Besaran dan Satuan

Fisika adalah ilmu yang mempelajari tentang materi (zat) dan energi. Fisika menyatakan keteraturan hubungan besaran-besaran fisik melalui hukumhukum Fisika. Untuk keperluan itu dibutuhkan pendefinisian secara tepat dan pengukuran secara teliti.

A. MENGENAL ALAT-ALAT UKUR

Dalam kegiatan Fisika tentu tidak terlepas dari kegiatan pengukuran. Kegiatan pengukuran meperlukan alat ukur yang sesuai.

Alat Ukur Panjang

Alat ukur panjang baku dapat berupa mistar, rol meter, jangka sorong, atau mikrometer skrup.
1. Mistar

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Mistar adalah alat ukur panjang yang mempunyai ketelitian setengah dari skala terkecil.

Pada skala centimeter, 1 cm dibagi menjadi 10 skala, sehingga 1 skala panjangnya 0,1 cm atau 1 mm. Sehingga ketelitian mistar adalah 0,5 mm.
Contoh:

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

2. Jangka Sorong

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Gambar (a) bagian-bagian jangka sorong (b) penunjukkan skala jangka sorong. Panjang benda diukur menggunakan jangka sorong ditunjukkan seperti gambar 1.2 (b). Pada gambar di atas skala utama (Sku) 62 skala. Skala nonius (Skn) 4 skala.
Panjang benda:
= sku . 1 mm + skn . 0,1 mm
= 62 . 1 mm + 4 . 0,1 = 62 mm + 0,4 mm
= 62,4 mm

3. Mikrometer Skrop

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Selain jangka sorong, mikrometer sekrup juga mempunyai skala utama dan skala nonius. Bila selubung luar diputar satu kali, rahang geser dan selubung luar maju atau mundur 0,5 mm. Karena selubung luar memiliki 50 skala, maka skala nonius memiliki panjang 0,5/50 = 0,01 mm.

Jadi 1 skala utama (sku) mikrometer = 0,5 mm dan 1 skala nonius (skn) mikrometer sekrup = 0,01 mm.

Pada gambar di atas penunjukkan sku = 9 skala skn = 43
Panjang benda yang ukur:
= (sku . 0,5 + skn . 0,01) mm.
= (9 . 0,5 + 43 . 0,01) mm
= (4,5 + 0,43) mm
= 4,93 mm 

B. NOTASI ILMIAH

Permasalahan dalam fisika kadang melibatkan angka yang terlalu besar dan kadang terlalu kecil.

Contohnya kecepatan cahaya kurang lebih sebesar:
c = 300.000.000 m/s

muatan elektron kurang lebih sebesar:
e = 0,00000000000000000016 coulomb.

Jika ditulis seperti di atas memakan tempat/tidak efisien. Untuk mengatasi masalah tersebut kita dapat menggunakan notasi ilmiah atau notasi baku.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

C. PENGUKURAN

Pengukuran adalah sebuah kegiatan menggunakan alat dengan tujuan mengetahui nilai suatu besaran.

Pengukuran dibedakan menjadi 2, yaitu pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung.
  • Pengukuran langsung, membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran standar yang diterima sebagai satuan.
  • Pengukuran tidak langsung, mengukur suatu besaran dengan cara mengukur besaran lain.

Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dinamakan angka penting atau angka tidak eksak. Angka penting terdiri atas angka pasti dan angka ragu-ragu atau taksiran. Angka 1; 8 dan 1; 5 pada contoh penggunaan mistar merupakan angka pasti karena ditunjukkan oleh skala. Sedangkan angka 5 dan 0 disebut angka raguragu karena hasil menaksir.

1. Aturan Penulisan Angka Penting

Aturan-aturan angka penting.
a. Semua angka bukan nol adalah angka penting.
Contoh:
47,5 cm memiliki 3 angka penting.
41,27 gram memiliki 4 angka penting.

b. Angka nol yang diapit angka bukan nol termasuk angka penting.
Contoh:
1,023 gram memiliki 4 angka penting.
205 km memiliki 3 angka penting.

c. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol tidak termasuk angka penting
Contoh:
0,022 gram memiliki 2 angka penting.
0,105 gram memiliki 3 angka penting.

d. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol bukan angka penting, kecuali angka nol di sebelah kanan angka yang diberi tanda khusus (biasanya garis bawah) termasuk angka penting.
Contoh:
1000 kg memiliki 1 angka penting.
10 00 km memiliki 2 angka penting.

2. Berhitung Dengan Angka Penting

a. Aturan pembulatan
Jika angka pertama setelah angka yang akan dipertahankan kurang dari 5, maka angka yang dipertahankan tetap, sedangkan angka yang di sebelah kanannya dihilangkan.
Contoh:
4 2 , 6 1 3 dibulatkan menjadi tiga angka penting, hasil pembulatannya 42,6
1 , 4 1 2 dibulatkan menjadi dua angka penting, hasil pembulatannya 12

Jika angka pertama setelah angka yang akan dipertahankan lebih dari atau sama dengan 5, maka angka yang akan dipertahankan bertambah 1, sedangkan angka di sebelah kanannya dihilangkan.
Contoh:
1 7 , 3 6 2 dibulatkan menjadi tiga angka penting, hasil pembulatannya 17,4
2 1 , 0 1 7 2 dibulatkan menjadi tiga angka penting, hasil pembulatannya 21,0
1 2 , 8 1 dibulatkan menjadi dua angka penting, hasil pembulatannya 13,00

b. Hasil operasi matematis angka penting hanya boleh mengandung satu angka ragu-ragu

D. KESALAHAN DALAM PENGUKURAN

Hasil pengukuran tidak ada yang eksak, selalu mengandung kesalahan. Kesalahan-kesalahan ini tidak mungkin dihilangkan, tetapi kesalahan dalam pengukuran dapat diminimalkan. Kesalahan yang terjadi dalam pengukuran dapat dikelompokkan sebagai berikut.

1. Kesalahan Sistematis

Kesalahan sistematik adalah kesalahan yang tetap terjadi. Faktor yang menyebabkan terjadinya kesalahan sistematik sebagai berikut.
a. Kesalahan alat
Kesalahan kalibrasi alat dan interaksi alat dengan lingkungan.

b. Kesalahan perorangan
Jika pada saat membaca skala mata tidak tegak lurus dengan skala yang dibaca, hasil pembacaan mengandung kesalahan paralaks.

c. Kondisi percobaan
Kondisi percobaan tidak sama dengan kondisi saat alat di kalibrasi.

d. Teknik yang kurang sempurna
Teknologi atau langkah percobaan terlalu sederhana, sehingga banyak faktor yang mempengaruhi percobaan tidak terukur.

2. Kesalahan Tindakan

Kesalahan tindakan umumnya disebabkan ketidaktelitian peneliti. Misalnya mengukur waktu 10 ayunan, tidak disadari baru 9 ayunan sudah selesai.

E. BESARAN POKOK DAN BESARAN TURUNAN

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendeskripsikan sesuatu atau membuat suatu pernyataan menggunakan angka. Angka yang kita nyatakan kadang-kadang berhubungan dengan besaran dan terkadang tidak berhubungan dengan besaran.
Perhatikan pernyataan berikut!
1. Jarak rumah ke sekolah 1,5 km.
2. Jumlah anak ayam 8 ekor.
3. Tinggi Ali 1,65 meter.
4. Nomor rumah Dono 15.
5. Mobil bergerak dengan kecepatan 80 km/jam.
6. Satu karung beras harganya Rp. 65.000,00.

F. DIMENSI SUATU BESARAN

Dimensi suatu besaran adalah cara menyatakan suatu besaran dengan lambang-lambang tertentu. Dengan lambang dimensi suatu besaran dapat diketahui apakah suatu persamaan benar atau salah dan dapat untuk mengetahui besaran-besaran yang sejenis. Di bawah ini lambang dimensi dari besaran pokok.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

G. PENJUMLAHAN DAN PERKALIAN DUA BUAH VEKTOR

Jika Anda berpindah dari titik A menuju titik B tentu akan berbeda hasilnya bila dibandingkan dengan Anda kembali dari titik B menuju ke titik A. Namun, jika Anda mengukur jarak dari titik A ke titik B tentu akan sama dengan dari titik B ke titik A.

Demikian juga jika terdapat dua buah mobil yang sedang bergerak dalam arah yang berlawanan, walaupun angka yang ditunjukkan oleh speedometer kedua mobil sama, dikatakan kecepatan kedua mobil tersebut berbeda, namun kelajuan kedua mobil tersebut sama, maka di dalam fisika diperlukan adanya konsep vektor dan konsep skalar untuk dapat menjelaskan hal tersebut di atas.

Konsep vektor digunakan untuk besaran-besaran dalam fisika yang mem- punyai besar dan arah. Adapun konsep skalar digunakan untuk besaranbesaran dalam fisika yang mempuyai besar saja.

1. Menjumlahkan Vektor

Operasi matematika pada besaran vektor ternyata berbeda dengan operasi matematika pada besaran skalar. Untuk memahami hal tersebut perlu mengetahui cara penjumlahan vektor.

Dua buah vektor atau lebih dapat dijumlahkan menjadi sebuah vektor. Dalam menjumlahkan vektor-vektor tersebut dapat dilakukan dengan cara jajaran genjang atau dengan cara poligon gaya.

a. Menjumlahkan vektor dengan cara jajaran genjang
Gambar di bawah vektor F1 dan vektor F2 pada satu titik tangkap yang dijumlahkan dengan cara jajaran genjang.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Vektor FR merupakan vektor hasil penjumlahan dari vektor F1 dan vektor F2 , maka penjumlahan vektor dapat dinyatakan:

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

b. Menjumlahkan vektor dengan cara poligon
Gambar dibawah ini (a) di samping menggam-barkan vektor F1 , vektor F2 dan vektor F3 yang mempunyai besar dan arah tertentu.

sedangkan Gambar dibawah (b) di samping menggambarkan penjumlahan vektor F1 , vektor F2 dan vektor F3 tersebut di atas dengan cara poligon gaya dan vektor FR sebagai hasil penjumlahan dari ketiga vektor tersebut.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Dengan demikian secara penjumlahan vektor dapat dinyatakan:

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

2. Mengurangkan Vektor

Mengurangkan sebuah vektor sama dengan menambah dengan lawan vektor tersebut.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

3. Resultan dari Dua Buah Vektor

Di atas telah dijelaskan bahwa dua buah vektor atau lebih dapat dijumlahkan menjadi sebuah vektor. Vektor hasil penjumlahan dari vektor-vektor tersebut disebut juga vektor resultan. Bagaimanakah besar dan arah dari vektor resultan tersebut?

Untuk itu perhatikan uraian di bawah ini!
Dua orang mendorong meja di atas lantai secara bersama-sama,lebih ringan dibanding mendorong meja secara sendiri-sendiri. Hal ini dikarenakan gaya dorong dari kedua orang tersebut menghasilkan gaya dorong resultan yang besarnya sama dengan jumlah dari gaya dorong dari masing-masing orang dengan arah yang sama. Dari gambaran peristiwa tersebut, dapat disimpulkan bahwa jika terdapat dua vektor yang segaris kerja dengan arah yang sama akan menghasilkan sebuah vektor resultan yang besarnya sama dengan jumlah dari besar masing-masing vektor dengan arah vektor resultan sama dengan arah dari masing-masing vektor yang dijumlahkan. Secara grafis dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini berikut.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Dari gambaran peristiwa tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa jika terdapat dua vektor segaris kerja dengan arah berlawanan akan menghasilkan vektor resultan yang besarnya sama dengan hasil pengurangan dari kedua vektor tersebut dengan arah vektor resultan sama dengan arah vektor yang nilainya lebih besar. Secara grafis dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Selanjutnya bagaimana cara menentukan besar dan arah dari vektor resultan yang diperoleh dari dua buah vektor yang mengapit sudut tertentu? Untuk itu perhatikan gambar di bawah.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.


4. Menguraikan Sebuah Vektor

Jika pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa beberapa buah vektor dapat dijumlahkan menjadi sebuah vektor, maka sebaliknya sebuah vektor dapat diuraikan menjadi beberapa buah vektor. Vektor-vektor hasil uraian tersebut disebut vektor komponen. Dalam hal ini akan dibahas uraian vektor pada bidang datar pada dua garis yang saling tegak lurus.

Gambar dibawah, sebuah vektor F terletak pada bidang cartesius dan bertitik tangkap pada titik O (titik potong sumbu x sumbu y). Vektor F tersebut jika diuraikan pada sumbu x dan sumbu y dengan cara memproyeksikan gaya F pada sumbu x dan sumbu y diperoleh dua komponen vektor.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

5. Hasil Kali Dua Buah Vektor


besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

Pada dasarnya besar dari usaha (W) dan momen gaya (τ) tersebut merupakan konsep dari hasil kali dua buah vektor, sebab hasil kali dua buah vektor ada 2 macam, yaitu hasil kali titik dua buah vektor dan hasil kali silang dua buah vektor.
a. Hasil kali titik dua buah vektor

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

b. Hasil kali silang dua buah vektor
Hasil kali silang dua buah vektor disebut juga cross product.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.

besaran satuan fisika, satuan fisika, besaran fisika, besaran dan turunan.


Sumber : bse.kemdikbud.go.id



Materi Fisika SMA - Besaran dan Satuan
MARKIJAR : MARi KIta belaJAR

Suka dengan artikel kami ? Tidak ada salahnya untuk berlangganan artikel terbaru dari MARKIJAR.Com langsung via email mu :

1 Response to "Besaran dan Satuan"