Isi
- TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
- Apa Kepadatan Itu?
- Kepadatan secara umum
- Pentingnya Kepadatan: Daya apung
- Pentingnya Kepadatan: Menghitung Massa
Kepadatan adalah konsep dasar dalam fisika dan teknik. Tidak hanya itu terkait erat dengan massa suatu benda, tetapi kerapatan juga penting untuk menentukan apakah sesuatu akan mengambang ketika ditempatkan pada permukaan cairan. Walaupun kepadatan mungkin tidak penting dengan cara yang sama dengan kekuatan fundamental, itu masih salah satu hal paling penting yang dapat Anda ketahui tentang suatu zat.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Kepadatan didefinisikan sebagai ρ = m ÷ V, di mana ρ adalah kepadatan, m adalah massa dan V adalah volume. Kepadatan penting ketika berolahraga jika sesuatu akan mengambang di air, dan juga dapat berguna untuk menghitung massa volume tertentu suatu zat.
Apa Kepadatan Itu?
Kepadatan adalah massa suatu zat per satuan volume. Dalam bentuk persamaan, ini berarti:
ρ = m ÷ V
Huruf Yunani rho, ρ, secara tradisional digunakan untuk mewakili kepadatan; m adalah massa; dan V adalah volumenya. Satuan kepadatan adalah kg per meter kubik, atau sesuatu yang setara dengan ini di unit lain seperti pound per kaki kubik.
Air adalah contoh yang baik untuk kerapatan karena pada suhu sehari-hari, kerapatannya mendekati 1.000 kg / meter kubik atau 1 g / sentimeter kubik. Baja stainless, di sisi lain, memiliki kepadatan 8.000 kg / meter kubik. Ini cocok dengan pengalaman sehari-hari, karena balok stainless steel lebih berat daripada balok air berukuran sama.
Anda dapat mengubah kepadatan sesuatu dengan mengompresnya dalam volume (mis., Mengurangi volume) atau meningkatkan jumlah massa dalam volume yang sama.
Kepadatan secara umum
Meskipun kepadatan biasanya mengacu pada massa per satuan volume, dalam beberapa situasi istilah ini dapat digunakan secara berbeda. Misalnya, "kepadatan jumlah" objek adalah jumlah apa pun yang Anda hitung dalam satuan volume. Kepadatan muatan adalah jumlah muatan listrik per unit volume. Kepadatan populasi juga digunakan sebagai ukuran jumlah orang per satuan luas atau volume. Secara umum, kepadatan berarti jumlah sesuatu dalam jumlah ruang tertentu.
Pentingnya Kepadatan: Daya apung
Kepadatan jelas memiliki arti penting dalam hal daya apung benda. Secara umum, jika sesuatu lebih padat daripada air (memiliki kepadatan lebih dari 1.000 kg / meter kubik) itu akan tenggelam, tetapi jika sesuatu memiliki kepadatan lebih rendah daripada air, itu akan mengambang.
Lebih teknis, sesuatu akan mulai mengapung ketika berat air yang dipindahkan (karena area permukaan yang bersentuhan dengan air dan seberapa jauh ia mendorong air ke bawah) cocok dengan berat objek, tetapi jika ini tidak pernah terjadi itu akan wastafel. Jika objek lebih padat daripada air (misalnya, balok baja), berat air yang dipindahkan tidak akan pernah bisa menandingi berat objek, sehingga akan terus tenggelam.
Aluminium adalah contoh yang bagus. Ini lebih padat daripada air, tetapi selembar aluminium foil yang direntangkan akan mengapung di atas air karena luasnya permukaan yang bersentuhan dengan air. Namun, jika Anda menggulung jumlah foil yang sama menjadi bola, area permukaan yang bersentuhan dengan air menjadi jauh lebih kecil dan massa terkonsentrasi di atasnya, sehingga kepadatan aluminium yang lebih besar menang dan foil akan tenggelam. Inilah sebabnya mengapa perahu yang terbuat dari bahan yang lebih padat dari air akan mengapung, meskipun satu blok material akan tenggelam: Keseluruhan struktur memiliki kepadatan yang lebih rendah daripada blok karena mengandung banyak udara atau bahan yang kurang padat juga.
Perbedaan kepadatan juga mengapa minyak mengapung di permukaan air. Kerapatan minyak berkisar dari sekitar 0,91 hingga 0,93 g per sentimeter kubik, hanya kurang dari kerapatan air. Anda dapat melakukan banyak percobaan berdasarkan hal sederhana ini, menunjukkan bahwa lebih banyak cairan padat akan tenggelam ke dasar wadah air sementara lebih sedikit cairan padat akan mengambang.
Pentingnya Kepadatan: Menghitung Massa
Karena kerapatan dan massa sangat erat hubungannya, Anda dapat menghitung massa sejumlah zat tertentu dengan mudah asalkan Anda tahu kerapatan dan volume zat tersebut. Ini dapat berguna dalam rekayasa dan aplikasi lain. Gunakan rumus sederhana:
m = ρ × V
Untuk menghitung massa zat. Misalnya, menggunakan densitas baja yang dikutip sebelumnya, 0,5 meter kubik baja memiliki massa:
m = ρ × V = 8.000 kg / meter kubik × 0,5 meter kubik = 4.000 kg
Ini berguna dalam berbagai situasi. Misalnya, jika Anda tahu berapa banyak ruang yang tersedia dalam sebuah van dan berapa muatan maksimum yang dapat dibawa oleh van, Anda dapat menentukan apakah mengisinya dengan bahan tertentu akan aman. Anda juga bisa menggunakan versi persamaan ρ = m ÷ V untuk mengetahui material terpadat yang bisa Anda bawa.