Dokumen ini menjelaskan tentang massa jenis zat, cara mengukurnya, hukum Pascal, dan hukum Archimedes dengan memberikan contoh-contoh perhitungan yang relevan. Terdapat juga penjelasan mengenai tegangan permukaan, kapilaritas, dan eksperimen sederhana untuk memahami konsep-konsep tersebut. Kesimpulan menyatakan bahwa tegangan permukaan dapat dipengaruhi oleh zat lain, seperti gula dan sabun.

2. Massa jenis zat
Cara mengukur massa jenis zat
Misalnya massa jenis air :
1. Timbang massa air dengan
neraca
2. Ukur volume air dengan gelas
ukur
3. Bagi massa air dengan
volume air yang telah di
ukur

3. Jadi massa jenis zat adalah
perbandingan antara massa
dengan volume
Secara matematis di rumuskan:
ρ=m/V
Dengan :
m = massa
V = volume zat

4. Contoh
Sepotong emas yang bentuknya seperti sepedah akan di tentukan
massanya. Emas di masukkan dalam gelas ukur yang sebelumnya
telah berisi air, seperti gambar . Ternyata , skala yang ditunjukan
oleh pemukaan air dalam gelas ukur bertambah 3,75 cm 3 . Bila
massa jenis emas = 19,3 gram/cm3 , berapakah massa emas
tersebut .
Diket :
ρ = 19,3 gr/cm 3
V
= 3, 75 cm 3
Ditanya : m
Jawab :
m = ρV
= 19,3 x 3,75
= 27,375 gram

5. Tekanan ( p )
Misalnya tekanan air
Cara mengukur tekanan zat :
1. Tuangkan air ke dalam gelas ukur
2. Timbang air yang ada dalam gelas ukur dengan
neraca
3. Hitung berat air dengan pers. W = mg
4. Hitung luas permukaan gelas ukur
5. Bagi berat air dengan luas permukaan gelas
ukur

6. Jadi tekanan zat adalah gaya
yang bekerja pada benda tiap
satuan luas benda
Di rumuskan :
P=F/A
dengan :
F = gaya yang bekerja pada
benda
A = luas penampang benda

7. Tekana Hidrostatis (Ph)
Di rumuskan
Ph = F / A
= mg / A
= ρVg / A
= ρAhg / A
= ρhg

8. Contoh : 2
Sebuah logam paduan ( alloy ) dibuat dari
0,04 kg logam A dengan massa jenis 8000
kg/m3 dan 0,10 kg logam B dengan massa
jenis 10000 kg/m3 . Hitung massa jenis rata –
rata logam paduan itu.
Diket :
Logam A :m A = 0,04 kg dan ρ A= 8000 kg/ m3
Logam B :m B = 0,10 kg dan ρ B= 10000 kg /m3
Ditanya : massa jenis rata – rata logam paduan

9. Jawab:
Massa total logam = mA + mB
= 0,04 + 0,10
= 0,14 kg
Volume total = VA + VB
=( mA /ρ A) + (mB /ρ B)
= (0,04/8000) + (0,10/10000)
= 0,6/40000
Maka
Massa jenis logam paduan = massa total :
volume total
= 0,14 : (0,6/40000)
= 9333 kg /m3

10. Tekananan pada suatu
kedalaman
P = Po + Ph
P = Po + ρ g h
Dengan :
Po = tekanan udara luar
h = ke dalaman di ukur
dari permukaan P
ρ = massa jenis fluida
g = percepatan
gravitasi

11. Barometer Raksa
PA = PB
Po = ρ g h
Dengan :
ρ = massa jenis raksa
= 13,6 gr / cm 3
g = percepatan gravitasi
= 9,8 m / s2
h = tinggi raksa dalam pipa
kapiler (cm atau m) A •B
Po = tekanan udara luar
= 1 atm atau 76 cm Hg

12. Po = ρ g h
= (13,6 x 10 3 )(9,8)(0,76)
Jadi
1 atm = 1,013 x 105 N/m2

13. Hukum Pascal
 Tekanan yang di berikan kepada
fluida yang memenuhi sebuah
ruangan di teruskan oleh fluida itu
dengan sama kuatnya ke segala
arah tanpa mengalami
pengurangan

14. Prinsip hukum Pascal
Di rumuskan :
P1 = P2
(F1/A1) = (F2/A2)
F1 Dengan :
A2 F1 : gaya yang bekerja pd
piston 1
A1 F2 : gaya yang bekerja pd
F2 piston 2
A1 : luas penampang 1
A2 : luas penampang 2

15. Beberapa peralatan yang prinsip
kerjanya berdasarkan hkm. Pascal :
1. Dongkrak Hidrolik
2. Mesin Pres (Tekan) Hidrolik
3. Rem Hidrolik, dll

16. Bejana Berhubungan
Di rumuskan :
P1 = P2
Po Po + ρ 1gh1 = Po + ρ 2gh2
Po ρ1h1 = ρ2h2
h2
h1
1 2

17. Contoh:
Sebuah bejana berhubungan diisi dengan
empat zat cair. Massa jenis zat cair itu
masing – masing :
ρ1 = 1,2 gr/cm3, ρ2 = 8 gr/cm3
ρ3 = 0,8 gr/cm3, ρ4 = …….
h1 = 20 cm, h2 = 24 cm, h3 = 12 cm dan
h4 = 18 cm dan ho = 10 cm

18. Perhatikan gambar berikut:
Tentukan ρ4
ρ2
ρ3 ρ1
ρ4 h2
h4 h1
h3
ho

19. Hukum Archimedes
• Memahami hkm Archimedes dengan
kajian eksperimen sederhana:
1. Siapkan sebuah beban, neraca pegas, gelas
ukur dan air secukupnya.
2. Masukan air dalam gelas ukur dan catat
volumenya (Vo)
3. Timbang beban dengan neraca pegas dan
catat beratnya (w1).
4. Beban yang masih tergantung pd neraca
pegas, masukan dalam gelas ukur yang berisi
air, catat volume air (V1) dan berat beban dalam
air (w2).
5. Hitung perbedaan volume air dan berat beban.
6. Bagaimana kesimpulannya

20. Gaya ke atas :
Maka di rumuskan :
Wbf = w – Fa
Fa = w – wbf
atau
F2 Fa = F2 – F1
Fa = P2 A – P1 A
= (P2 – P1)A
= ρf ghA
= (ρf g) (hbf A)
= (ρf g) Vbf
W = mg maka gaya ke atas di
F1 rumuskan :
Fa = (ρf g) Vbf

21. Dengan:
ρf = massa jenis fluida (kg/m3)
Vbf = volume benda dalam
fluida (m3)
Fa = gaya ke atas (N)

22. Jadi dapat di
simpulkan :
• Suatu benda yang dicelupkan
seluruhnya atau sebagian ke
dalam fluida mengalami gaya
ke atas yang sama dengan
berat fluida yang dipindahkan

23. Contoh soal :
• Sebatang almunium digantung pada
seutas kawat. Kemudian seluruh
almunium di celupkan ke dalam
sebuah bejana berisi air. Massa
almunium 1 kg dan massa jenisnya
2,7 x 103 kg/m3. Hitung tegangan
kawat sebelum dan sesudah
almunium di celupkan ke air.

24. Penyelesaian:
Sebelum di celupkan air:
∑Fy = 0
T1 – mg = 0 T1
T1 = mg
T1 = 1 x10
T1 = 10 N mg

25. Sesudah dicelupkan :
∑Fy = 0
T2
T2 + Fa – mg = 0
Fa
T2 = mg – Fa
T2 = 1 x 10 – Fa
T2 = 10 - Fa
mg

26. Volume Al :
VAl = m / ρ
= 1 / (2,7 x 103)
Maka Fa = Val ρf g
= 3,7 N
Sehingga :
T2 = 10 – 3,7
= 6,3 N

27. Mengapung
Karena bendanya
seimbang, maka :
Fa ∑Fy = 0
hb Fa – w = 0
hbf Fa = w
Fa = mb g
w Fa = (ρb Vb) g
(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g
ρb < ρf
ρb = (Vbf/Vb) ρf

28. Atau
ρb = (Vbf/Vb) ρf
= (A hbf / A hb) ρf
ρb = ( hbf / hb ) ρf
Dengan :
ρb = massa jenis benda (kg / m3)
ρf = masa jenis fluida (kg / m3)
hb = tinggi benda (m)
hbf = tinggi benda dalam fluida (m)

29. Kesimpulan :
Benda yang dicelupkan ke dalam
fluida akan mengapung, bila massa
jenis rata – rata benda lebih kecil
daripada massa jenis fluida.
Syarat benda mengapung :
ρ b < ρf

30. Contoh :
Sebuah benda di celupkan
ke dalam alkohol ( massa
jenis = 0,9 gr/cm3). Hanya hbf
1/3 bagian benda yang
muncul di permukaan ρb = ρf
alkohol. Tentukan massa
jenis benda! hb
Diket :
ρ f = 0,9 gr/cm3
2
Bagian yang muncul =( 1/3 )
hb, sehingga : hb
hbf = hb –
ρb = 3 0,9
(1/3)hb = (2/3)hb
Ditanya : Massa jenis benda
(ρ b)
hb
Jawab :
ρ b = 0,6 g cm3

31. Melayang
Syarat benda melayang :
Fa = w
(ρf Vbf) g = (ρb Vb) g
(ρf Vb) g = (ρb Vb) g
Fa
ρf = ρb
w
ρ
b = ρ
f

32. Kesimpulan :
Benda yang dicelupkan ke dalam
fluida akan melayang, bila massa
jenis rata – rata benda sama dengan
massa jenis fluida.
Syarat benda melayang:
ρ b = ρf

33. Contoh :
Sebuah balok kayu yang massa jenisnya 800 kg/m3 terapung
di air. Selembar aluminium yang massanya 54 gram dan
massa jenisnya 2700 kg/m3 diikatkan di atas kayu itu
sehingga sistem ini melayang. Tentukan volume kayu itu !
Diket :
aluminium
kayu
F w FaAl
ak
k wAl

34. Di tanya : volume kayu (Vk)
Jawab :
ΣF = 0
Fak + FaAl – wk – wAl = 0
Fak + FaAl = wk + wAl
ρ f g Vk + ρ f g VAl = mkg + mAlg
ρ f Vk + ρ f VAl = mk + mAl
ρ f Vk + ρ f (mAl/ ρ Al) = ρ k Vk+ mAl
1 Vk + 1 (54/2,7) = 0,8 Vk + 54
Vk + 20 = 0,8 Vk + 54
Vk = 170 cm3

35. Tenggelam
Dengan cara yang sama
di peroleh :
ρb > ρf
Kesimpulan :
Benda yang
dicelupkan ke dalam
fluida akan tenggelam,
Fa
bila massa jenis rata –
rata benda lebih besar
daripada massa jenis
w
fluida.

36. Tantangan :
Sebuah balok mempunyai luas
penampang A, tinggi l, dan massa
jenis ρ. Balok ada pd keseimbangan
di antara dua jenis fluida dengan
massa jenis ρ1 dan ρ2 dengan ρ1 < ρ <
ρ2 .Fluida – fluida itu tidak bercampur.
Buktikan : Fa = [ρ1gy + ρ2 g(l – y)]A
Buktikan : ρ = [ρ1y + ρ2 (l – y)]/l

37. Ini gambarnya!
ρ1
y
ρ l
ρ2

38. TEGANGAN PERMUKAAN
• CONTOH:

39. Contoh :
 Silet dapat mengapung di air
 Nyamuk dapat hinggap di atas air
 Secara matematis tegangan permukaan di
rumuskan :
F Dengan:
γ= F : gaya (N)
l l : panjang (m)
γ ; tegangan permukaan (N/m)

40. Atau
Di rumuskan :
W
γ=
A
Dengan :
W = usaha (J)
A = luas penampang (m2)
γ = tegangan permukaan (J/m2)

41. Tegangan permukaan pd sebuah bola
Dari gambar di
peroleh :
Fy
γ cos θ =
l
Fy = lγ cos θ
Karena l = 2πr
maka :
Fy = 2 π r γ cos θ

42. Contoh :
Seekor serangga berada di atas
permukaan air. Telapak kaki
serangga tersebut dapat di anggap
sebagai bola kecil dengan jari – jari 3
x 10-5 m. Berat serangga adalah 4,5 x
10-5 N dan tubuhnya di sangga oleh
empat buah kaki. Tentukan sudut
yang dibentuk kaki serangga dengan
bidang vertikal.

43. Diket :
r = 3 x 10-5 m
w = 4,5 x 10-5 N
n =4
γ = 0,072 Nm-1
Ditanya : θ

44. Penyelesaian
Fy = 2πrγ cos θ
w
= 2πrγ cos θ
n
w
cos θ =
2πrγn
4,5.10 −5
cos θ =
2.3,14.3.10 −5.0,072.4
cos θ = 0,83
θ = 330

45. Diskusi dan interaksi
Mengapa deterjen sering digunakan
untuk mencuci pakaian agar pakaian
menjadi bersih ?

46. Meniskus
Adalah bentuk cembung atau cekung
permukaan zat cair akibat tegangan
permukaan.
θ
θ
air Raksa

47. Proses pembentukan meniskus cekung
dan cembung
Adhesi adalah gaya tarik-menarik
antara partikel tak sejenis.
Kohesi adalah gaya tarik-menarik
antara partikel sejenis.

48. Perhatiakan gambar berikut:
Air Raksa
θ
Fa Fa θ
FR Fk
Fk
F
R

49. Kapilaritas :
Adalah peristiwa naik turunnya
permukaan zat cair di dalam pipa
kapiler.
Contoh :
peristiwa naiknya minyak tanah pd
sumbu kompor.
Air pd tanaman sampai ke daun
Dan lain-lain.

50. Perhatikan gambar berikut :
Air Raksa
γ
θ
y
y
θ
γ
water
mercury

51. Secara matematis :
Air
Fy = 2πrγ cos θ
γ
θ
w = 2πrγ cos θ
y
mg = 2πrγ cos θ
ρπr yg = 2πrγ cos θ
2
2γ cos θ
y=
ρgr
water

52. Contoh :
Sebuah pipa kapiler mempunyai
diameter 0,002 cm dan di
masukkan ke dalam wadah berisi
air. Jika tegangan permukaan air
adalah 0,072 N/m dan sudut
kontak 00, tentukan ketinggian air
pd pipa kapiler tersebut akibat
dorongan tegangan permukaan.

53. Penyelesaian :
Diket :
γ = 0,072 N/m , θ = 00, g = 10 m/s2
ρ = 1000 kg/m3, r = 0,001 cm= 10-5m
Ditanya : y
Jawab:
y =(2 γcos θ)/ρgr
= [(2)0,072 cos 00] /[1000(10)10-5]
= 1,44 m

54. Sihir korek api
Alat dan bahan :
1. Korek api
2. Semangkok air
3. Sabun
4. Gula batu

55. Langkah-langkah sihir:
1. Letakkan dengan hati-hati 10
batang korek api pada permukaan
air.
2. Masukkan gula batu di tengah-
tengah mangkok, kemudian amati
apa yang terjadi.
3. Ambil gula batu dan ganti dengan
sabun, amati apa yang terjadi.
4. Kesimpulane opo Rek ?

56. Membuat kapal sederhana:
Alat dan Bahan :
1. Karton
2. Gunting
3. Sabun
4. Tempat air

57. Langkah Kerja :
1. Gunting karton seperti gambar di bawah ini
2. Isilah tempat air dengan air yang bersih dan
biarkan air tenang.
3. Tempelkan segumpal kecil sabun pada belakang
kapal dan letakkan kapal pd permukaan air.
Amati apa yang terjadi ?

58. Kelompok 2:
Farica Hadianti Deliana
Felly Oktalina
Lingga Curnia Dewi

59. Kesimpulan:
1. Gula batu yang dimasukkan di
tengah cawan akan menyerap
sejumlah air sehingga
memperbesar tegangan permukaan
air dan menarik korek api di
sekitarnya.

60. 2. Sabun yang dimasukkan di tengah –
tengah cawan, menyebabkan
tegangan permukaan air menjadi
lebih kecil dengan begitu batang
korek api di sekitarnya bergerak
menjauhi sabun.

61. 3. Jika tegangan diperbesar, maka
benda tersebut mempunyai daya
kapilaritas yang besar. Sehingga
dapat menarik benda di sekitarnya.
Dan sebaliknya.

62. KELOMPOK 1
Afitri widya hasanah
Daniar P.E

63. Kesimpulan
Percobaan 1
Gula batu membuat korek api
mendekatinya karena gula batu
menyerap sejumlah air disekitarnya
sehingga arus air mengalir menuju
gula batu dan batang korek api
bergerak menuju gula batu.

64. Percobaan 2
Gumpalan sabun membuat tegangan
permukaan air didekat sabun menjadi
lebih kecil dan tegangan air disekitar
tepi cawan menarik batang2 korek
api menjauh dari gumpalan sabun.

65. Kesimpulan seluruhnya
Gula batu mempunyai sifat menyerap
air disekitarnya karena mempunyai
daya kapilaritas sedangkan sabun
mempunyai sifat memperkecil
tegangan permukaan air.

66. KELOMPOK 3 :
Eny Faridah
Evie Salis Rahmawati
Irwan Suwito

67. A. PEMBERIAN GULA BATU
Pada saat gula batu diletakkan
ditengah-tengah wadah, korek api
yang semula diam menjadi bergerak
menuju ke gula batu tersebut
(mengumpul).
Pada saat gula batu berada di tengah
wadah, gula batu menyerap sejumlah
air. Suatu arus kecil mengalir menuju
gula batu sambil menarik batang-
batang korek api.

68. B. PEMBERIAN SABUN
Pada saat sabun diletakkan di tengah-
tengah wadah, korek api yang semula
diam menjadi bergerak menjauhi sabun
tersebut (menyebar)
Pada saat sabun berada di tengah wadah,
tegangan permukaan air dekat sabun
menjadi lebih kecil, dan tegangan
permukaan air disekitar tepi mangkok
menarik batang-batang korek api menjauh
dari gumpalan sabun.

69. KESIMPULAN SELURUHNYA
Gula batu memperbesar tegangan
permukaan air sehingga batang-
batang korek api tertarik oleh gula
batu
Sabun memperkecil tegangan
permukaan air sehingga batang korek
api menjauhi sabun

70. KELOMPOK 4 :
Aditya Alpha T.
Dinar Wahyu H.
Fani Widayanto
Radik Khairil I.

71. Kesimpulan Pertama
Dari percobaan pertama, dapat
disimpulkan bahwa pada saat gula
dimasukkan ke dalam air, gula batu
menyerap sejumlah air, sehingga
batang-batang korek api ikut tertarik.

72. Kesimpulan Kedua
Dari percobaan kedua dapat
disimpulkan bahwa saat sabun
diletakkan di tengah-tengah batang
korek api, tegangan permukaan air
dekat sabun manjadi lebih kecil dan
tegangan permukaan di tepi mangkok
menarik batang korek api.

73. Kesimpulan Ketiga
Gula batu yang dimasukkan ke air
menyebabkan tegangan permukaan
air semakin besar. Sedangkan sabun
yang dimasukkan ke air
menyebabkan tegangan permukaan
air semakin kecil.
Dan terjadi gaya adhesi(tarik
menarik antara substansi yang tak
sejenis) antara gula batu dan air,
yang menyebabkan korek api tertarik
ke arah gula batu.

74. KELOMPOK 5
Septiyan Ikayanti
Titin Yuliati
Yosi Triliana I.

75. Kesimpulan
Ketika pada cawan diletakkan gula
batu, gula batu menyerap sejumlah
air, sehingga timbul arus kecil menuju
gula dan menarik batang-batang
korek api. Ini disebabkan karena
gaya adhesi yang timbul antara gula
batu dan air yang menyebabkan
tegangan permukaan di sekitar gula
batu menjadi lebih besar.

76. Ketika pada tengah-tengah cawan
diletakkan sabun, tegangan
permukaan air dekat sabun menjadi
lebih kecil, dan tegangan permukaan
air di sekitar tepi cawan menarik
batang-batang korek api menjauh dari
gumpalan sabun.

77. KELOMPOK 6
DEVITA O.
EFRILLIA R.
IKA PUSPITA
RENY H.

78. KESIMPULAN PERTAMA
Bila gula batu diletakkan di tengah-
tengah korek api maka korek api
akan mendekati gula batu.
hal ini disebabkan karna gula
menyerap sejumlah air sehingga ada
arus yang mengalir menuju gula
batu,akibatnya batang korek api
mendekati gula batu.

79. KESIMPULAN KEDUA
Gumpalan sabun membuat tegangan
permukaan air dekat sabun menjadi
lebih kecil dan tegangan air di sekitar
tepi mangkuk menarik batang korek
api menjauh dari sabun.

80. KESIMPULAN SELURUHNYA
Gula batu menyerap air yang ada di
sekitarnya karena mempunyai daya
kapilaritas,sedangkan gumpalan
sabun memperkecil tegangan air.