Mengukur Besaran Massa & Besaran Turunannya

a). Mengukur Massa dan Berat

Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat umumnya sering menggunakan istilah berat untuk massa, misalnya jika seorang ibu menyuruh anaknya pergi ke warung untuk membeli gula yang massanya 1 kg. dalam fisika kedua hal tersebut dibedakan. Massa tidak sama dengan berat. Berat adalah besarnya gaya tarik bumi (gaya gravitasi bumi) terhadap suatu benda. Sedangkan massa adalah ukuran jumlah (kuantitas) zat dari suatu benda.

Gaya gravitasi adalah gaya tarik benda (misalnya planet bumi) yang menyebabkan benda mengalami percepatan. Gaya gravitasi bumi menyebabkan benda mengalami percepatan (dipercepat) jika ia jatuh bebas di sekitar permukaan bumi. Demikian juga gaya gravitasi bulan atau planet lain. Jadi berat adalah gaya. Satuan berat sama dengan satuan gaya, yaitu Newton.

Jika sebuah benda dengan massa m dibiarkan jatuh dengan bebas, percepatan yang dialaminya adalah percepatan gravitasi (g), dan gaya yang bekerja pada benda hanyalah berat benda itu sendiri, yaitu W. dari hokum II Newton diperoleh bahwa gaya yang menyebabkan suatu benda bergerak dipercepat (misalnya pada gerak jatuh bebas) adalah F = m.a. Dimana :

F  = Gaya (Newton);

m = Massa benda;

a  = Percepatan yang dialami benda;

Gaya yang bekerja pada benda yang jatuh bebas tidak lain adalah gaya berat benda itu sendiri, yitu W = m.g. sehingga :

F = W

m.a = m.g

a = g 

Dari paparan diatas jelas bahwa percepatan yang menyebabkan benda dipercepat saat jatuh bebas adalah percepatan gravitasi, dan berat benda = gaya gravitasi terhadap benda yang besarnya sebanding dengan percepatan gravitasi. Di bumi, percepatan gravitasi bernilai besar sedangkan di luar angkasa (pada bagian terluar dari atmosfer) pengaruh gravitasi adalah nol, tetapi tetap memiliki massa.

Karena perbedaan besar gaya gravitasi manusia yang terjun bebas di bumi sampai dengan kecepatan di tanah. Tetapi pada posisi tertentu di ruang angkasa astronot kehilangan bobot sehingga tampak melayang-layang karena gaya berat menjadi nol. Karena perbedaan karakteristik antara berat dan massa tersebut maka yang dijadikan besaran pokok adalah massa bukalah berat.

Dalam praktik pengukuran, untuk mengukur berat suatu benda biasanya digunakan neraca pegas atau dynamometer yang berskala satuan Newton, sedangkan alat untuk mengukur massa digunakan antara lain : timbangan dacin, timbangan tuas, atau timbangan digital. Dengan memperhatikan prinsip kerja dynamometer dan alat menimbang massa.

Untuk menanamkan konsep pengukuran massa dan berat benda pada siswa SD, guru dapat membimbing siswa melakukan praktik menimbang dengan menggunakan alat timbang yang dikenal siswa dalam kehidupan sehari-hari misalnya timbangan berat badan, alat timbangan dapur untuk membuat kue, timbangan tuas, dan dacin bebek.

b). Mengukur Massa Jenis

Besaran yang terkait dengan massa dan sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah massa jenis atau kerapatan (density) suatu zat. Massa jenis didefinisikan sebagai massa suatu benda dibagi volumenya. Symbol atau notasi ilmiah massa jenis adalah  (dibaca rho). Satuan massa jenis adalah satuan massa / satuan volume, misalnya kg/m kubik atau gr/cm kubik. Sangat sering kita dengar bahwa massa jenis air murni adalah 1.

Pengukuran massa jenis dalam pembelajaran IPA di SD merupakan lanjutan keterampilan mengukur massa dan volume. Alat yang diperlukan adalah timbangan, meteran pengukur panjang, dan gelas ukur. Pengukuran massa jenis dapat juga dikaitkan dengan penanaman konsep terapung, melayang, dan tenggelam suatu benda di dalam zat cair.