Massa, berat, dan densitas
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| mass/mæs/ | massa |
| weight/weɪt/ | berat |
| density/ˈdensɪti/ | densitas |
| matter/ˈmætə/ | materi |
| gravity/ˈɡrævɪti/ | gravitasi |
| gravitational field strength/ˌɡrævɪˈteɪʃənl fiːld streŋθ/ | kekuatan medan gravitasi |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | pindahan |
Sama Anda, lebih ringan di Bulan
- Astronot di Bulan dapat melompat tinggi dan merasa ringan.
- Namun mereka terbuat dari bahan yang persis sama seperti di Bumi.
- Teka-teki ini dipecahkan oleh dua ide berbeda: massa dan berat. Kemudian kita mengukur densitas.
Massa
- Massa adalah jumlah materi dalam suatu objek.
- Diukur dalam kilogram (kg).
- Massa tidak berubah ketika Anda memindahkan objek — ke Bulan, ke luar angkasa, ke mana pun.
- Neraca membandingkan massa yang tidak diketahui dengan massa yang sudah diketahui.
Berat dan massa
W = mg
Berat berbanding lurus dengan massa — gradiennya adalah kuat medan gravitasi g (sekitar 10 N/kg di Bumi).
Berat
- Berat adalah gaya gravitasi pada suatu massa. Berat diukur dalam satuan newton (N).
- Berat dapat berubah: nilainya lebih kecil di Bulan karena gravitasi Bulan lebih lemah.
- Kekuatan medan gravitasi adalah gaya per satuan massa:
- Jadi berat adalah $W = mg$. Di Bumi $g \approx 9.8\ \text{N/kg}$ — angka yang sama dengan percepatan jatuh bebas.
Benda jatuh yang semakin cepat hingga hambatan udara menjadi sama dengan beratnya
Melayang dan densitas
Ubah densitas benda dan cairan: benda akan melayang jika lebih ringan, dan semakin padat benda itu, semakin banyak bagian yang tenggelam di bawah air. Besi tenggelam di air tetapi melayang di raksa.
Seorang astronot bepergian dari Bumi ke Bulan. Apa yang terjadi pada massa dan berat mereka?
Massa (jumlah materi) tidak pernah berubah. Berat adalah gaya gravitasi, dan gravitasi Bulan lebih lemah, sehingga beratnya menjadi lebih kecil.
Sebuah tas memiliki massa $5.0\ \text{kg}$. Berapakah beratnya di Bumi dalam N? (Gunakan $g = 9.8\ \text{N/kg}$.)
$W = mg = 5.0 \times 9.8 = 49\ \text{N}$.
Kerapatan
- Kepadatan adalah massa yang terkemas dalam setiap satuan volume:
- Simbol $\rho$ adalah huruf Yunani "rho". Satuannya adalah $\text{kg/m}^3$ atau $\text{g/cm}^3$.
- Untuk mengukurnya: cari massa dengan neraca, cari volume, lalu bagikan.
- Benda padat beraturan (kotak): ukur sisi-sisinya dan hitung volumenya.
- Benda padat tak beraturan (batu): rendamkan ke dalam air dalam tabung ukur — kenaikan permukaan air adalah volumenya (metode perpindahan / displacement).
Sebuah balok logam memiliki massa $240\ \text{g}$ dan volume $30\ \text{cm}^3$. Berapakah massanya, dalam g/cm³?
$\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{240}{30} = 8.0\ \text{g/cm}^3$.
Bagaimana Anda menemukan volume batu kecil yang bentuknya tidak beraturan?
Batu mendorong air ke atas. Kenaikan level air sama dengan volume batu — metode perpindahan air.
Air dalam gelas ukur menunjukkan $50\ \text{cm}^3$. Setelah batu ditambahkan, menunjukkan $74\ \text{cm}^3$. Berapakah volume batu dalam cm³?
Volume adalah kenaikan level: $74 - 50 = 24\ \text{cm}^3$.
Melayang dan tenggelam
- Suatu benda melayang jika kepadatannya lebih rendah daripada kepadatan cairannya.
- Benda tersebut tenggelam jika kepadatannya lebih tinggi.
- Es mengapung di atas air karena es sedikit kurang padat dibandingkan air.
Sebuah benda melayang di atas cairan jika densitasnya lebih rendah daripada densitas cairan tersebut.
Lebih ringan dari cairan → melayang; lebih berat dari cairan → tenggelam.
Anda telah memahaminya
- massa = jumlah materi (kg), tidak pernah berubah; berat = gaya gravitasi (N), $W = mg$
- $g = \dfrac{W}{m} \approx 9.8\ \text{N/kg}$ di Bumi
- kerapatan $\rho = \dfrac{m}{V}$; cari volume bentuk tidak beraturan melalui pembuangan (pergeseran air)
- melayang jika kepadatannya lebih rendah daripada cairan