Rumus Massa Jenis Benda

Salah satu besaran yang banyak digunakan dalam perhitungan fisika adalah massa jenis atau densitas (kerapatan) benda. Semakin rapat atom-atom dalam suatu benda maka semakin padat benda tersebut. Satu liter air lebih berat daripada satu liter udara karena kerapatan atom-atom yang terkandung dalam air lebih tinggi daripada kerapatan atom-atom yang terkandung dalam udara. Maka dikatakan bahwa massa jenis air lebih tinggi dari massa jenis udara.

Massa jenis adalah besaran yang menyatakan massa per satuan volume. Satuan massa jenis adalah [satuan massa]/[satuan volume] contohnya adalah ton/m3, kg/m3, kg/l, g/ml, dan lain sebagainya. Massa jenis tiap benda berbeda-beda, bahkan benda sejenis dapat mempunyai massa jenis yang berbeda.

Massa jenis benda dapat berubah. Pada umumnya benda-benda akan memuai saat dikenakan temperatur yang lebih tinggi. Pemuaian adalah peristiwa merenggangnya jarak antar atom pada suatu benda. Pemuaian tersebut menyebabkan volume benda semakin besar padahal masanya tetap.

Jika massa jenis disimbolkan dengan ρ (baca: rho), massa benda disimbolkan dengan m, dan volume benda disimbolkan dengan V, maka rumus menghitung massa jenis adalah sebagai berikut.

Misalkan diketahui bahwa satu kemasan pupuk kompos beratnya 2,5 kg dan volumenya 10 liter, maka massa jenis pupuk kompos tersebut adalah 2,5 kg/10 liter = 0,25 kg/liter.

Massa jenis beberapa benda padat (g/cm3)

• Magnesium 1,7
• Aluminum 2,7
• Kuningan 8,66
• Tembaga 8,3 – 9,0
• Emas 19,3
• Besi 7,8
• Seng 7,14
• Baja 8,03
• Timbal 11,3
• Platina 21,4
• Uranium 18,7
• Osmium 22,5
• Es suhu 0 derajat celsius 0,92
• Kayu 0,67

Massa jenis beberapa benda cair (g/cm3)

• Air pada suhu 4 derajat celsius 1,000
• Air suhu 20 derajat celsius 0,998
• Bensin 0,70
• Merkuri (raksa) 13,6
• Susu 1,03

Massa jenis beberapa benda gas pada suhu dan tekanan standar (g/cm3)

• Udara 0,001293
• Karbon dioksida 0,001977
• Karbon monoksida 0,00125
• Hidrogen 0,00009
• Helium 0,000178
• Nitrogen 0,001251

Kuantitas atau banyaknya suatu benda dapat dinyatakan dalam besaran massa atau volume. Karena massa dan volume merupakan besaran yang berbeda maka, besaran massa benda tidak bisa dikonversi secara langsung ke besaran volume. Besaran massa dapat dikonversi ke volume (demikian juga sebaliknya) jika kita tidak mengetahui massa jenis benda tersebut. Berdasarkan rumus massa jenis benda kita dapat mengkonversi besaran massa benda ke besaran volume, demikian pula sebaliknya.

Konversi Besaran Volume ke Besaran Massa
Massa = [massa jenis] x [Volume]

Misalkan dalam sebuah wadah terdapat 160 cm³ biji kopi yang memiliki massa jenis 0,55 gram/cm3, maka massa biji kopi tersebut adalah 0,55 x 160 = 88 gram

Konversi Besaran Massa ke Besaran Volume
Volume =  [massa] / [massa jenis]

Misalkan dalam satu botol terdapat 1,4 kg bensin yang memiliki massa jenis 0,7 kg/liter, maka volume bensin dalam botol tersebut adalah 1,4/0,7 = 2 liter.

Contoh Soal 1
Diketahui satu meter kubik arang beratnya 210 kg. Berapa massa jenis arang tersebut?
Jawab:
V = 1 m3
m = 210 kg
ρ = m/V = 210/1 = 210 kg/m3
Jadi massa jenis arang tersebut adalah 210 kg/m3

Contoh Soal 2
Diketahui berat bersih satu kemasan mentega adalah 500 gram. Setelah diukur volumenya 580 ml. Hitunglah massa jenis mentega tersebut.
Jawab:
m = 500 g
V = 580 ml
ρ = m/V = 500/580 = 0,86 g/ml
Jadi massa jenis mentega tersebut adalah 0,86 g/ml

Contoh Soal 3
Hitunglah massa jenis suatu kaca jika diketahui selembar kacar panjang 50 cm, lebar 40 cm dan tebal 5 mm beratnya 2.500 gram.
Jawab:
V = p x l x t = 50 x 40 x 0,5 = 1.000 cm3
m = 2.500 g
ρ = m/V = 2.500/1.000 = 2,5 g/cm3Jadi massa jenis kaca tersebut adalah 2,5 g/cm3

Contoh Soal 4
Berapa ton per meter kubik massa jenis suatu beton, jika diketahui sebuah balok beton seberat 250 kg volumenya 0,125 m3?
m = 250 kg = 250/1.000 ton = 0,25 ton
V = 0,125 m3
ρ = m/V = 0,25/0,125 = 2 ton/m3
Jadi massa jenis beton tersebut tersebut adalah 2 ton/m3