Apa itu Berat Spesifik?

Berat jenis, juga disebut berat satuan atau kerapatan berat, menggambarkan berat suatu zat relatif terhadap volumenya. Ini sering digunakan sebagai sifat karakteristik cairan dan tanah di bidang mekanika fluida dan mekanika tanah, masing-masing. Berat jenis zat tertentu tidak konstan — dapat berubah berdasarkan suhu dan tekanan.

Huruf kecil Yunani gamma, yang terlihat seperti “y”, biasanya mewakili bobot spesifik dalam persamaan. Biasanya, persamaan “gamma = rho*g” digunakan untuk menghitung bobot spesifik. Rho, huruf Yunani yang terlihat seperti “p” bulat, mewakili kerapatan zat — massa zat relatif terhadap volumenya. Kadang-kadang disebut konstanta lokal, “g” mewakili percepatan gravitasi, yaitu 32.2 kaki per detik persegi (sekitar 9.81 meter per detik persegi) di permukaan bumi.

Satuan standar kepadatan adalah siput per kaki kubik (slug/ft^3) atau pound-massa per kaki kubik (lbm/ft^3) dalam satuan imperial dan kilogram per meter kubik (kg/m^3) dalam satuan metrik. Konstanta “g” diukur dalam kaki per detik persegi (ft/s^2) atau meter per detik persegi (m/s^2). Mengalikan kepadatan dengan “g” menghasilkan satuan pound-force per kaki kubik (lbf/ft^3) atau Newton per meter kubik (N/m^3).

Sebagai contoh, air memiliki massa jenis 1,000 kg/m^3 dalam satuan metrik. Mengalikan dengan 9.81 m/s^2 menghasilkan berat spesifik 9,810 N/m^3. Dalam satuan imperial, massa jenis air adalah 1.94 slug/ft^3, dan dikalikan dengan 32.2 ft/s^2 menghasilkan 62.4 lb/ft^3. Perhitungan ini tidak digunakan, bagaimanapun, ketika densitas diukur dalam lbm. Satu massa pon setara dengan satu pon gaya, jadi jika suatu zat memiliki massa jenis 10 lb/ft^3, ia akan memiliki berat jenis 10 lbf/ft^3.

Ketika digunakan untuk merujuk pada tanah, berat jenis umumnya disebut sebagai berat satuan dan dihitung dengan cara yang agak berbeda. Dua jenis berat satuan biasanya dihitung untuk sampel tanah: berat satuan curah dan berat satuan kering. Berat satuan curah adalah berat satuan sampel ketika pori-pori di dalam tanah mengandung udara dan air. Untuk menentukan berat satuan kering, digunakan peralatan laboratorium untuk mengeringkan sampel tanah sampai benar-benar kering sehingga tidak mengandung air. Berat satuan curah didefinisikan sebagai berat total dibagi volume total, sedangkan berat satuan kering adalah berat kering dibagi volume total.

Massa jenis berubah berdasarkan tekanan dan suhu, dan karena berat jenis didasarkan pada massa jenis, ia juga dapat berubah. Kepadatan berkurang dengan meningkatnya suhu karena molekul dalam zat bergerak lebih jauh. Kepadatan meningkat dengan meningkatnya tekanan karena tekanan memaksa molekul lebih dekat satu sama lain.