dibandingkan dengan ρ besi 7,9 g/cm3.

ρ kunci yang didapat sebesar 8,476 g/cm3, terbuat dari kuningan dengan

ketelitian 98,56% dibandingkan dengan ρ kuningan 8,6 g/cm3.

15

TUGAS AKHIR

1. Berikanlah keterangan mengapa tebal benda tidak diukur dengan jangka

sorong, melainkan dengan micrometer sekrup?

Jawab :

Hal ini dikarenakan, mikrometer sekrup memiliki ketelitian yang lebih besar

dibandingkan jangka sorong. Ketelitian mikrometer sekrup mencapai 0,01

mm sedangkan jangka sorong 0,1 mm.

2. Apakah masssa tali tipis dapat diabaikan dalam tingkat ketelitian 1%?

Jawab :

Alat yang dapat digunakan untuk mengukur massa salah satunya adalah

menggunakan neraca teknis. Neraca teknis memiliki ketelitian 10mg.

Sehingga ketelitian 1% dari 10mg adalah 0,1 mg. 0,1 mg merupakan jumlah

yang sangat kecil dibandingkan dengan bahan yang ditimbang (misalnya

massa kunci 17,80gram).

3. Tentukan volume benda-benda padat dengan kedua cara!

Jawab :

Jika bentuknya teratur, volume dapat dihitung dengan rumus 3 dimensi.

Misalnya balok, v = panjang x lebar x tinggi.

Jika bentuknya tidak beraturan, dapat menggunakan prinsip Archimedes.

Yakni dengan mengukur massa di udara dan massa di air. Selisih massa di

udara dengan masssa di air merupakan volumenya.

4. Dari kedua cara diatas, manakah menurut pengamatan yang paling teliti?

Jawab :

Yang paling aman adalah dengan menggunakan metode Archimedes. Hal ini

dikarenakan metode pertama mengabaikan ketidakteraturan bentuk benda.

Karena secara riil, balok maupun silinder yang diukur, rusuk-rusuknya tidak

sama persis atau lengkung silindernya tidak homogen. Sehingga untuk setiap

hasil pengukuran akan muncul ketidakpastian. Sedangkan metode

16

Archimedes akan lebih presisi dan memiliki akurasi tinggi. Volume air yang

didesak oleh benda yang dimasukan kedalam wadah akan sama dengan

volume benda tersebut. Dimana ketepatan hasil pengukuran terletak pada

instrumen yang digunakan. Sehingga kesalahan bisa lebih diminimalisir.

5. Tentukan massa jenis benda-benda tersebut!

Jawab :

ρ balok=mv

¿ mP x l x t

¿ 66,50g4,000cm x1,882cmx 1,047cm

¿ 66,50 g

7,882cm3

¿8,437 g/cm3

ρ silinder=mv

¿ m14x227xd2 x t

¿ 63,20 g14x227x1,580cm2 x 4,140cm

¿ 63,20 g

8,120cm3

¿7,783 g/cm3

ρ kunci=mv

¿ mdi udaramdi udara−mdi air

¿ 17,80g17,80g−15,70g

¿ 17,80 g2,10cm3

17

¿8,48 g/cm3

6. Dari langkah 5, tentukan jenis benda tersebut!

Jawab :

ρ balok yang didapat sebesar 8,424 g/cm3, terbuat dari tembaga dengan

ketelitian 94,56% dibandingkan dengan ρ tembaga 8,9 g/cm3 .

ρ silinder yang didapat sebesar 7,788 g/cm3, terbuat dari besi dengan

ketelitian 99,87% dibandingkan dengan ρ besi 7,9 g/cm3.

ρ kunci yang didapat sebesar 8,476 g/cm3, terbuat dari kuningan dengan

ketelitian 98,56% dibandingkan dengan ρ kuningan 8,6 g/cm3.

18