PF-7/PRINSIP ARCHIMEDES

NAMA/NIM                                       : DANDI SAPUTRA HALIDI/442417041

JURUSAN/GUGUS                            : KIMIA/B

PROGRAM STUDI                            : S1 KIMIA

KELOMPOK                                      : IX (SEMBILAN)

KODE/NAMA PERCOBAAN           : PF-7/PRINSIP ARCHIMEDES

KOPENTENSI                                    : menentukan kerapatan zat cair dengan                           prinsip archimedes

INDIKATOR                                       : setelah melakukan percobaan, praktikum                                        diharapkan dapat :

1.     Melakukan pengukuran besaran-besaran fisika serta melaporkanya dalam angka penting

2.     Menentukan kerapatan zat cair

3.     Membuat kesimpulan tentag hasil percobaan

                                                           

TANGGAL PERCOBAAN                 :

TANGGAL MASUK LAPORAN AHIR        :

KAWAN KERJA                                :

NAMA ASISTEN                               :

LAPORAN PRAKTIKUM

PF-7

PRINSIP ARCHIMEDES

A.    JUDUL

hubungan antara gaya apung dengan berat fluida

B.    RUMUSAN MASALAH

1.     Bagaimana pengukuran besaran-besaran fisika serta melaporkannya dalam angka penting?

2.     Bagaimana penentuan kerapatan zat cair?

3.     Bagaimana kesimpulan tentang hasil percobaan?

C.    TUJUAN

1.     Mahasiswa dapat melakukan pengukuran besaran-besaran fisika serta meloporkannya dalam angka penting.

2.     Mahasiswa dapat menentukan kerapatan zat cair.

3.     Mahasiswa dapat membuat kesimpulan tentang hasil percobaan.

D.    DASAR TEORI

Archimedes mendapatkan tugas dari raja heron II untuk memeriksa apakah mahkota yang dibuat untuk raja terbuat dari emas murni atau logam yang lebih murah. Emas itu murni atau tidak bisa ditentukan dari massa jenisnya, massa jenis emas murni adalah 19,3.

Massa jenis =  

Masalahnya adalah bentuk mahkota itu tidak beraturan dan tidak mungkin menghancurkannya hanya untuk mengetahui volumenya.

‘’gaya apung yang bekerja pada suatu benda yang dimasukkan dalam fluida sama dengan berat fluida yang dipindahkan’’ prinsip Archimedes.

Massa jenis benda =

Sebuah benda yang tengelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat keatas yang sama besar dengan berat fluida-fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya keatas menurut hukum Archimedes ditulis dalam persamaan F_a= keterangan : F_a = gaya keatas (N)

                            = volume benda yang tercelup (m³)

                            = massa jenis zat cair (kg/m³)

                           = percepatan gravitasi (N/kg)

Hukum ini juga bukan salah satu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hokum newton kedua juga.

-bila gaya Archimedes dengan gaya berat W maka resultan gaya = 0 dan benda melayang.

-bila F_a W maka benda akan terdorong keatas akan melayang.

Berdasarkan hokum Archimedes, sebuah benda yang tercelup kedalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya keatas F_a dari zat cair. dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut.

1.   Tenggelam

            Sebuah benda yang dicelupkan kedalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) lebih besar dari gaya keatas (F_a). W  F_a =

            Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa jenis zat cair (.

2.     Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan kedalam zat cair akan melayang jika berat benda (W) sama dengan gaya keatas Fa. W= Fa= . Misalnya : sepotong gabus ditahan pada dasar bejana berisi zat cair, setelah dilepas, gabus tersebut akan naik kepermukaan zat cair (terapung) karena : Fa W

= r_c.vb.gr_b.vb.g r_c dan r_b.

                    berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan. Daya apung (buoyancy) ada tiga macam yaitu :

1.   Daya apung positif (positive buoyancy) : bila suatu benda mengapung.

2.   Daya apung negatif (negative buoyancy) : bila suatu benda tenggelam.

3.   Daya apung netral (neutral buoyancy) : bila benda dapat melayang.

Buoyancy adalah suatu vaktor yang sangat penting dalam penyelam. Selama bergerak dalam air dengan scub, penyelam harus mempertahankan posisi neutral buoyancy.

     Prinsip Archimedes

1.   Gaya tekan keatas /buoyancy force yang bekerja pada benda/objek besarnya setara/ equal dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

2.   Bila benda memiliki densiti lebih besar dibanding fluida, benda akan tenggelam.

3.   Bila benda/objek meliliki densiti lebih kecil disbanding fluida, banda akan mengapung.

b. hydrometer

            prinsip kerja : hydrometer merupakan sebuah alat ukur besaran turunan yang menjadi salah satu aplikasi dari hokum Archimedes yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Sebuah benda dalam fluida (zat cair atau gas) mengalami gaya dari semua arah yang dikerjakan oleh fluida disekitarnya. Hukum Archimedes menyatakan bahwa sebuah benda yang dicelupkan kedalam zat cair akan mendapatkan gaya keatas seberat zat cair yang dipindahkan oleh benda itu. Prinsip kerja hydrometer menggunakan hukum Archimedes. Nilai massa jenis suatu zat cair dapat diketahui dengan membaca skala pada hydrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair.

c. konsep melayang, tenggelam, dan terapung.

     Kapankah suatu benda dapat terapung, tenggelam, dan melayang ?

1.   Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair (miskonsepsi).

2.   Benda dapat terapung bila massa jenis benda lebih kecil dari massa Jenis zat cair (konsepsi ilmiah).

3.   Benda dapat melayang bila massa jenis benda sama dengan massa jenis zat cair (konsepsi ilmiah).

4.   Benda dapat tenggelam bila massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat cair (konsepsi ilmiah).

5.   Terapung, melayang dan tengelam dipengaruhi oleh volume benda (miskonsepsi).

6.   Terapung, melayang dan tenggelam dipengaruhi oleh berat dan massa benda (miskonsepsi).

                 Referensi : -Giancoli, fisika, jilid 1, edisi ke-5 (terjemahan Dra. Yuhiza Hanum,M,Eng),2001.

                                         -http://noeyoenks.file.wordpress.com200906microsoftword-massa-jenis-zat-dan-hk-archimedes6-pdf.

                                         -Gaguk suhardjito,2008.prinsip Archimedes.

E.     VARIABEL

1.     Variabel Bebas    : Massa yang tergantung

2.     Variabel Terikat  : Tinggi air dan berat didalam air

3.     Variabel Kontrol  : Percepatan grafitasi dan ketinggian mula-mula

F.     ALAT DAN BAHAN

1.     Gelas ukur berisi air

2.     Statif dan Klem

3.     Neraca Pegas

4.     Beban (50 gr, 100 gr, 150 gr, 200 gr, 250 gr, 300 gr, 350 gr)

G.    PROSEDUR KERJA

1.     Menyusun peralatan.

2.     Menimbang berat beban 50 gr dengan neraca pegas, dan mencatat nilainya sebagai W­_u dalam tabel 7.1.

3.     Memasukkan benda yang telah ditimbang tadi ke dalam gelas ukur berisi air, dan membaca skala pada neraca pegas, mencatat sebagai W_a dalam tabel 7.1.

4.     Membaca perubahan  ketinggian air pada gelas ukur, mencatat sebagai h dalam tabel 7.1.

5.     Mengukur diameter dalam gelas ukur.

6.     Mengulangi langkah ke-1 sampai ke-4 untuk massa-massa yang lain.

Tabel 7.1 Data hasil percobaan

M (gr)	Wu	Wa	H
50
100
150
200
250

DATA HASIL PENGAMATAN

PF-7

PRINSIP ARCHIMEDES

M (gr)	Wu	Wa	H
50	0,4 N	0,5 N	186 mm
100	1 N	0,9 N	192 mm
150	1,3 N	1,5 N	198 mm

NST gelas ukur = 2 ml

NST pegas = 0,1 N

diameter gelas ukur = 3,89 cm

NST jangka sorong = 0,05 cm

PENGOLAHAN DATA

PF-7

PRINSIP ARCHIMEDES

1.     Menghitung Gaya Berat di Air (W_a)

Ø  W_a1     = 0,5 N

W_a1   =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 10 % (2 AP)

( W_a1  W_a1 ) = (5,0 ± 0,5) 10^-1 N

Ø  Wa₂     = 0,9 N

Wa₂   =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 5,5 % (2 AP)

( W_a2  W_a2 ) = (9,0 ± 0,5) 10^-1 N

Ø  Wa₃     = 1,5 N

Wa₃   =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 3,3 % (3 AP)

( W_a3  W_a3 ) = (15,0  0,05) 10^-1 N

2.     Menghitung Gaya Berat di Udara (W_u)

Ø  W_u1     = 0,4 N

W_u1     =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N

KR       = x 100%

            =  x 100%

            = 12,5 % (2 AP)

( W_u1   W_u1 ) = (4,0 ± 0,5) 10^-1 N

Ø  W_u2     = 1 N

W_u2     =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N

KR       = x 100%

            =  x 100%

            = 5 % (3 AP)

( W_u2   W_u2 ) = (10,0 ± 0,05) 10^-1 N

Ø  W_u3     = 1,3 N

W_u3     =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N         

KR       = x 100%

            =  x 100%

            = 3,8 % (3 AP)

( W_u3   W_u3 ) = (13,0 ± 0,05) 10^-1 N

3.     Menghitung Volume

Ø  V₁             = 186 ml = 0,186 L = 0,000186 m³

V₁     =  x NST gelas ukur

            =  x 2 ml

            = 1 ml = 0,001 L = 0,000001 m³

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 0,53 % (3 AP)

( V₁    ∆V₁ ) =  (1,86 ± 0,01) 10^-4 m³

Ø  V₂             = 192 ml = 0,192 L = 0,000192 m³

V₂     =  x NST gelas ukur

            =  x 2 ml

            = 1 ml = 0,001 L = 0,000001 m³

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 0,52 % (3 AP)

( V₂    ∆V₂ ) = (1,92 ± 0,01) 10^-4 m³

Ø  V₃             = 198 ml = 0,198 L = 0,000198 m³

V₃     =  x NST gelas ukur

            =  x 2 ml

            = 1 ml = 0,001 L = 0,000001 m³

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 0,51 % (3 AP)

( V₃    ∆V₃ ) = (1,98 ± 0,01) 10^-4 m³

4.     Menghitung Gaya Berat

Ø  W₁           = W_a1 – W_u1

= 0,5-0,4

= 0,1 N

_u       =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N

            = 0,05 N         

   =  +

            =  +

            = 0,125 + 0,1

            = 0,225 N

₁        =  x w₁

                     ₌  0,225 x 0,1

            = 0,0225 N

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 22,5 % (2 AP)

( W₁   ∆W₁ ) = (1,0 ± 2,2) 10^-1 N

Ø  W₂           = W_u2 – W_a2

= 0,9 – 1

= 0,1 N

_u       =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N           

            = 0,05 N         

   =  +

            =  +

            = 0,055 + 0,05

            = 0,105 N

₂        =  x w₂

                     ₌ 0,105 x 0,1

            = 0,0105 N

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 10,5 % (2 AP)

( W₂   ∆W₂ ) = (1,0 ± 0,1) 10^-1 N

Ø  W₃           = W_u3 – W_a3

= 1,5– 1,3

= 0,2 N

_u       =  x NST neraca pegas

            =  x 0,1 N           

            = 0,05 N         

   =  +

            =  +

            = 0,033 + 0,038

            = 0,071 N

₃        =  x w₃

                     ₌ 0,071 x 0,2

            =  0,0142 N

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 7,1% (2 AP)

( W₃   ∆W₃ ) = (2,0  ± 0,1) 10^-1 N

5.     Menghitung Volume Air

Ø  V₁             = 186 ml = 0,186 L = 0,000186 m³

V₀        = 180 ml = 0,180 L = 0,000180 m³

V₁             = V₁ – V₀

                    = 0,000186 – 0,000180

            = 0,000006 m³

V       =  x NST gelas ukur

            =  x 2 ml

            = 1 ml = 0,001 L = 0,000001 m³

        =  +

            =  +

            = 0,0053 + 0,0055

            = 0,0108 m³

V       =  x V₁

            = 0,0108 x 0,000006

            = 6,513 x 10^-8  m³

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 1,08 % (3 AP)

( V₁   ) = (6,00 ± 0,06) 10^-6 m³

Ø  V₂             = 192 ml = 0,192 L = 0,000192 m³

V₀        = 180 ml = 0,180 L = 0,000180 m³

V₂             = V₂ – V₀

                    = 0,000192 – 0,000180

            = 0,000012 m³

V       =  x NST gelas ukur

            =  x 2 ml

            = 1 ml = 0,001 L = 0,000001 m³

        =  +

            =  +

            = 0,0052 + 0,0055

            = 0,0107 m³

V       =  x V₂

            = 0,0107 x 0,000012

            = 0,000000128 m³

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 1,07 % (3 AP)

( V₂   ) = (12,0 ± 0,12) 10^-5 m³

Ø  V₃             = 198 ml = 0,198 L = 0,000198 m³

V₀        = 180 ml = 0,180 L = 0,000180 m³

V₃             = V₃ – V₀

                    = 0,000198 – 0,000180

            = 0,000018 m³

V       =  x NST gelas ukur

            =  x 2 ml

            = 1 ml = 0,001 L = 0,000001 m³

        =  +

            =  +

            = 0,0051 + 0,0055

            = 0,0106  m³

V       =  x V₃

            = 0,0106  x 0,000018

            = 0,000000189 m³

KR       =  x 100%

            =  x 100%

            = 1,06 % (3 AP)

( V₃   ) = (18,0 ± 0,18) 10^-6 m³

6.     Tabel-tabel Hasil Perhitungan

m (gr)	( Wa  Wa)	( Wu  Wu)	( W  W)	( V1  V)
50 gr	(5,0 ± 0,5) 10-1 N	(4,0 ± 0,5)10 -1 N	(1,00,2)10-1N	(6,00  ) 10-6m3
100 gr	(9,0 ± 0,5) 10-1N	(10,0 ± 0,50)10-1N	(1,00,1)10-1N	(12,0  ) 10-6m3
150 gr	(15,0 ± 0,50 ) 10-1N	(13,0±0,50) 10-1N	(2,0) 10-1N	(18,0  ) 10-6m3

7.     Grafik Hubungan antara berat (W) dengan Volume (V)

8.     Interpretasi Grafik

     Grafik diatas menunjukkan hubungan antara gaya berat dengan volume air yang menunjukan kenaikan berat mempengaruhi volume air.

9.     Menghitung kemiringan grafik

Ø  W   = ½ nst grafik

            = ½ .1 mm

            = 0,5 mm

Ø  ΔV    = ½. 1 mm

            = 0,5 mm

m         =  =

                     =

=

= 33,3 mm

         =  +

=  +

= 0,421 mm

Δm        =  x m

              = 0,421 x 33,3

              = 14,01 mm

KR        = X100 = 100(2AP)

(m Δm)=(3,0^-1mm

      Menentukan Kerapatan Zat Cair

F =

    =

= 3,39 kg/m³.

K.    Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1.     Gaya berat selalu mempengaruhi volume air, semakin besar gaya berat yang diperoleh dari gaya berat diudara dan gaya berat didalam air maka volume airpun akan mengalami kenaikan.

2.     Gaya berat diudara terhadap gaya berat didalam air mengalami perbandingan kenaikan dan penurunan berat.

L.     Kemungkinan kesalahan

1.     Pembuatan grafik hubungan.