BESARAN
Besaran dan Satuan
Pendahuluan
Fisika adalah Ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala-gejala alam & interaksi gejala-gejala tersebut, baik makro (gerak mobil, planet) maupun gejala mikro (atom). Teknologi modern, seperti elektronika, transportasi, komunikasi dan informasi memerlukan penguasaan fisika sebagai tulang punggungnya. Bidang kajian fisika meliputi gerak, fluida, kalor, bunyi, cahaya, listrik, magnet dan topik modern seperti relativitas, atom, zat padat, nuklir dan astrofisika.
Sains dan Kreativitas Fisika, seperti bidang sains lain, merupakan upaya kreatif bukan sekedar kumpulan fakta. Salah satu aspek terpenting sains adalah pengamatan (observation) terhadap peristiwa. Pengamatan akan menumbuhkan imajinasi. Teori tidak pernah diturunkan secara langsung dari pengamatan. Teori merupakan inspirasi yang hadir dalam pikiran manusia. Sains memerlukan pengujian terhadap teori-teorinya untuk melihat bahwa prediksinya didukung oleh eksperimen. Namun pengujian tidak pernah tuntas karena, pertama tidak ada instrumen pengukur yang sempurna, sehingga suatu konfirmasi eksak tidaklah mungkin. Selanjutnya, tidak mungkin menguji teori dalam dalam setiap lingkungan yang mungkin, satu persatu. Jadi sebuah teori tidak mungkin teruji secara mutlak. Dari sinilah cikal bakal bertaburannya teori-teori lain yang saling menyempurnakan dan terus tidak akan pernah sempurna karena sesuatu yang sempurna adalah milik Robb semesta alam. Pertanyaan I
1. Diskusikan perbedaan antara sains dan teknologi !
2. Sains dituntut bertanggung jawab atas kerusakan alam, sedangkan ilmuwan berkilah bahwa teknologilah biang kerusakan alam. Diskusikan !
Fisika dan Interaksinya dengan Bidang lain
Fisika adalah satu diantara cabang-cabang ilmu yang digunakan untuk menyibak beragam fenomena ciptaan Alloh, karenanya tidaklah mengherankan apabila perkembangan fisika telah mempengaruhi dan dipengaruhi oleh bidang-bidang lain. Gejala kelistrikan yang membawa ke penemuan baterai listrik dan arus listrik dilakukan oleh seorang ahli fisiologi, Luigi Galvani (1737-1798), dengan mengamati sentakan kaki-kaki katak karena adanya percikan listrik dan kemudian otot-otot katak tersentak bila kontak dengan dua jenis logam yang berbeda, peristiwa ini dikenal sebagai animal electricity.
Anda tidak perlu menjadi ilmuwan peneliti, misalnya dalam kedokteran atau biologi molekuler, hanya untuk menggunakan fisika dalam pekerjaan Anda. Seorang ahli zoology dapat menemukan manfaatnya untuk mengetahui bagaimana anjing praire (padang rumput) dan binatang lain dapat hidup di dalam tanah tanpa mati lemas. Seorang ahli botani dapat berfikir
BAB
1
Standar Kompetensi
1. Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Kompetensi Dasar
1.1. Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Berapa banyak aspek-aspek fisika yang dapat Anda lihat dalam gambar di samping ?
Modul Fisika SMAN 4 Semarang
Besaran dan Satuan
Source: My Personal Web : http://fisikavisiku.wordpress.com (Catatan Fisika Achmad Solechan)
2
bagaimana air dapat mencapai ujung daun. Seorang ahli terapi jasmani akan mengerjakan pekerjaan yang lebih efektif jika mengetahui prinsip pengungkit , pusat gravitasi dan gaya-gaya di dalam tubuh manusia. Pertanyaan II
1. Sebut serta jelaskan contoh peran fisika terhadap bidang lain yang sehari-hari dapat Anda saksikan !
2. Bagaimana peran fisika terhadap lingkungan sosial dan masyarakat ?
Mengukur dan Membilang Kita mungkin bertanya, dengan cara bagaimana besar sebuah gaya pada sebuah benda mempengaruhi laju benda tersebut ? Atau berapa besar tekanan udara dalam ban akan berubah jika temperatur berubah ? Para ilmuwan biasanya mencoba mengungkap hubungan tersebut secara kuantitatif, dalam bentuk persamaan yang simbol-simbolnya menyatakan besaran yang terlibat. Untuk menentukan atau mempertegas hubungan tersebut, pengukuran eksperimental yang teliti diperlukan, meskipun pemikiran kreatif juga memainkan peranan. Mengukur adalah membandingkan sesuatu dengan sesuatu lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan Contoh : panjang meja = 6 x panjang pensil (panjang = besaran ; pensil = satuan) Membilang adalah menghitung jumlah suatu benda tanpa alat ukur Contoh : jumlah ruang kelas X ada 9 kelas
Besaran Besaran Fisis adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Umumnya besaran memiliki satuan, besaran yang tidak punya satuan diantaranya: index bias cahaya dan massa jenis relatif.
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan dan tidak tergantung pada satuan besaran lain.
Dalam Sistem Internasional ( SI ) terdapat : 7 buah besaran dasar berdimensi dan 2 buah buah tambahan yang tidak berdimensi.
No.
BESARAN DASAR
Satuan
Lambang
Dimensi
1
1. Panjang
meter
m
[L]
2
2. Massa
kilogram
kg
[M]
3
3. waktu
sekon
s
[T]
4
4. Arus listrik
ampere
A
[I]
5
5. Suhu termodinamika
kelvin
K
[]
6
6. Jumlah zat
mole
mol
[N]
7
7. Intensitas cahaya
kandela
cd
[J]
No.
BESARAN TAMBAHAN
Satuan
Lambang
Dimensi
1
1. Sudut datar
radian
rad
2
2. Sudut ruang
steradian
sr
Berikut ini akan dipaparkan pendefinisian satuan ketujuh besaran dasar di atas. 1. Panjang Satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) selama 81031x sekon. atau
Satu meter adalah 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya oranye yang dipancarkan isotop Kr- 86. Alat ukur panjang : mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup, rollmeter, radar. 2. Massa Massa suatu benda adalah banyaknya zat yang dikandung oleh benda itu. Satu kilogram adalah massa 1 liter air murni pada suhu 4C. atau Satu kilogram adalah massa sebuah silinder platina iridium yang aslinya disimpan di Biro Internasional tentang berat dan ukuran di Sevres, Perancis. Alat ukur massa : Neraca tiga lengan, Neraca sama lengan, Neraca pegas. 3. Waktu
Satu sekon adalah waktu yang diperlukan atom Cesium-133 untuk bergetar 9.192.631.770 kali dalam transisi antara 2 tingkat energi di tingkat dasarnya. Alat ukur waktu : stopwatch, arloji. 4. Temperatur Satu Kelvin adalah suhu titik tripel air sebesar 273,16 K~>Nol mutlak = 0 K. Alat ukur suhu : termometer.
atas prakarsa A. A. Michelson
Modul Fisika SMAN 4 Semarang
Besaran dan Satuan
Source: My Personal Web : http://fisikavisiku.wordpress.com (Catatan Fisika Achmad Solechan)
3
5. Kuat arus listrik Satu ampere adalah kuat arus listrik pada dua kawat penghantar sejajar yang terpisah 1m serta mengalami gaya interaksi sebesar 2 x 10-7 N. atau Satu ampere adalah jumlah muatan listrik satu coulomb (1 coulomb = 6,25.1018 elektron) yang melewati suatu penampang dalam 1 detik. Alat ukur kuat arus listrik : amperemeter 6. Jumlah zat Satu mole adalah jumlah zat suatu unsur elementer sebanyak jumlah atom yang ada pada 0,012 kg karbon-12 atau Satu mol zat terdiri atas 6,025 x 1023 buah partikel. ( 6,025 x 1023 disebut dengan bilangan avogadro ). 7. Intensitas cahaya Satu candela adalah intensitas cahaya dari sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 5,40 x 1014 Hz dengan intensitas radiasi sebesar 6831 watt/steradian dalam arah tersebut
Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok
Beberapa besaran turunan, dimensi dan satuannya tersaji pada tabel di bawah ini:
No.
Besaran Turunan
Rumus
Satuan
Dimensi
1
Kecepatan
tsv
m/s
[LT-1]
2
Percepatan
tva
m/s2
[LT-2]
3
Gaya
F = ma
N = kgm/s2
[MLT-2]
4
Usaha~Energi
W = Fs
J = kgm2/s2
[ML2T-2]
5
Daya
tWP
W=Js=kgm2/s3
[ML2T-3]
6
Luas
A = p
m2
[L2]
7
Volume
V = p t
m3
[L3]
8
Massa Jenis
Vm
kg/m3
[ML-3]
9
Tekanan
AFp
Pa = N/m2
[ML-1T-2]
10
Impuls~Momentum
I = Ft = p = mv
Ns = kgm/s
[MLT-1]
International system of units (Satuan sistem internasional) Pengukuran suatu besaran dibuat relatif terhadap suatu standar atau satuan tertentu, dan satuan ini harus dinyatakan bersama dengan nilai numerik besaran. Kita dapat mengukur panjang satuan seperti inchi, kaki, mil atau kilometer, tidak punya arti sama sekali dengan menyatakan bahwa pnjang benda adalah 15,4. Satuan harus diberikan,15,4 meter sangat berbeda dengan 15,4 mil. Bilamana berhadapan dengan persamaan fisika sangat penting menggunakan perangkat satuan secara konsisten. Sebagai contoh, Anda ingin mengetahui berapa jauh Anda berkendara selama 40 menit pada kecepatan 90 km/jam, akan sangat mencengangkan bila Anda melakukan perhitungan s = vt = (90 km/jam)x(40 menit) = 3600 ??? Penggunaan bermacam satuan untuk suatu besaran menimbulkan kesukaran. Mengapa ? ~diperlukan bermacam alat ukur yang sesuai dengan satuan yang digunakan ~Kerumitan konversi antar satuan
Sehingga dipakailah satu jenis satuan untuk besaran-besaran dalam iptek SI Berikut ini akan disajikan macam satuan
Sistem Satuan
British
Dinamis Besar*
Dinamis Kecil†
SI
1. Panjang
foot ( kaki )
m
cm
m
2. Massa
slug
kg
gr
kg
3. Waktu
s
s
s
s
4. Gaya
pound ( lb )
N=newton
dyne
N=newton
5. Usaha
ft.lb
N.m = joule
dyne.cm = erg
N.m = joule
6. Daya
ft.lb/s
Watt = J/s
erg/s
Watt = J/s
* Sistem dinamis besar biasa kita sebut “M K S” atau “sistem praktis” atau “sistem Giorgie” † Sistem dinamis kecil biasa kita sebut “C G S” atau “sistem Gauss”.
Modul Fisika SMAN 4 Semarang
Besaran dan Satuan
Source: My Personal Web : http://fisikavisiku.wordpress.com (Catatan Fisika Achmad Solechan)
4
MACAM-MACAM ALAT UKUR
1. Mistar
2. Jangka Sorong
3. Mikrometer sekrup
4. Neraca ( timbangan )
5. Stop watch
6. Dinamo meter
7. Termometer
8. Higrometer
9. Ampermeter
10. Ohm meter
11. Volt meter
12. Barometer
13. Manometer
14. Hidrometer
15. Kalorimeter
Pertanyaan III Lengkapilah tabel di bawah ini dengan gambar yang sesuai (dapat Anda unduh dari internet)
No
Alat Ukur
Keterangan
Gambar
1. Mistar
untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,5 mm
2. Jangka sorong
untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,1 mm
3. Mikrometer
untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,01mm
4. Neraca
untuk mengukur massa suatu benda
5. Stop Watch
untuk mengukur waktu mempunyai batas ketelitian 0,01 detik
6. Dinamometer
untuk mengukur besarnya gaya
7. Termometer
untuk mengukur suhu
8. Higrometer
untuk mengukur kelembaban udara
9. Ampermeter
untuk mengukur kuat arus listrik
10. Ohm meter
untuk mengukur tahanan ( hambatan ) listrik
11. Volt meter
untuk mengukur tegangan listrik
12. Barometer
untuk mengukur tekanan udara luar
13. Hidrometer
untuk mengukur berat jenis larutan
14. Manometer
untuk mengukur tekanan udara tertutup
15. Kalorimeter
untuk mengukur besarnya kalor jenis zat
Pertanyaan IV
ANGKA - ANGKA PENTING. “ Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran disebut ANGKA PENTING, terdiri atas angka-angka pasti dan satu angka terakhir yang ditaksir ( angka taksiran ). Hasil pengukuran dalam fisika tidak pernah eksak, selalu terjadi kesalahan pada waktu mengukurnya. Kesalahan ini dapat diperkecil dengan menggunakan alat ukur yang lebih teliti. Aturan Angka Penting
1. Semua angka bukan nol adalah angka penting.
Contoh : 14,256 ( 5 angka penting )
2. Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting. Contoh : 2007 ( 4 angka penting ).
3. Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting.
Contoh : 70000, ( 5 angka penting).
4. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting.
Contoh : 23,50000 ( 7 angka penting ).
5. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan dan tanpa tanda desimal adalah bukan angka penting.
Contoh : 3500000 ( 2 angka penting ).
6. Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah bukan angka penting.
Contoh : 0,0000352 ( 3 angka penting ). Aturan Operasi Angka Penting :
1. Hasil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka-angka penting hanya boleh terdapat SATU ANGKA TAKSIRAN saja.
Contoh : 2,34 angka 4 taksiran 0,345 + angka 5 taksiran 2,685 angka 8 dan 5 ( dua angka terakhir ) taksiran. maka ditulis : 2,69 ( Untuk penambahan/pengurangan perhatikan angka dibelakang koma yang paling sedikit). 13,46 angka 6 taksiran 2,2347 - angka 7 taksiran 11,2253 angka 2, 5 dan 3 ( tiga angka terakhir ) taksiran maka ditulis : 11,23
2. Angka penting pada hasil perkalian dan pembagian, sama banyaknya dengan angka penting yang paling sedikit.
Contoh : 8,141 ( empat angka penting ) 0,22 x ( dua angka penting ) 1,79102 Penulisannya : 1,79102 ditulis 1,8 ( dua angka penting ) 1,432 ( empat angka penting ) 2,68 : ( tiga angka penting ) 0,53432 Penulisannya : 0,53432 di tulis 0,534 ( tiga angka penting )
3. Untuk angka 5 atau lebih dibulatkan ke atas, sedangkan angka kurang dari 5 dihilangkan.
NOTASI ILMIAH = BENTUK BAKU. Untuk mempermudah penulisan bilangan-bilangan yang besar dan kecil digunakan Notasi Ilmiah atau Cara Baku. p . 10 n dimana : 1, p, 10 ( angka-angka penting ) 10n disebut orde n bilangan bulat positif atau negatif contoh : - Massa bumi = 5,98 . 10 24 - Massa elektron = 9,1 . 10 -31 - 0,00000435 = 4,35 . 10 -6 - 345000000 = 3,45 . 10 8
Tidak ada komentar:
Posting Komentar