Pengertian, Contoh Soal, Rumus, Satuan dan Aplikasi – AAcial

Saat membawa 1 kg benang nilon akan terasa lebih ringan dibandingkan membawa 1 kg beras. Mengapa hal tersebut bisa terjadi, padahal keduanya memiliki bentuk yang sama dan bermassa 1 kg?? Peristiwa ini terjadi karena adanya perbedaan massa jenis antara satu zat dengan zat lainnya, meskipun zat tersebut sama. Untuk lebih jelasnya mari kita simak ulasan dibawah ini.

Definisi kepadatan

Kepadatan adalah ukuran massa per satuan volume suatu benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, semakin besar massa tiap volumenya. Kepadatan rata-rata setiap benda adalah massa total dibagi volume total.

---

Massa jenis suatu zat disebut massa jenis, yang berarti ρ (rho), yang merupakan hasil bagi massa suatu zat dengan volumenya. Hal ini sesuai dengan sifat utama suatu zat yaitu massa dan volume.

Dia juga: Gelombang Bunyi: Ciri, Sifat, Sumber, Contoh, Teori, Frekuensi

---

Keadaan benda di dalam air berdasarkan besar kecilnya massa jenis benda :

---

1. Mengapung

Untuk mengapung, suatu benda di dalam air harus memiliki massa jenis lebih kecil dari massa jenis air. Suatu benda dikatakan terapung jika sebagian atau seluruh bagiannya berada di atas permukaan zat cair. Ketika sebuah benda ditempatkan dalam cairan, ia akan bergerak ke atas, sehingga gaya ke atas (Fa) lebih besar dari berat (w).

---

2. Melayang

Agar dapat mengapung, suatu benda di dalam air harus memiliki kerapatan yang sama dengan air. Suatu benda dikatakan terapung jika semua bagiannya berada di dalam zat cair. Ketika sebuah benda ditempatkan dalam cairan, ia tidak akan naik atau turun (mengambang), sehingga gaya ke atas (Fa) sama dengan berat (w).

---

3. Tenggelam

Agar dapat mengalir, suatu benda di dalam air harus memiliki kerapatan yang lebih besar daripada kerapatan air, sehingga benda tersebut akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Benda dikatakan mengalirkan benda ke dasar wadah atau tempat cairan. Ketika suatu benda diletakkan di dalam zat cair, benda tersebut akan bergerak ke bawah hingga menyentuh dasar wadah zat cair dan tetap berada di bawah, sehingga gaya ke atas (Fa) lebih kecil dari beratnya.

---

Massa jenis air adalah 1,00 g/ml pada suhu 4^HaiC. Sistem perhitungan kerapatan larutan didasarkan pada nilai ini. Untuk menghitung nilai massa jenis suatu larutan, umumnya larutan tersebut dibandingkan dengan air. Hal ini mempermudah untuk melihat apakah suatu larutan akan bercampur atau tidak, karena dua larutan dengan kerapatan yang sangat berbeda biasanya tidak dapat bercampur (Tipler, 1998).

---

Ada pengecualian, di mana larutan ionik seperti larutan garam akan larut dalam air karena keduanya bersifat polar. Minyak nonpolar tidak larut dalam air meskipun densitasnya tidak berbeda nyata. Keduanya gagal bercampur lebih banyak karena sifatnya daripada kerapatannya. Misalnya, massa jenis merkuri (13,5 g/ml) dan air (1,0 g/ml) relatif berbeda. Perbedaan kepadatan relatif ini (kadang-kadang disebut berat jenis) menyebabkan merkuri tenggelam ke dasar wadah berisi air. Kepadatan relatif (berat jenis) adalah rasio kepadatan sampel dalam 20^HaiC dibagi dengan massa jenis air di 4^HaiC (Tipler, 1998).

---

Massa jenis yang merupakan perbandingan antara massa dan volume merupakan sifat intensif. Sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk karya ilmiah karena tidak bergantung pada jumlah materi yang dipelajari. Karena volume berubah dengan temperatur sementara massa tetap konstan, densitas merupakan fungsi dari temperatur (Petrucci, 1999).

---

Berat jenis suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan antara berat suatu zat dengan volume air yang sama yang ditimbang di udara pada suhu yang sama. Kecuali dinyatakan lain dalam masing-masing monografi, penentuan berat jenis hanya digunakan untuk zat cair, berdasarkan perbandingan berat zat dengan udara 25.^HaiC adalah berat air dengan volume dan suhu yang sama.

---

Jika suhu ditentukan dalam monografi, berat jenis adalah rasio berat zat di udara pada suhu tertentu terhadap berat air dengan volume dan suhu yang sama. Ketika di 25^HaiC zat padat, tentukan berat jenis pada suhu yang ditunjukkan di setiap monografi, dan mengacu pada air yang tetap pada suhu 25.^HaiC (Petrucci, 1999).

Dia juga: Gelombang Elektromagnetik: Pengertian, Sifat, Jenis, Rumus Beserta Contoh Soal Lengkap

---

Formula kepadatan

Anda dapat melihat bahwa massa jenis suatu benda bisa berbeda-beda, meskipun bahan penyusunnya berukuran sama. Ini karena kerapatan tergantung pada jumlah massa dan volume.

Secara matematis, kerapatan suatu zat dapat ditentukan melalui persamaan ini.

P = m/v

Informasi:

ρ = densitas (kg m-3)
m = massa zat (kg)
V = volume zat (m3)

---

Satuan Kepadatan

Satuan massa jenis juga dapat dinyatakan dalam g cm-3. Apakah Anda tahu cara mengubah satuan dari kg m-3 menjadi g cm-3 ?? Perhatikan uraian ini.

Sehingga:

1 kg m-3 = 0,001 g cm-3 atau 1 g cm-3 = 1.000 kg m-3

Lihat grafik kepadatan untuk beberapa zat ini.

---

Pengukuran volume terkadang kurang tepat jika dibandingkan dengan pengukuran massa. Oleh karena itu, dalam menentukan massa jenis hanya dilakukan pengukuran massa.

---

Ini adalah penggunaan yang mendasari kerapatan relatif. Kerapatan relatif didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan bahan dengan kerapatan air. Massa jenis air diketahui 1 g cm-3 atau 1.000 kg m-3.

---

Contoh Masalah Kepadatan

---

Contoh soal 1:

Sebuah balok perunggu berukuran panjang 8 cm, lebar 5 cm, dan tinggi 2,5 cm. Jika massa jenis balok perunggu diketahui 8.400 kg/m3, berapakah massa balok tersebut?

Diskusi

Dia tahu:
balok perunggu
p = 8 cm = 0,08 m
l = 5 cm = 0,05 m
t = 2,5 cm = 0,025 m
ρ = 8.400 kg/m3

bertanya: m =…?

Menjawab: V = pxlxt

V = 0,08mx 0,05mx 0,025m
= 0,0001 m3
m = ρ x V
= (8,400 kg/m3) (0,0001 m3)
= 0,84 kg

Jadi Massa balok perunggu adalah 0,84 kg.

Dia juga: Definisi impedansi lengkap

---

Contoh Soal 2:

Massa sebuah aluminium adalah 25 kg. Hitung volume aluminium ini dalam satuan SI! (massa jenis aluminium adalah 2,5 g/m³)

Lengkap

Dia tahu:

m = 25 kg; ρ = 2,5 g/cm³ = 2.500 kg/m³

Tanya : V…..?

Menjawab:

V=m/ρ
= 25 kg/2.500 kg/m³
= 0,01m³

Jadi, volume aluminium dalam satuan SI adalah 0,01 m³

---

Kepadatan relatif

Pengukuran volume seringkali kurang tepat dibandingkan pengukuran massa. Karena itu, muncul ide untuk mengukur massa saja dalam mengevaluasi kerapatan. Ini akhirnya dikenal sebagai kerapatan relatif. Kerapatan relatif suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan kerapatan bahan tersebut dengan kerapatan air. Massa jenis air dipilih sebagai nilai pembanding karena nilainya mudah diingat, yaitu: 1 g/cm³ atau 1.000 kg/m³.

Kerapatan relatif = kerapatan bahan : kerapatan air

Jika volume bahan dan air sama, maka persamaannya menjadi:

Kerapatan relatif = massa bahan : massa air dengan volume yang sama

---

Contoh soal:

Massa botol yang digunakan untuk menentukan kerapatan relatif cairan adalah 70 g saat kosong. Massa botol yang diisi air adalah 90 g dan massa botol ketika diisi cairan adalah 94 g. Massa botol yang digunakan untuk menentukan kerapatan relatif cairan adalah 70 g saat kosong. Massa botol yang diisi air adalah 90 g dan massa botol ketika diisi cairan adalah 94 g.

1. Berapakah massa relatif zat cair tersebut?
2. Berapa massa jenis cairan?

---

Menyelesaikan:

• Tentukan kerapatan relatif

Massa botol kosong = 70 g
Massa botol berisi cairan = 94 g
Massa zat cair = 90-70 = 24 g
Massa botol penuh air = 90 g
Volume massa air yang sama = 90-70 = 20 g

Kerapatan relatif = massa cairan : massa air dalam volume yang sama = 24 : 20 = 1,2

Jadi kerapatan relatif zat cair adalah 1,2.

---

• Tentukan kerapatan suatu zat dari rumus massa relatif

Kerapatan relatif = massa cairan : kerapatan air
Massa jenis cairan = massa jenis relatif x massa jenis air
= 1,2 x 1.000 kg/m³
= 1.200 kg/m³

Jadi massa jenis zat cair adalah 1 200 kg/m³.

Dia juga: Definisi gaya gerak listrik

---

Penerapan Densitas dalam kehidupan

1. Perahu punisi peninggalan leluhur Anda di Bugis terbuat dari kayu, bukan besi. Perahu kayu dapat mengapung di air karena massa jenis kayu lebih kecil dari massa jenis air laut. Perahu punisi peninggalan leluhur Anda di Bugis terbuat dari kayu, bukan besi. Perahu kayu dapat mengapung di air karena massa jenis kayu lebih kecil dari massa jenis air laut.
2. Aluminium digunakan sebagai bahan logam dalam pesawat terbang karena massa dan kekuatannya yang ringan.
3. Helium adalah gas mulia dengan massa jenis rendah yang digunakan untuk mengisi balon udara agar terjadi gaya angkat pada balon tersebut sehingga dapat terbang ke udara.
4. Ahli geologi mengukur kepadatan batuan untuk mengidentifikasi asal mereka.
5. Polystyrene digunakan sebagai bahan pelindung kotak makanan atau kardus karena memiliki densitas yang rendah.
6. Mekanik mobil mengukur massa jenis asam aki mobil (aki) untuk mengevaluasi apakah daya aki berkurang atau tidak.