Massa Jenis Adalah Pengukuran Massa Satuan Setiap Volume Benda, Berikut Rumusnya

Merdeka.com - Massa jenis adalah ukuran massa per satuan volume benda. Benda yang dimaksud bisa benda berbentuk padat, cair, maupun gas. Sedangkan pengertian massa sendiri adalah ukuran seberapa banyak materi dalam suatu benda. Massa adalah kombinasi dari jumlah atom, kerapatan atom, dan jenis atom dalam suatu benda.

Satuan ukuran massa dilambangkan dalam kilogram (kg). Penting diingat, massa berbeda dengan berat suatu benda. Berat adalah ukuran gaya gravitasi pada suatu benda. Massa suatu benda tidak akan pernah berubah, tetapi berat suatu benda dapat berubah berdasarkan letaknya.

Baik berat, massa, maupun massa jenis adalah sifat fisika dan kerap diajarkan di sekolah dalam pelajaran fisika. Sifat-sifat tersebut bisa untuk mengenali peristiwa sehari-hari, misalnya saja seperti gaya apung yang ditemukan Archimedes.

Ketika Archimedes melangkah ke kolam pemandiannya, dia tidak hanya menyadari bahwa air tumpah di tepinya, tetapi dia juga mengamati sesuatu yang kita semua perhatikan ketika kita pergi berenang, dia merasa lebih ringan.

Kemampuan suatu benda untuk "mengambang" ketika ditempatkan dalam fluida disebut gaya apung, dan hal itu berhubungan dengan massa jenis. Jika suatu benda kurang padat daripada cairan di mana ia ditempatkan, itu akan mengapung. Jika lebih padat dari cairan, itu akan tenggelam.

Berikut rangkuman selengkapnya tentang massa jenis, rumus, beserta manfaat pengetahuan tersebut untuk kehidupan:

Rumus Massa Jenis atau Densitas

Massa jenis adalah ukuran seberapa padat massa suatu zat atau benda. Massa jenis menggambarkan seberapa banyak ruang yang digunakan suatu benda atau zat (volumenya) dalam kaitannya dengan jumlah materi dalam benda atau zat tersebut (massanya). 

Dalam matematika dan fisika, massa jenis dihitung sebagai massa yang didefinisikan sebagai massa dibagi volume (Kerapatan = Massa Volume).  Mengukur massa jenis berguna untuk mengidentifikasi dan membedakan antara bahan karena zat yang berbeda memiliki kerapatan yang bervariasi. Contoh paling umum dari hal ini adalah perbandingan antara satu ton bulu dan satu ton batu bata; keduanya akan memiliki berat satu metrik ton, tetapi satu ton bulu akan menempati volume yang jauh lebih besar daripada satu ton batu bata karena massa jenisnya.

Rumus massa jenis benda adalah perbandingan antara massa dan volumenya. Secara matematis dituliskan dalam bentuk persamaan:

ρ = m/V

Keterangan:

ρ = massa jenis benda (kg/m3)

m = massa benda (kg)

V = volume benda (m3) 

Massa Jenis di Berbagai Keadaan Materi

Zat yang berbeda memiliki sifat yang berbeda dan tingkat kepadatan yang berbeda. 

cairan

Molekul-molekul dalam cairan dikemas lebih dekat daripada dalam gas, yang berarti bahwa cairan umumnya lebih padat daripada gas. Meskipun molekul-molekul dalam cairan berdekatan, mereka masih memiliki ruang untuk bergerak.

padatan

Padatan memiliki struktur molekul yang paling kompak dan biasanya yang paling padat. Partikel-partikel dalam padatan terikat erat tetapi memiliki cukup ruang untuk bergetar. Jumlah partikel yang besar dalam volume yang kecil inilah yang membuat padatan menjadi padat. 

gas

Gas adalah yang paling tidak padat dari keadaan materi ini. Struktur molekul gas sangat longgar karena partikelnya berjauhan satu sama lain, memungkinkan mereka untuk bergerak bebas. 

Tabel Massa Jenis Berbagai Zat dan Contoh Soal

Tabel massa jenis berbagai zat ini dapat membantu agar lebih memahami tentang massa jenis tersebut.

©2021 Merdeka.com/ sumber.belajar.kemdikbud.go.id

Contoh Soal

Pertanyaan :

Sebuah balok dari bahan kuningan mempunyai panjang 8 cm, lebar 5 cm, dan tinggi 2,5 cm. Bila diketahui massa jenis balok kuningan tersebut 8.400 kg/m3, berapa massa balok tersebut?

Pembahasan

Diketahui: balok dari kuningan p = 8 cm = 0,08 m l = 5 cm = 0,05 m t = 2,5 cm = 0,025 m ρ = 8.400 kg/m3

Ditanyakan: m = …?

Jawab: V = p x l x t

V = 0,08 m x 0,05 m x 0,025 m = 0,0001 m3 m = ρ x V = (8.400 kg/m3) ( 0,0001 m3) = 0,84 kg

Jadi, massa balok kuningan adalah 0,84 kg.

Aplikasi Massa Jenis untuk Kehidupan Sehari-hari

Banyak aplikasi massa jenis yang ada dalam kehidupan nyata kita seperti beberapa contoh dalam desain pipa, pembuatan kapal, balon helium, distribusi berat di pesawat, dan fakta bahwa es mengapung di atas air. 

Kapal dan Kapal Selam

Salah satu aplikasi massa jenis yang terkenal adalah menentukan apakah suatu benda akan mengapung di atas air atau tidak. 

Jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis air, benda tersebut akan mengapung; jika massa jenisnya lebih kecil dari air, ia akan tenggelam. Kapal bisa mengapung karena memiliki tangki pemberat yang menahan udara; tangki ini memberikan volume besar massa kecil, sehingga mengurangi kepadatan kapal. 

Bersama dengan gaya apung yang diberikan air pada kapal, kepadatan yang berkurang ini memungkinkan kapal untuk mengapung. Faktanya, kapal selam menyelam di bawah permukaan air dengan mengosongkan tangki pemberatnya.

Tumpahan Minyak

Seperti kapal, minyak mengapung karena kurang padat daripada air, tetapi tidak seperti kapal, minyak tidak memerlukan teknik khusus. 

Minyak secara alami kurang padat daripada air, itulah sebabnya bahkan saus salad minyak dan cuka terpisah, dengan minyak mengambang di atas cuka berbahan dasar air. Meskipun tumpahan minyak merusak lingkungan, kemampuan minyak untuk mengapung membantu pembersihan.

Sistem Pipa

Aliran fluida melalui pipa adalah aplikasi densitas penting di dunia nyata yang diatur oleh hubungan yang dikenal sebagai persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli adalah penggunaan khusus dari konsep kekekalan energi, dan hasilnya adalah densitas fluida mempengaruhi kecepatan, tekanan, dan bahkan ketinggian fluida. 

Semuanya sama, cairan dengan massa jenis lebih besar akan mengalir melalui pipa dengan tekanan, kecepatan, atau ketinggian yang lebih rendah, masing-masing. Insinyur mengandalkan persamaan Bernoulli ketika mereka merancang bendungan dan proyek pipa skala besar.

Distribusi Berat Pesawat

Persamaan Bernoulli juga menjelaskan kemampuan pesawat terbang untuk terbang, meskipun fenomena ini terutama bergantung pada tekanan dan kecepatan, bukan massa jenis. 

Namun, massa jenis memainkan peran tambahan dalam penerbangan. Distribusi berat di dalam pesawat berubah seiring mesin mengonsumsi bahan bakar, sehingga kerapatan pesawat tidak seragam. Kehilangan massa ini menghasilkan pergeseran pusat massa, dan pilot harus melakukan penyesuaian selama penerbangan untuk memperhitungkan perubahan ini tulis laman sciencing.com.