Docstoc

besaran & satuan

Document Sample
besaran & satuan Powered By Docstoc
					                                  BESARAN DAN SATUAN
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka-angka. Dalam
fisika terdapat dua macam besaran yaitu besaran vektor dan skalar.

A. Besaran Pokok

  Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak dapat
  dijabarkan dari besaran lain. Dalam fisika dikenal 7 besaran pokok, dan dua besaran tambahan yang
  tidak berdimensi.

          No    Besaran Pokok              Satuan (lambang satuan)           Dimensi
         1    Massa                        Kilogram (kg)                     M
         2    Panjang                      Meter (m)                         L
         3    Waktu                        sekon (s)                         T
         4    Suhu                         kelvin (K)                        θ
         5    Kuat arus                    ampere (A)                        I
         6    Intensitas cahaya            kandela (Cd)                      J
         7    Kuantitas zat                mole (mol)                        N
   Besaran tambahan tak berdimensi:

           No      Besaran tambahan                         Satuan (lambang satuan)
           1       Sudut bidang datar                       radian (rad)
           2       Sudut ruang                              Steradian (sr)


  Besaran turunan

  Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Jadi, satuan besaran turunan
  diturunkan juga dari besaran pokok. Contoh-contoh besaran turunan adalah sebagai berikut:

    No Besaran turunan                          Satuan                     Lambang besaran
    1    Luas                                   m2                         A
    2    Kecepatan                              m/s                        v
    3    Percepatan                             m/s2                       A
    4    Gaya                                   ...                        …
    5    …                                      m/kg                       ρ
    6    …                                      m3                         …
    7    Tekanan                                …                          …
    8    Berat                                  …                          …
  Lengkapi tabel di atas!




      1
B.   Melakukan pengukuran

     Mengukur adalah membandingkan suatu yang diukur dengan besaran lain yang sejenis yang
     ditetapkan sebagai satuan. Misalnya mengukur lama waktu untuk berlari mengitari lapangan
     dengan stopwatch, mengukur panjang pensil dengan mistar. Meskipun sama-sma mengukur
     panjang tetapi tidak selalu mistar bisa diandalkan untuk dijadkan sebagai alat ukurnya. Misalnya
     bisakah kita menentukan tebal satu lembar kertas dengan mistar secara teliti? Atau, bisakah kita
     menentukan massa cincin emas dengan menggunakan alat ukur untuk menimbang beras?! Karena
     itu di fisika terdapat beberap alat ukur meskipun untuk menentukan ukuran dari besaran yang
     sama.

     a. Mengukur panjang
        Alat ukur panjang yang biasa digunakan adalah mistar, rol meter, jangka sorong dan mikrometer
        sekrup. Mistar dan rol meter merupakan alat ukur yang sudah sering Anda gunakan sejak awal
        sekolah.
        1. Mistar
            Coba mistar yang kalian pakai, berapakah skala terkecilnya? Bandingkan juga dengan mistar
            panjang yang ada di kelas kalian. Skala terkecil inilah yang menentukan ketelitian suatu alat
            ukur. Jarak antara dua gores pendek berdekatan pada mistar yang biasa digunakan adalah 1
            mm atau 0,1 cm, sedang ketelitian mistar adalah setengah kali skala terkecilnya.
                        Ketelitian mistar = ½ x skala terkecil
                                        Δx = ½ x 1 mm = 0,5 mm
                                           = ½ x 0,1 cm = 0,05 cm

              Contoh:
              Berapakah panjang benda yang ditunjukkan pada gambar berikut:




               Bila kita perhatikan panjang benda adalah kurang dari 1,5 cm tetapi lebih besar dari 1,4
               cm. Karena ketelitian mistar 0,5 mm atau 0,05 cm maka kita bisa menuliskan hasil
               pembacaannya:
               ℓ = (1,45 ± 0,05) cm.
               maksudnya …?
               Pengamat tidak tahu pasti nilai benar (x o) dan setelah dilakukan pengukuran nilai x o
               berada antara 1,40 cm (1,45 – 0,05) cm dan 1,45 cm (1,45 + 0,05) cm.
               Angka 5 pada 1,45 adalah merupakan angka taksiran. Pada pembacaan skala mistar hanya
               boleh mengandung 1 angka taksiran.

               penulisan yang tidak tepat untuk pembacaan skala di atas adalah :
               ℓ = (1,450 ± 0,05) cm atau ℓ = (1,4 ± 0,05) cm


       2
2. Jangka sorong
   Bagaimanakah caranya menentukan diameter sebuah kelereng? Bila kita hanya memiliki
   mistar kita bisa menggunakan cara tidak langsung dengan cara berikut:




    Tetapi bila menggunakan alat ukur yang langsung bisa digunakan jangka sorong. Jangka
    sorong memiliki ketelitian lebih besar dibanding mistar. Selain itu jangka sorong juga
    memiliki fungsi lebih banyak dibanding mistar. Jangka sorong bisa digunakan untuk
    mengukur diameter luar tabung, diameter dalam tabung atau bahkan kedalamannya.




    Skala utama jangka sorong                           Skala nonius jangka sorong

    Saat ini ada tiga macam jangka sorong yang ditemukan dipasaran ditinjau dari ketelitiannya,
    tetapi yang banyak dipakai adalah jangka sorong dengan ketelitian 0,1 mm dan 0,05 mm.
    Pada jangka sorong dengan ketelitian 0,1 mm panjang skala nonius 9 mm dan dibagi
    menjadi 10 skala. Sedang jangka sorong dengan ketelitian 0,05 mm panjang skala nonius
    adalah 39 mm dan dibagi menjadi 20 skala.
    Cara menggunakan jangka sorong tersebut pada dasarnya sama. Berikut cara menentukan
    hasil pembacaan skala jangka sorong untuk ketelitian 0,005 cm.

       (2)




                                                                              skala utama


                                                                              skala nonius
3       (1)
    Cara menentukan hasil pengukuran panjang dengan jangka sorong:
    (1) Perhatikan angka pada skala utama yang berdekatan (sebelum) angka 0 pada skala
        nonius. Misalnya pada gambar di atas 1,2 cm.
    (2) Cermati garis pada skala nonius yang paling berimpit dengan skala utama. Pada gambar
        di atas garis ke tiga merupakan yang paling berimpit dengan skala utama. Jadi akan
        didapatkan nilai benar xo = 1,2 cm + 3 x 0,05 =1,35 cm
    (3) Karena ketelitiannya 0,005 cm (3 desimal di belakang koma), maka hasil bacanya
        menjadi: ℓ = (1,350 ± 0,005) cm

3. Mikrometer
   Mikrometer mempunyai ketelitian lebih besar dibanding jangka sorong. Alat ukur ini
   biasanya dipakai untuk mengukur benda-benda ukuran kecil seperti ketebalan selembar
   kertas, diameter kawat halus dan sebagainya. Bagian-bagian mikrometer adalah sebagai
   berikut:
                                        Skala nonius
                                                                 Pemutar




                                                      Skala
          Rahang                                      utama                     Pengunci
           tetap                            Rahang
                                             geser

    Untuk memahami cara membaca skala pada micrometer perhatikan gambar berikut:

               (1)

                                                                               (2)




    Cara membaca skala pada micrometer:
    (1) Perhatikan garis skala utama yang terdekat dengan selubung luar. Pada ilustrasi di atas
        5,5 mm.




4
          (2) Perhatikan garis mendatar pada selubung luar yang berimpit dengan garis mendatar
               pada skala utama pada skala putar, 23. Karena ketelitian micrometer adalah 0,01 mm
               maka nilai benar xo hasil ukurnya adalah:
               ℓ = (x o ± Δx) mm
               ℓ = (5,5 mm + 23 x 0,01 mm ± 0,01mm)
                = (5,5 mm + 0,23 mm ± 0,01mm)
                = (5,73 ± 0,01) mm
    b. Mengukur massa
       Pada dasarnya mengukur massa suatu benda adalah massa benda yang diukur dengan massa
       yang telah terukur yang biasa disebut anak timbangan.




    c. Mengukur waktu
       Alat ukur waktu sangat beraneka saat ini. Tetapi yang paling banyak digunakan di lab. Fisika
       adalah stop watch manual. Meskipun demikian jika kita menginginkan keakuratan data tentu
       yang digital akan lebih membantu.




Latihan:
Tentukan nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur panjang berikut:
    1. Mistar




        a.




      5
       b.

   2. Jangka sorong




       a.




      b.
   3. Mikrometer




       a.




       b.

C. Angka Penting

    Angka penting adalah angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, termasuk angka terakhir yang
  merupakan angka taksiran. Aturan penulisan angka penting meliputi:

   1. Setiap angka bukan nol merupakan angka penting
   2. Angka nol di antara angka bukan nol merupakan angka penting
      Contoh: 7,0001 → 4 angka penting


      6
3. Semua angka nol yang terletak di deretan akhir angka-angka yang ditulis di belakang koma
   desimal termasuk angka penting.
   Contoh : 0,05670 → 4 angka penting (5670)
            8,90 → 3 angka penting
4. Dalam notasi ilmiah semua angka sebelum orde termasuk angka penting
   Contoh : 9,1 x 104 → 2 angka penting
            3,70 x 104 → 3 angka penting
5. Angka-angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik demisal adalah bukan angka penting.
   Contoh : 0,0083 → 2 angka penting
6. Bilangan-bilangan puluhan, ratusan, ribuan dan seterusnya yang memiliki angka-angka nol pada
   deretan akhir harus dituliskan dengan notasi ilmiah agar jelas bahwa angka-angka nol tersebut
   adalah angka penting atau bukan angka penting.
   Contoh: 1900 ditulis 1,9 x 103 memiliki 2 angka penting
           1900 ditulis 1,90 x 103 memiliki 3 angka penting
           1900 ditulis 1,900 x 103 memiliki 4 angka penting

Aturan operasi matematis angka penting meliputi.
1. Penjumlahan dan pengurangan angka penting
   Operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka penting hanya boleh mengandung satu
   angka taksiran. Angka taksiran adalah angka terakhir dari suatu bilangan angka penting.

   Contoh (1) : Jumlah bilangan 127,215 kg; 6,75 kg dan 12,5 kg dapat dituliskan:
           127,215 kg          (angka 5 angka taksiran)
               6,75 kg         (angka 5 angka taksiran)
            12,5 kg            (angka 5 angka taksiran)
           -------------- +
           146,465 kg          ( dibulatkan menjadi 146,5 kg karena hanya boleh mengandung 1 buah
                                angka taksiran)
    Contoh (2): Kurangi bilangan 792,36 m dengan 512 m
           792,76 m         (angka 6 angka taksiran)
           512       m       (angka 2 angka taksiran)
           ----------- -
           280,76 m         (dibulatkan menjadi 281 m, karena hanya boleh mengandung 1 angka
                            taksiran)

2. Perkalian dan pembagian angka penting
   Operasi perkalian dan pembagian hanya boleh memiliki angka penting sebanyak bilangan yang
   jumlah angka pentingnya paling sedikit.
   Contoh (1): Kalikan bilangan: 0,7245 m dengan 12 m
               0,7245 m     (empat angka penting)
              12         m  (dua angka penting)
             ----------- x

   7
               8,694 m2       (dibulatkan menjadi 8,7 m 2, karena jumlah bilangan angka penting
                              paling sedikit dua)

    Contoh (2): Berapa hasil bagi bilangan 200 m dengan 40,5 s ?
                    200 m : 40,5 s = 4,938 m/s      (dibulatkan menjadi 4,94 m/s, karena sesuai
                                                    dengan jumlah angka penting paling sedikit)

Dimensi

Dimensi adalah cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol (lambang)
besaran pokok. Hal ini berarti dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun
dari besaran-besaran pokok. Apa pun jenis satuan besaran yang digunakan tidak
memengaruhi dimensi besaran tersebut, misalnya satuan panjang dapat dinyatakan dalam
m, cm, km, atau ft, keempat satuan itu mempunyai dimensi yang sama, yaitu L.
Dimensi suatu besaran yang dinyatakan dengan lambang huruf tertentu, biasanya
diberi tanda [ ]. Tabel berikut menunjukkan lambang dimensi besaran-besaran pokok.
       No      Besaran Pokok               Satuan (lambang satuan)           Dimensi
       1       Massa                       Kilogram (kg)                     M
       2       Panjang                     Meter (m)                         L
       3       Waktu                       sekon (s)                         T
       4       Suhu                        kelvin (K)                        θ
       5       Kuat arus                   ampere (A)                        I
       6       Intensitas cahaya           kandela (Cd)                      J
       7       Kuantitas zat               mole (mol)                        N


Contoh soal:

Tentukan dimensi besaran-besaran turunan berikut ini.
1. Luas
2. Kecepatan
3. Volume
Penyelesaian:
1. Kecepatan merupakan hasil bagi jarak terhadap waktu. Dimensi jarak adalah [L],
   sedangkan waktu memiliki dimensi [ T ]. Jadi dimensi kecepatan adalah
     Kecepatan = waktu/jarak
     [kecepatan] = [L]/[T]
                 = [ L][ T ]-1

2. Volume adalah hasil kali panjang, lebar, dan tinggi. Ketiganya memiliki dimensi panjang
   [L], sehingga dimensi volume adalah:
   [volume] = panjang x lebar x tinggi
             = [ L] [ L] [ L]
             = [ L] 3




   8

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:1241
posted:8/28/2010
language:Indonesian
pages:8