MATERI 1

BESARAN   DAN  SATUAN

Pendahuluan.

         Terlalu banyak gejala-gejala alam yang sering kita lihat dan kita alami dalam kehidupan sehari-hari, misalkan saja saat kita lagi nonton TV jika tiba-tiba ada kilat maka televisi yang sedang kita tonton akan terganggu seperti bergetar, saat mobil besar lewat dekat sebuah rumah maka kaca jendela rumah itu ikut bergetar, kita dapat melihat warna-warna cahaya pada gelembung air sabun, yang paling unik lagi kita dapat berkomunikasi dengan orang lain lewat telepon walaupun jaraknya jauh sekali  dan jika ditempuh dengan perjalan biasa tentu saja akan memerlukan waktu yang lama, banyak lagi kejadian alam yang kita temukan  dan tentu saja kita tidak dapat memecahkan masalah itu dengan benar, tetapi dengan ilmu fisika kita dapat menjawab pertanyaan apa dan bagaimana kejadian gejala alam itu terjadi, karena ilmu fisika itu suatu ilmu yang mempelajari tentang gejala alam dan perubahannya.

         Jalan pikiran tentang ilmu pengetahuan banyak sekali ragamnya, tetapi dari keanekaragaman itu ada beberapa hal yang sama yaitu, pengupulan fakta-fakta dengan pengamatan dan percobaan, penyusunan hipotesa dan pengujian hipotesa, jika hipotesa mengarahkan ke sebuah eksperimen yang dapat diuji, maka kita dapat mengatakan sebuah teori. Pada hakekatnya semua asas ilmu pengetahuan adalah teori , tetapi dari jangka waktu dari hipotesa sampai asas sifat dasar ilmu pengetahuan memerlukan waktu yang sangat panjang. Seperti contohnya  yang dikemukakan oleh Demokritus sekitar abad ke 5, ia membuat terkaan tanpa eksperimen tentang partikel yang tidak dapat dibagi-bagi lagi yang ia namakan Atom. Maka dengan adanya  terkaan itu,  mengundang ilmuwan-ilmuwan lain untuk menyelidiki dan membuktikan terkaan dari Demokritus tersebut, dan pada tahun 1808 Dalton mengemukakan hipotesanya tentang atom melalui percobaan dan pada abad ke 19 hipotesa ini dikembangkan menjadi sebuah teori dan pada abad ke 20 asas atom baru diterima sepenuhnya, akhirnya dapat kita simpulkan betapa lama waktu yang diperlukan untuk mengemukakan suatu teori menjadi suatu asas ( hukum) .

      Pengetehuan yang utama yang diemban ilmu fisika yaitu untuk memberikan pengetahuan yang berguna untuk umat manusia dalam memecahkan masalah yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, sesungguhnya segala ilmu itu pemberian ”Tuhan“ tetapi kita tidak bisa begitu saja mendapatkannya dan kita sendiri harus berusaha, serta jelas  kita tidak dapat menghindar dari fungsi ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari baik yang terasa maupun yang tidak terasa sekalipun. Maka semakin dalam kita mengenal dan menguasai suatu ilmu seharusnya semakin arif dan bijaksana dan kita semakin tunduk pada yang Maha Kuasa. 

      Jadi diharapkan bahwa anda dalam mempelajari suatu ilmu, khususnya ilmu fisika selalu dibarengi dengan belajar secara tekun dan selalu ada perasaan ingin tahu, banyaklah bertanya pada orang yang lebih tahu khususnya, sehingga kita tidak selalu menerima suatu ilmu apa adanya, serta mudah-mudahan anda dalam mempelajari ilmu Fisika khususnya tidak menemukan masalah yang berarti sehingga dengan mudah kita dapat memecahkan berbagai masalah gejala alam yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, Amiiiin.

 

Satuan dan Pengukuran

      Satuan besaran pokok. 

           Fisika yaitu suatu cabang ilmu pengetahuan yang memerlukan banyak sekali pengukuran-pengukuran  antara lain : Berat, masa, panjang, waktu , kecepatan dsb, merupakan tugas ilmu pengetahuan ini untuk mencari ukuran yang teliti dan berhubungan dengan besaran fisika yang dapat digunakan sebagai standar dan dapat di temukan hukum-hukum dasar, banyak pengukur ran dalam fisika yang berhubungan dengan besaran pokok yaitu , panjang, massa dan waktu kecuali itu ada lagi besaran fisika lainnya yaitu  kuat arus, suhu dan intensitas cahaya

      Pada fisika dikenal dua besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan, sedangkan besaran pokok yaitu besaran fisis yang harganya ditetapkan terlebih dahulu, yang termasuk besaran pokok yaitu, massa, panjang, waktu, suhu, kuat arus , mol zat dan intensitas cahaya cahaya, besaran berikutnya besaran turunan yaitu besaran fisis yang diturunkan dari besaran pokok, yang termasuk besaran turunan antara lain, luas, tekanan, daya, usaha  dst.

Sistim satuan.

            Dahulu, beberapa negara memakai sistim satuan yang berbeda-beda ini berarti satuan massa, panjang dan waktu tidak sama, contohnya di Inggris misalkan, satuan panjang sehari-hari dugunakan satuan mil ( mile ), kaki  ( foot = fit ), yar ( yard ). Dan inci ( inch ), Sedangkan di Perancis menggunakan sistim metrik sehingga negara-negara lain banyak yang mengikuti Perancis menggunakan sistim metrik itu.

      Pada tahun 1960 satu sistim mengenai satuan- satuan diresmikanpemakaiannya secara internasional dengan dinamakan sistim internasional ( SI ) yang diturunkan dari sistim MKS, dimana meter sebagai satuan panjang, kilogram sebagai satuan massa, dan sekon sebagai satuan waktu. Dan stuan SI lainnya yaitu Kelvin sebgai satuan suhu, ampere sebagai satuan kuat arus dan Lilin ( candela ) satuan kuat cahaya.

Pengukuran panjang

      Telah disinggung di atas bahwa dalam ilmu fisika banyak sekali pengukuran, disini yang akan kita bahas tentang pengukuran panjang.

      Panjang suatu benda dapat diukur dengan alat ukur dengan batas ketelitian pengukuran dari yang besar sampai dengan menggunakan alat pengukur dengan ketelitian paling kecil.

      1.   Mistar/Penggaris /Meteran

      2.   Jangka sorong

      3.   Mikrometer skrup  

      1. Penggaris atau Meteran

           Alat ini digunakan untuk mengukur panjang suatu benda dengan jangkauan benda lebih panjang, penggaris atau meteran batas keteli-  tiannya 1mm, saat kita menguku panjang suatu benda maka penglihatan kita diusahakan haru tegak lurus terhadap skala yang dilihat dengan objek yang diukur hal ini bertujuan untuk menghindarkan kesalahan parallax, yaitu kesalahan hasil pengukuran akibat dari penglihatan.

      Contoh

      Jika hasil pengukuran panjang suatu benda misalkan didapat 13,5 cm, tentukan hasil pengukurannya

      Jawab

      Karena batas ketelitian meteran 1 mm, maka hasil pengukuran berkisar antara                       jadi jawabannya 13,51 cm atau 13,49  cm

   2. Jangka sorong

           Alat ini digunakan untuk mengukur panjang suatu benda yang berukuran pendek, dan alat ini batas ketelitiannya 0,1 mm, jadi lebih akurat disbanding dengan meteran atau penggaris

      Keterangan

         A  =   Rahang untuk mengukur diameter lubang

         B  =   Sekala utama

         C  =   Komponen untuk mengukur kedalaman

         D  =   Rahang untuk mengukur ketebalan benda

         E  =   Sekala nonius

                  Nonius merupakan skala pembacaan terkecil sebagai skala koreksi dalam pengukuran agar pengukuran lebih akurat .

 

      Contoh

      Misalkan hasil pengukuran panjang suatu batang dengan jangka sorong menunjukan 5,56 cm, tentukan

1. Besar hasil pengukuran
2. Kesalahan relatif pengukuran

Jawab

Yang perlu diingat angka yang dihasilkan berarti belum terkoreksi dengan batas ketelitian jangka sorong yang besarnya 0,1 mm, jadi kita harus memperhatikan kesalahan kesalahan dalam 

      Dari data diatas kita simpulkan

      a.   Kesalahan Mutlak

            Yaitu kesalahan maksimal dalam pengukuran  sebesar batas ketelitian jangka sorong yaitu 0,1 mm

            Karena hasil pengukuran 5,56 cm = 55,6  mm

            Maka hasil pengukuran ditulis menjadi.

           Jadi hasil pengukuran sebesar 55,4 mm atau 55,7 mm,maka berdasarkan hasil pengukuran angka itu disebut angka penting yang terdiri dari angka utama dan angka taksiran (4 dan 7)    

      b.   Kesalahan relatif

            Kesalahan dalam pengukuran yang besaranya sama dengan perbandingan antara batas ketelitian pengukuran dengan angka hasil pengukuran

    3.   Mikrometer sekrup

            Alat ukur ini digunakan untuk pengukuran panjang benda dengan ukuran kecil, dan alat ini batas ketelitiannya cukup akurat sebesar 0,01 mm.                          

      Karena ketelitiannya besar maka alat ini digunakan untuk pengukuran benda-benda tipis .

 

Pengukuran luas dan volume

            Dalam SI satuan luas dinyatakan dalam m² (meter persegi ) dan satuan dari volume dinyata- kan dalam m³ (meter kubik), kita dapat mengukur luas atau volume suatu benda apalagi jika bangun benda itu teratur, ketelitian dalam mengukur luas atau volume suatu benda ber-gantung pada ketelitian saat mengukur besaran panjang benda tersebut.

      Tetapi bagaimana jika bentuk benda itu tidak beraturan, kita ambil contoh pecahan sebuah batu, dapatkah kita mengukur volume batu itu?

Dimensi.

      Semua besaran fisika dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran pokok yaitu besaran massa, panjang dan waktu,

      Misalkan kecepatan yaitu perpindahan yang dialami benda tiap satuan waktu, maka kecepatan terdiri dari besaran panjang dan besaran waktu 

      Misalkan gaya yaitu perkalian antara massa (m) dan percepatan (a) dimana satuan dari percepatan yaitu m/s², maka gaya itu terdiri dari besaran panjang, massa dan waktu.

      Yang dimaksud dengan dimensi yaitu cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok,lihat ketentuan dibawah

1. Dimensi panjang diberi simbol L,
2. Dimensi dari massa diberi simbol M
3. Dimensi dari waktu diberi simbol T

 

Angka penting

Semua angka berdasarkan hasil pengukuran termasuk angka penting, misalkan dalam suatu pengukuran panjang sebuah meja dengan menggunakan meteran didapat 225,50 cm, maka angka penting dari hasil pengukuran itu 5 angka penting, berikut adalah aturan dari angka penting.

      1.   Semua angka dari hasil pengukuran termasuk angka penting.

            Contoh

            Hasil pengukuran panjang meja 120 cm, maka

            Jumlah angka penting dari hasil pengukuran sebanyak 3 angka penting.

      2.   Jika bukan dari hasil pengukuran

            a.  Angka  nol  dibelakang  angka bukan nol tidak termasuk angka penting

                  Contoh 1120 yaitu 3 angka penting

            b. Angka nol diantara angka bukan nol termasuk angka penting

                  Contoh  1001 yaitu 4  angka penting

            c.   Angka nol di depan angka bukan nol tidak termasuk angka penting.

                  Contonya  0,024 yaitu 2  angka penting

      3.   Ketentuan lain tentang angka penting

            a.   Pembulatan angka penting boleh dilakukan untuk angka 5 atau lebih.

                  Contoh  126,4925

                  Dibulatkan menjadi tiga desimal 126,493

                  Dibulatkan menjadi dua desimal 126,49

                  Dibulatkan menjadi satu desimal 126,5

            b. Pada operasional angka penting baik perkalian, penjumlahan, pengurangan dan pembagian hasilnya ditulis berdasarkan angka penting paling sedikit