$$\bbox[yellow, 5px, border: 2px solid red] {\rho = \dfrac{m}{V}}$$
Keterangan:
\(\rho = \text{ massa jenis benda (kg/m³)}\)
\(m = \text{ massa benda (kg)}\)
\(V = \text{ volume benda (m³)}\)
Konversi satuan:
\(1 \text{ kg} = 1.000 \text{ g}\)
\(1 \text{ m³} = 1.000 \text{ dm³} = 1.000 \text{ liter}\)
\(1 \text{ m³} = 1.000.000 \text{ cm³} = 1.000.000 \text{ ml}\)
\(1 \text{ g/cm³} = 1.000 \text{ kg/m³}\)
Zat Padat
Jarak antar partikel sangat rapat dan tidak bergerak bebas |
Zat Cair
Jarak antar pertikel agak renggang dan bergerak bebas namun terbatas |
Gas
Jarak antar partikel sangat renggang (berjauhan) dan bergerak secara acak |
\(\leftarrow \color{blue} \text{ more dense}\) |
|
\(\rightarrow \color{blue} \text{ less dense}\) |
Gas memiliki massa jenis yang lebih kecil dari pada zat padat maupun zat cair.
Soal Latihan
Soal 01
Sebuah dadu berbentuk kubus berukuran 2 cm memiliki massa 40 gram.
Massa jenis dadu tersebut adalah…
(A) \(5 \text{ kg/m³}\)
(B) \(2000 \text{ kg/m³}\)
(C) \(5000 \text{ kg/m³}\)
(D) \(8000 \text{ kg/m³}\)
Answer: C
Volume dadu = \(s^3\)
Volume dadu = \(2^3 = 8 \text{ cm}^3\)
Massa dadu = 40 gram
Massa jenis dadu = masa/volume
\(\color{blue}\rho = \dfrac{m}{V}\)
\(\rho = \dfrac{40\text{ gram}}{8 \text{ cm³}}\)
\(\rho = 5 \text{ g/cm³}\)
\(\rho = 5 \times \color{red} 1000 \color{black} \text{ kg/m³}\)
\(\rho = 5.000 \text{ kg/m³}\)
Note:
\(\color{green} 1 \text{ g/cm³} = 1000 \text{ kg/m³}\)
Soal 02
Sebuah benda berbentuk balok berukuran 10 cm × 5 cm × 4 cm.
Jika massa jenis benda tersebut adalah 8.000 kg/m³, massa benda tersebut adalah…
(A) \(1.500 \text{ gram}\)
(B) \(1.600 \text{ gram}\)
(C) \(1.700 \text{ gram}\)
(D) \(1.800 \text{ gram}\)
Answer: B
Volume balok= \(p \times l \times t\)
Volume balok = \(10 \times 5 \times 4 = 200\text{ cm}^3\)
Massa jenis = 8.000 kg/m³ = 8 g/cm³
Massa jenis dadu = masa/volume
\(\color{blue}\rho = \dfrac{m}{V}\)
\(8 \text{ g/cm³} = \dfrac{m\text{ gram}}{200 \text{ cm³}}\)
\(m = 8 \times 200 \text{ g}\)
\(m = 1.600 \text{ g}\)
Soal 03
Sebuah kawat tembaga memiliki massa jenis 8.900 kg/m³ dan massa 1.780 gram. Volume kawat tembaga tersebut adalah… m³.
(A) \(0,0002 \text{ m³}\)
(B) \(0,0004 \text{ m³}\)
(C) \(0,0006 \text{ m³}\)
(D) \(0,0008 \text{ m³}\)
Answer: A
Massa kawat tembaga = 1.780 gram = 1,78 kg
\(\color{blue}\rho = \dfrac{m}{V}\)
\(8.900\text{ kg/m³} = \dfrac{1,78\text{ kg}}{V \text{ m³}}\)
\(V = \dfrac{1,78}{8.900}\)
\(V = \dfrac{178}{890000}\)
\(V = \dfrac{2}{10.000}\)
\(V = 0,0002 \text{ m³}\)
Soal 04
Sebuah wadah bermassa 300 gram diisi dengan air sampai penuh kemudian ditimbang. Massa wadah berisi air penuh tersebut menjadi 580 gram. Kemudian air di dalam wadah diganti semua dengan zat cair X kemudian ditimbang. Massa wadah yang berisi zat cair X tersebut kini menjadi 524 gram. Jika massa jenis air adalah 1 g/cm³, massa jenis zat cair X adalah…
(A) 0,6 g/cm³
(B) 0,8 g/cm³
(C) 0,9 g/cm³
(D) 1,2 g/cm³
Answer: B
Langkah 1: menghitung volume wadah
Massa air = massa wadah berisi air − massa wadah
Massa air = 580 gram − 300 gram = 280 gram
Karena wadah diisi air sampai penuh, maka volume wadah sama dengan volume air.
\(\rho_{\text{air}} = \dfrac{\text{ massa air}}{\text{ volume air}}\)
\(1 \text{ g/cm³} = \dfrac{280 \text { g}}{\text{ volume air}}\)
\(\text{Volume air} = \dfrac{280}{1}\)
\(\text{Volume air} = 280 \text{ cm³}\)
\(\text{Volume wadah} = 280 \text{ cm³}\)
Langkah 2: menghitung massa jenis zat cair X
Massa zat cair X = massa wadah berisi zat cair X − massa wadah
Massa zat cair X = 524 gram − 300 gram = 224 gram
Karena wadah diisi zat cair X sampai penuh, maka volume wadah sama dengan volume zat cair X.
\(\rho_{\text{ zat cair X}} = \dfrac{\text{ massa zat cair X}}{\text{ volume zat cair X}}\)
\(\rho_{\text{ zat cair X}} = \dfrac{224 \text { g}}{280 \text{ cm³}}\)
\(\rho_{\text{ zat cair X}} = 0,8 \text{ g/cm³}\)
Soal 05
Perhatikan gambar berikut.
Kondisi 1
Sebuah wadah berbentuk tabung diisi air. Volume air di dalam tabung terukur 90 ml.
Kondisi 2
Ke dalam tabung yang berisi air tersebut kemudian dimasukkan tiga buah bola identik sehingga terjadi kenaikan permukaan air seperti pada gambar di bawah ini.
Jika massa satu buah bola adalah 40 gram, tentukan:
(A) Volume 1 buah bola
(B) Massa jenis sebuah bola dinyatakan dalam g/cm³
(C) Massa jenis sebuah bola dinyatakan dalam kg/m³
(A) Menghitung volume 1 buah bola
Volume 3 buah bola yang dimasukkan sama dengan volume kenaikan air di dalam tabung
Volume 3 buah bola = 120 ml − 90 ml = 30 ml
Volume 1 buah bola = 30 ml ÷ 3 = 10 ml
(B) Menghitung massa jenis bola dinyatakan dalam g/cm³
\(\rho = \dfrac{m}{V}\)
\(\rho = \dfrac{40 \text{ gram}}{10 \text{ ml}}\)
\(\rho = 4 \text{ g/ml}\)
(C) Menghitung massa jenis bola dinyatakan dalam kg/m³
Konversi:
1 g/cm³ = 1.000 kg/m³
\(\rho = 4 \times 1000 = 4.000 \text{ kg/m³}\)
Soal 06
Diketahui tiga buah cairan dimasukkan ke dalam wadah sehingga terbentuk lapisan cairan X, Y, dan Z di dalam wadah seperti gambar berikut.
Jika tiga buah cairan tersebut adalah air dengan massa jenis 1 g/cm³, minyak tanah dengan massa jenis 0,8 g/cm³, dan alkohol dengan massa jenis 0,79 g/cm³, lapisan X, Y, dan Z berturut-turut adalah…
(A) minyak tanah, alkohol, air
(B) alkohol, minyak tanah, dan air
(C) alkohol, air, dan minyak tanah
(D) air, minyak tanah, dan alkohol
Answer = B
Lapisan atas (lapisan X} adalah cairan yang massa jenisnya terkecil yaitu alkohol
Lapisan tengah (lapisan Y} adalah cairan yang massa jenisnya medium yaitu minyak tanah
Lapisan bawah (lapisan Z} adalah cairan yang massa jenisnya terbesar yaitu air
Soal 07
Sebuah balok es mencair seluruhnya menjadi air. Air tersebut kemudian dipanaskan sehingga berubah menjadi uap air seluruhnya.
Urutan massa jenis zat pada masing-masing wujudnya dari yang terkecil hingga terbesar adalah…
(A) balok es, air, uap air
(B) uap air, balok es, air
(C) uap air, balok es, air
(D) balok es, uap air, air
Answer = B
Uap air adalah gas sehingga massa jenisnya terkecil
Balok es memiliki massa jenis yang lebih kecil dari air, sehingga kalau kita celupkan balok es ke dalam air akan mengapung.
Sehingga urutan massa jenis zat dari yang terkecil hingga terbesar adalah uap air, balok es, air.
Soal 08
If you have two objects of the same size but different densities, which object will be heavier?
(A) The object with lower density
(B) The object with higher density
(C) Both objects will weigh the same
(D) it depends on the shape of the objects
Answer = B
Massa jenis berbanding lurus dengan massa benda. Jika dua benda yang memiliki ukuran sama (artinya volume sama) tetapi memiliki massa jenis yang berbeda, benda yang massa jenisnya terbesar akan memiliki massa yang besar. Benda yang memiliki massa yang besar akan lebih berat.
Soal 09
Kamu memiliki dua buah penggaris yang modelnya sama dan berbahan aluminium. Penggaris pertama panjangnya 20 cm dan penggaris kedua panjangnya 30 cm. Kedua penggaris tersebut memiliki… yang sama.
(A) massa
(B) luas permukaan
(C) massa jenis
(D) volume
Answer = C
Karena kedua penggaris terbuat dari bahan yang sama yaitu aluminium, maka kedua penggaris tersebut memiliki massa jenis yang sama.