Bab 1 Besaran & Satuan

Report
BESARAN Dan SATUAN
(Quantities And Units)
1
Fisika:
Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam yang menjadi objek
pengamatan.
Bagaimana Cara Mendeskripsikan Objek ?
Coba deskripsikan
gajah ini !!
2
Besaran Non-Fisis
(Tak Terukur)
Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar Warnanya Coklat;
Deskripsi Kuantitatif
Besaran Fisis
---> BESARAN
Tinggi : 2,5 meter
Massa : 4 Ton
Panjang : 5 meter
Deskripsi Kualitatif
Gadingnya : Panjang
Gajah lebih tinggi daripada orang
Tenaga gajah lebih kuat
Besaran: sesuatu yang digunakan untuk mendeskripsikan
objek.
3
Tinggi : 2,5 meter
Massa : 4 ton
Panjang : 5 meter
Bagaimana cara
mendapatkan angkaangka ini?
Untuk mendeskripsikan objek secara fisis (kuantitatif) diperlukan
pengukuran.
Apa yang dimaksud dengan pengukuran?
Bagaiamana caranya?
Apa yang digunakan?
4
Objek: Buku
Berapa? Cara Mengukur?
Dibandingkan dengan anak timbangan
(berapa buah anak timbangan
diperlukan sehingga skala setimbang)
Hasilnya:
Massa emas = 5 kali massa anak timbangan
5
Bab II
Pengukuran
(Measurement)
6
Fisika dan Pengukuran
"By a comparison of the results of accurate measurements with the numerical predictions of
the theory, we can gain considerable confidence that the theory is correct, and we can
determine in what respects it needs to be modified. It is often possible to explain a
phenomenon in several rough qualitative ways, and if we are content with that, it may be
impossible to decide which theory is correct. But if a theory can be given which predicts
correctly the results of measurements to four or five (or even two or three) significant
figures, the theory can hardly be very far wrong. Rough agreement might be a coincidence,
but close agreement is unlikely to be. Furthermore, there have been many cases in the
history of science when small but significant discrepancies between theory and accurate
measurements have led to the development of new and more far-reaching theories. such
slight discrepancies would not even have been detected if we had been content with a
merely qualitative explanation of the phenomena." - Keith R. Symon, Mechanics, Second
Edition, 1964
Pemegang kekuasaan tertinggi dalam ilmu pengetahuan alam
adalah eksperimen – bukan “apa yang ada dalam buku”.
Dalam eksperimen kita harus melakukan pengukuran, karena itu
pengukuran sangat penting dalam fisika.
7
Mengukur ( to measure) ???
Menentukan ukuran atau kapasitas suatu
besaran dengan cara membandingkannya
dengan besaran tertentu yang sejenis yang
digunakan sebagai satuan.
8
Mengukur Massa
9
Mengukur Waktu
Yang dapat dijadikan alat ukur waktu adalah segala sesuatu yang
berulang secara periodik
contoh: rotasi bumi, revolusi bumi
10
Massa Emas?
Defenisi: Jumlah materi yang
dikandung emas
Berapa? Cara Mengukur?
Dibandingkan dengan anak timbangan
(berapa buah anak timbangan
Emas
Anak
Timbangan
diperlukan sehingga skala setimbang)
Hasilnya:
Massa emas = 5 kali massa anak timbangan
11
Panjang Tali?
Defenisi: Jarak dari titik paling kiri ke titik paling kanan pada tali
Berapa? Cara Mengukur?
Dibandingkan dengan jengkal (berapa
kalinya)
Hasilnya:
Panjang Tali = 2 kali panjang jengkal
Kecepatan rata-rata?
Didefenisikan dari
Defenisi : Jarak tempuh / waktu tempuh
besaran-besaran lain
12
Ada besaran yang dapat didefenisikan hanya dengan
menggambarkan bagaimana cara mengukurnya.
Massa emas = 5 kali massa anak timbangan
Panjang Meja = 2 kali panjang jengkal
 Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok)
Ada besaran yang dapat didefenisikan dengan cara
menggambarkan bagaimana menghitungnya dari
besaran-besaran lain yang dapat diukur.
Defenisi = Jarak tempuh / waktu tempuh
 Besaran Turunan
13
Nilai suatu besaran fisis dinyatakan dengan
Massa (emas) = 5 anak timbangan
Panjang (meja) = 2 jengkal
SATUAN
Satuan panjang yang lain: Spidol, Jengkal, Kaki, …
AKIBATNYA:
- Satuan menjadi terlalu banyak
- Banyak versi
- Tidak Bermanfaat
- Menimbulkan Kekacauan
SEHARUSNYA :
- Defenisi Yang Sama
- Bermanfaat
- Diterima Semua Orang
KESEPAKATAN
14
- Perlu Ditetapkan STANDAR (Disepakati NAMA Dan DEFENISI)
- Tidak Semua Besaran Perlu Standar ( Karena Jumlah Besaran
Sangat Banyak )
- Hanya Besaran Dasar Saja Yang Perlu Dibuat Standarnya
Siapa yang menetapkan standar & Satuan?
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) - Internasional Buerau of Weight and Measures - Biro Berat dan Ukuruan Internasional di Sevres Perancis
15
Besaran dan Satuan Standar yang digunakan telah
berevolusi selama bertahun-tahun.
1791 : French Academy of Sceine menetapakan
1 METER :
satu per sepuluh juta jarak dari kutub utara ke khatulistiwa.
1 SATUAN WAKTU:
waktu yang diperlukan oleh suatu pendulum dengan panjang 1
meter untuk berayun dari satu sisi ke sisi yang lain.
Satuan-satuan ini SULIT DIDUPLIKASI (diperbanyak), kemudian
dilakukan perubahan-perubahan dengan defenisi yang lebih baik
dan mudah diduplikasi.
16
Besaran Waktu
Alat Ukur Waktu
Waktu adalah selang antara
dua kejadian atau dua
peristiwa
Segala sesuatu yang berulang
secara periodik
contoh: rotasi bumi, revolusi
bumi
Misalnya
Waktu Siang
= sejak matahari terbit hingga
matahari tenggelam
Waktu hidup
= sejak dilahirkan hingga
meninggal.
Jam Atom (Atomic Clock):
1 detik ≡ waktu yang diperlukan untuk
mencapai 9.192.631.770 kali periode
osilasi dari atom cesium)
17
Evolusi Satuan Panjang
1960:
1 meter ≡ jarak antara dua garis pada batang yang terbuat dari
campuran platinum-irridium yang disimpan pada kondisi tertentu
di BIPM
1 meter ≡ 1.650.763,73 kali panjang cahaya orange-red yang
dipancarkan dari lampu krypton-86 (86Kr)
Sejak 1983
1 meter ≡ jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam
waktu 1 / 299 792 458 detik.
Dengan defenisi terakhir ini maka kecepatan cahaya di ruang hampa
ditetapkan menjadi 299, 792 458 m/s
18
Evolusi Satuan Massa
1 kg =
Massa suatu silinder yang terbuat dari campuran
platinum-iridium yang disimpan di kantor BIPM di kota
Sevres, dekat Paris, Perancis.
19
Sistem satuan yang dugunakan ilmuwan diseluruh
dunia disebut “The Metric System”.
Pada tahun 1971 ditetapkan 7 Besaran Dasar yang
dikenal secara resmi sebagai “International System”
atau SI (Le Systéme Internasional d’Unites).
20
Besaran dan satuan yang digunakan dalam SI *
International System (SI)
Quantities
Sistem Internasional (SI)
Units
Symbol
Besaran
Satuan
mass
kilogram
kg
massa
kilogram (kg)
length
meter
m
panjang
meter (m)
time
second
s
waktu
detik / sekon (s)
Electric Current
ampere
A
Arus Listrik
Ampere (A)
Temperature
kelvn
K
Temperatur
Kelvin (K)
Amount of substance
mole
mol
Jumlah Zat
mol (mol)
Light Intensity
candela
Cd
Intensitas
Cahaya
Candela (cd)
* Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971
21
Gaussian System (cgs)
Quantities
Units
Sistem Gaussian
Besaran
Satuan
mass
gram (g)
massa
gram
length
centimeter (cm)
panjang
sentimeter
time
second (s)
waktu
detik / sekon
British Engineering System
Quantities
Units
Sistem Inggris
Besaran
Satuan
mass
slug
massa
slug
length
foot (ft)
panjang
kaki
time
second (s)
waktu
detik
22
Konversi Satuan
Mengapa diperlukan?
Ada beberapa sistem berbeda yang
dipakai di dunia
Misalnya: SI  British
mil <-------> km
Dimensi objek jauh lebih besar daripada dimensi alat ukur
(kurang praktis)
Misalnya: mengukur panjang jalan dengan satuan cm
cm ----> km
23
Dimensi
Besaran
Panjang
Massa
Dimensi
[L]
 Length
[M]
 Mass
Waktu
[T]
 Time
Apa dimensi dari kelajuan (v)?
Jarak
Kelajuan 
Waktu
L

v
T 
24
Analisis Dimensi
Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?
1 2
x  vot  at
2
Persamaan menyatakan jarak (x) yang ditempuh oleh suatu mobil
dalam waktu (t) jika mobil mulai dari kecepatan awal vo dan
bergerak dengan percepatan tetap tetap a.
Analisis dimensi menggunakan fakta bahwa dimensi dapat
diperlakukan sebagai besaran aljabar,
 Besaran-besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan hanya jika
besaran-besaran tersebut mempunyai dimensi yang sama.
 Besaran-besaran pada kedua sisi persamaan harus memiliki
dimensi yang sama.
25
1
x  vo t 
at 2
2
L
L


 L 
T   2 T 2 
T 
T 
L
L


 L   T   2 T 2 
T 
T 
Catatan:
Walaupun analisis dimensi
sangat berguna tetapi
mempunyai batasan, yaitu
tidak dapat menjelaskan
konstanta numerik yang ada
dalam persamaan.
Persamaan yang benar
secara analisis dimensi
belum tentu benar secara
fisis.
 L   L   L
Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka
persaamaan ini benar secara dimensi
26
Besaran Skalar dan Vektor
27

similar documents