Rumus Massa Jenis: Pengertian, Satuan, dan Contoh Soal

Massa jenis adalah massa zat untuk setiap satuan volume. Rumusnya $\rho = m/V$, dengan $\rho$ (dibaca rho) massa jenis, $m$ massa, dan $V$ volume. Satuan SI massa jenis adalah kg/m³, sedangkan dalam percobaan sering dipakai g/cm³. Massa jenis air kira-kira 1 g/cm³ atau 1.000 kg/m³.

Apa Itu Massa Jenis?

Sebongkah besi kecil terasa lebih berat daripada sepotong kayu yang ukurannya sama. Volumenya sama, tetapi massanya berbeda. Besaran yang membandingkan massa dengan volume inilah yang disebut massa jenis atau densitas.

Massa jenis adalah sifat bahan. Jika sebatang aluminium dipotong menjadi dua bagian sama besar, massa dan volume tiap potong menjadi setengahnya, sehingga perbandingannya tetap. Jadi, massa jenis tidak berubah hanya karena ukuran benda berubah, selama bahan, suhu, dan kondisinya sama.

Massa diukur dengan neraca. Volume diukur dengan penggaris untuk benda beraturan, atau dengan gelas ukur untuk zat cair dan benda tidak beraturan.

Satuan Massa Jenis dan Cara Mengubahnya

Dua satuan yang paling sering dipakai adalah kg/m³ (satuan SI) dan g/cm³. Hubungannya:

Jadi, untuk mengubah g/cm³ menjadi kg/m³, kalikan dengan 1.000. Sebaliknya, untuk mengubah kg/m³ menjadi g/cm³, bagi dengan 1.000. Faktornya bukan 100, karena satuan massa dan satuan volume berubah bersamaan. Ingat juga bahwa 1 mL = 1 cm³ dan 1 L = 1.000 cm³.

Tabel Massa Jenis Beberapa Zat

Nilai berikut adalah perkiraan pada suhu ruang. Nilai sebenarnya bergantung pada suhu dan kemurnian zat.

Zat	Massa jenis (kg/m³)	Massa jenis (g/cm³)
Udara (dekat permukaan laut)	≈ 1,2	≈ 0,0012
Minyak goreng	≈ 920	≈ 0,92
Es	≈ 920	≈ 0,92
Air murni	≈ 1.000	≈ 1,00
Air laut	≈ 1.025	≈ 1,03
Aluminium	≈ 2.700	≈ 2,7
Besi	≈ 7.900	≈ 7,9
Raksa	≈ 13.600	≈ 13,6
Emas	≈ 19.300	≈ 19,3

Cara Menghitung Massa Jenis Benda

Benda beraturan, seperti balok atau kubus:

1. Ukur panjang, lebar, dan tinggi, lalu hitung volume $V = p \times l \times t$.
2. Timbang massanya dengan neraca.
3. Bagi massa dengan volume.

Benda tidak beraturan, seperti batu:

1. Isi gelas ukur dengan air dan catat volume awalnya.
2. Masukkan benda sampai tenggelam seluruhnya, lalu catat volume akhirnya.
3. Volume benda = volume akhir − volume awal.
4. Timbang massanya, lalu bagi dengan volume.

Cara gelas ukur hanya tepat untuk benda yang tidak larut, tidak menyerap air, dan tidak menyisakan gelembung udara.

Eksplorasi Visual: Volume Balok dan Massa Jenis

Model balok di atas membantu menghitung volume benda beraturan. Anggap ukurannya dalam sentimeter. Balok dengan panjang 5 cm, lebar 3 cm, dan tinggi 2 cm mempunyai volume $5 \times 3 \times 2 = 30$ cm³. Jika massanya 81 g, massa jenisnya $81 : 30 = 2{,}7$ g/cm³, sama dengan perkiraan massa jenis aluminium.

Jika tinggi balok dijadikan dua kali dengan bahan yang sama, volume dan massanya sama-sama menjadi dua kali. Massa jenisnya tetap 2,7 g/cm³.

Contoh Soal Massa Jenis dan Pembahasan

Contoh 1: kubus logam

Kubus padat memiliki rusuk 3 cm dan massa 216 g. Berapa massa jenisnya?

Pembahasan: volume $V = 3 \times 3 \times 3 = 27$ cm³. Massa jenis $\rho = 216 : 27 = 8$ g/cm³ atau 8.000 kg/m³. Cek: $8 \times 27 = 216$ g.

Contoh 2: batu dalam gelas ukur

Air dalam gelas ukur semula 50 mL. Setelah batu bermassa 60 g dimasukkan sampai terendam, bacaannya 74 mL. Berapa massa jenis batu?

Pembahasan: volume batu $= 74 - 50 = 24$ mL $= 24$ cm³. Massa jenis $\rho = 60 : 24 = 2{,}5$ g/cm³ atau 2.500 kg/m³. Memakai 74 mL sebagai volume batu adalah keliru karena angka itu termasuk air semula.

Contoh 3: mencari massa dari massa jenis

Sebuah botol berisi 2 L minyak dengan massa jenis 0,9 g/cm³. Berapa massa minyak?

Pembahasan: ubah volume: 2 L = 2.000 cm³. Massa $m = \rho\,V = 0{,}9 \times 2.000 = 1.800$ g = 1,8 kg.

Massa Jenis dan Benda Terapung, Melayang, atau Tenggelam

Untuk benda pejal yang dimasukkan ke zat cair, bandingkan massa jenis rata-rata benda dengan massa jenis zat cairnya:

• $\rho_{\text{benda}} < \rho_{\text{cair}}$: benda terapung. Es (0,92 g/cm³) terapung di air.
• $\rho_{\text{benda}} = \rho_{\text{cair}}$: benda melayang.
• $\rho_{\text{benda}} > \rho_{\text{cair}}$: benda tenggelam. Besi (7,9 g/cm³) tenggelam di air.

Kapal dari baja dapat terapung karena bentuknya berongga. Massa jenis rata-rata kapal, termasuk udara di dalam lambungnya, lebih kecil daripada massa jenis air laut.

Kesalahan yang Sering Terjadi

Ringkasan

• Massa jenis $\rho = m/V$ adalah sifat bahan, tidak bergantung pada ukuran benda.
• 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³, dan 1 mL = 1 cm³.
• Volume benda tidak beraturan = selisih bacaan gelas ukur.
• Benda terapung jika massa jenisnya lebih kecil daripada zat cair, dan tenggelam jika lebih besar.

Materi Terkait

• Pengukuran Panjang: dasar mengukur rusuk balok dan kubus.
• GLB dan GLBB: materi fisika SMP tentang gerak lurus.
• Usaha dan Energi: materi fisika SMP tentang energi.
• Lihat semua materi di halaman mapel Fisika.

Sumber belajar

• OpenStax College Physics 2e — Density
• Wikipedia bahasa Indonesia — Massa jenis

Penjelasan dan contoh disusun ulang untuk materi ini; sumber dapat dibuka untuk belajar lebih lanjut.