Sebelum kalian mengetahui beragam rumus terkait massa jenis, kalian harus mengetahui pengertian dari massa jenis itu sendiri, simak baik baik ulasannya di bawah ini.
Daftar Isi
Apa itu Massa Jenis?
Pernahkah kalian menjumpai adanya kapal perahu yang mengapung di atas air?
Perahu yang terbuat dari kayu bisa mengapung di atas air sebab masa jenis kayu lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis air.
Lalu minyak yang dicampur dengan air di dalam sebuah wadah akan memisahkan zat serta mengapung di atas air.
Kejadian tersebut disebabkan masa jenis dari air lebih besar dibandingkan minyak.
Konsep masa jenis bisa diartikan sebagai seberapa berat maupun seberapa ringan benda pada volumenya.
Massa jenis sendiri adalah sebuah pengukuran massa dalam setiap satuan volume benda.
Semakin tinggi massa jenis pada sebuah benda, maka semakin besar juga massa pada setiap volumenya.
Massa jenis rata – rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya.
Kerapatan sebuah zat disebut sebagai massa jenis yang dilambangkan dengan menggunakan ρ (rho), yaitu hasil bagi massa zat oleh volumenya.
Hal tersebut sesuai dengan sifat utama dari sebuah zat, yakni massa dan volume.
Keadaan Benda berdasarkan Massa Jenis
Berikut ada beberapa kondisi benda di dalam air berdasarkan besar kecilnya massa jenis benda itu sendiri, antara lain:
1. Melayang
Untuk bisa melayang, sebuah benda di dalam air harus memiliki massa jenis yang sama dengan massa jenis air itu sendiri.
Benda dapat disebut melayang apabila semua bagiannya ada di dalam cairan.
Ketika benda diletakkan di dalam sebuah cairan, benda tidak akan bergerak ke atas maupun ke bawah (melayang), yang berarti gaya ke atas (Fa) sama dengan gaya berat (w).
2. Terapung
Untuk bisa terapung, sebuah benda di dalam air harus memiliki massa jenis lebih kecil dibandingkan massa jenis air.
Benda dapat disebut terapung apabila seluruh atau sebagian bagiannya berada di atas permukaan cairan.
Ketika benda diletakkan dalam cairan, benda tersebut akan bergerak ke atas, sehingga gaya ke atas (Fa) akan lebih besar dibandingkan gaya berat (w).
3. Tenggelam
Suatu benda dapat dikatakan tenggelam jika benda tersebut memiliki massa jenis lebih yang lebih besar dibandingkan massa jenis air, sehingga benda tersebut akan mengalami gaya total menuju bawah yang tidak sama dengan nol.
Yang mana artinya benda tersebut berada di dasar wadah / tempat cairan.
Ketika benda diletakkan dalam cairan, benda tersebut akan bergerak menuju bawah hingga menyentuh dasar wadah cairan serta tetap berada di dasar, sehingga gaya ke atas (Fa) akan lebih kecil dibandingkan dengan gaya berat.
Rumus dan Satuan Massa Jenis
Untuk menentukan massa jenis suatu benda, kalian bisa memakai persamaan atau rumus yang ada di bawah ini:
ρ = m / V
Keterangan:
- ρ = massa jenis benda (kg/m3) (g/cm3)
- m = massa benda (kg)
- V = volume benda (m3 atau cm3)
Massa jenis memiliki simbol ρ yang dibaca sebagai “rho”.
Rumus massa jenis tersebut merupakan hasil pembagian dari massa benda dengan volume benda.
Satuan massa jenis menurut dari sistem satuan internasional ialah Kg/m3 / Kg·m-3.
Massa memiliki satuan Kg serta volume satuannya adalah m3.
Berikut beberapa konversi satuan lainnya yang perlu kalian ketahui:
- 1 Kg/m3 = 0.001 g/cm3
- 1 g/cm3 = 1000 Kg/m3
- 1 liter = 1000 milli liter = 1000 cm3
Apa bedanya antara suatu massa dengan masa jenis suatu benda?
Jawab: Massa menunjukkan sejumlah partikel yang ada di dalam suatu benda, sementara masa jenis menyebutkan seberapa rapat, padat sebuah partikel tersebut tersusun.
Mengukur Massa Jenis
Untuk mengukur massa jenis suatu benda, maka kalian harus mengetahui massa benda serta volumenya terlebih dahulu.
- Massa benda dapat kalian ukur dengan menggunakan neraca.
- Volume dapat diukur dengan beragam cara, seperti:
Apabila benda bentuknya teratur (kubus, balok, atau bola) kalian dapat mengukur panjang sisinya lalu menghitung volumenya dengan memakai rumus volume masing – masing bangun.
Namun apabila benda yang diukur memiliki bentuk yang tidak teratur (batu) maka kalian dapat memakai gelas ukur untuk mengukur volumenya. - Masa jenis didapatkan dengan membagi massa benda dengan volumenya.
Hal yang perlu kalian ketahui yaitu pada setiap benda mempunyai densitas massa yang berbeda – beda.
Densitas massa tersebut yang nanti akan menentukan seberapa rapat / keras material tersebut.
Berikut adalah densitas massa dari beragam bahan dan juga material:
| Nama zat | ρ dalam kg/m3 | ρ dalam gr/cm3 |
|---|---|---|
| Air (4 derajat Celsius) | 1.000 kg/m3 | 1 gr/cm3 |
| Alkohol | 800 kg/m3 | 0,8 gr/cm3 |
| Air raksa | 13.600 kg/m3 | 13,6 gr/cm3 |
| Aluminium | 2.700 kg/m3 | 2,7 gr/cm3 |
| Besi | 7.874 kg/m3 | 7,87 gr/cm3 |
| Emas | 19.300 kg/m3 | 19,3 gr/cm3 |
| Kuningan | 8.400 kg/m3 | 8,4 gr/cm3 |
| Perak | 10.500 kg/m3 | 10,5 gr/cm3 |
| Platina | 21.450 kg/m3 | 21,45 gr/cm3 |
| Seng | 7.140 kg/m3 | 7,14 gr/cm3 |
| Udara (27 derajat Celsius) | 1,2 kg/m3 | 0,0012 gr/cm3 |
| Es | 920 kg/m3 | 0,92 gr/cm3 |
*)Densitas adalah nama lain dari massa jenis atau rapatan.
Contoh Soal
Untuk memudahkan kalian dalam memahami materi yang ada di atas, berikut kami berikan beberapa contoh soal beserta pembahasan terkait massa jenis, antara lain:
1. Diketahui satu 5 liter lumpur mempunyai berat 6 kilogram. Hitunglah massa jenis lumpur tersebut dengan satuan kilogram/liter!
Jawab:
Diketahui:
- m = 6 kg, V= 5 L
Penyelesaian:
Massa jenis = 6/ 5 = 1,2 kg/L.
2. Diketahui 2 meter kubik kayu memiliki berat 1.400 kg. Berapa massa jenis kayu tersebut?
Jawab:
Diketahui:
- m = 1.400 kg, V= 2 m³
Penyelesaian:
Massa jenis = 1.400/ 2 = 700 kg/m³
3. Diketahui suatu benda berbentuk kubus padat yang terbuat dari bahan sintetik mempunyai panjang rusuk 10 cm. Benda tersebut mempunyai berat setengah kilogram. Hitunglah massa jenis benda itu di dalam satuan kilogram per meter kubik!
Jawab:
Diketahui:
m = 0,5 kg, s = 10 cm
Penyelesaian:
Volume kubus = V = 10 x 10 x 10 = 1.000 cm³ = 0,001 m³
Sehingga, massa jenisnya yaitu:
ρ= 0,5/ 0,001 = 500 kg/m³
4. Berapakah massa air, jika mempunyai memiliki volume 1 liter ?
Jawab:
Diketahui:
- V = 1 liter = 0,001 m³
Penyelesaian:
Diketahui massa jenis air = 1000 Kg/m³.
Sehingga dengan memakai rumus masa jenis diperoleh:
m = ρ V = (1000)(0,001) = 1 Kg
5. Suatu besi yang bentuknya tidak beraturan ditimbang mempunyai berat 14 kg. Besi tersebut kemudian akan diukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur yang berisi air. Sebelum dimasukan besi, volume air tersebut memenuhi gelas ukur. Selepas dimasukkan sebuah besi, air di dalam gelas tumpah. Berapakah volume air yang tumpah?
Jawab:
Diketahui:
- Massa batu (m) = 14 kg
Penyelesaian:
Diketahui massa jenis ρ besi = 7,874 Kg/ m³, sehingga
Volume batu yang dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi air membuat air di dalam gelas tumpah terbuang. Yang berarti Volume air tumpah = Volume Batu
v = m / ρ = 14 / 7,874 = 1,77 m³.
Sehingga air yang terbuang sebanyak 1,77 m³.
Jawab:
- ρ….?
Penyelesaian:
ρ = m/V
= 120 g/30 cm3
= 4 g/cm3
Sehingga dapat diketahui massa jenis batu tersebut yaitu 4 g/cm3
