Besaran dan Satuan.

(1)

1

BESARAN Dan SATUAN

(2)

2 Fisika:

Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam yang menjadi objek pengamatan.

Bagaimana Cara

Mendeskripsikan Objek ?

Coba

(3)

3

Deskripsi Kualitatif

Gadingnya : Panjang Gajah lebih tinggi daripada orang

Tenaga gajah lebih kuat

Deskripsi Kuantitatif

Tinggi : 2,5 meter

Massa : 4 Ton

Panjang : 5 meter

Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar

Warnanya Coklat;

Besaran Non-Fisis (Tak Terukur) Besaran Fisis ---> BESARAN

(4)

4

Untuk mendeskripsikan objek secara fisis (kuantitatif) diperlukan

pengukuran.

Tinggi :

2,5

meter

Massa :

4

ton

Panjang :

5

meter

Bagaimana cara

mendapatkan angka-angka ini?

Apa yang dimaksud dengan pengukuran?

(5)

5

Dibandingkan dengan anak

timbangan (berapa buah anak timbangan diperlukan sehingga skala setimbang)

Hasilnya:

Massa emas = 5 kali massa anak timbangan

Objek: Buku

(6)

6

Bab II

(7)

7

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”.

(8)

8 Menentukan ukuran atau

kapasitas suatu besaran dengan cara membandingkannya dengan besaran tertentu yang sejenis

yang digunakan sebagai satuan.

(9)

(10)

10

Yang dapat dijadikan alat ukur waktu adalah segala sesuatu yang berulang secara periodik

contoh: rotasi bumi, revolusi bumi

(11)

11

Ema

s _TimbangaAnak n

Dibandingkan dengan anak

timbangan (berapa buah anak timbangan diperlukan sehingga skala setimbang)

Hasilnya:

Massa emas = 5 kali massa anak timbangan

Massa Emas?

Defenisi: Jumlah materi yang dikandung emas

(12)

12 Panjang Tali?

Defenisi: Jarak dari titik paling kiri ke titik paling kanan pada tali

Berapa? Cara Mengukur?

Hasilnya:

Panjang Tali = 2 kali panjang jengkal

Kecepatan rata-rata?

Defenisi : Jarak tempuh / waktu tempuh

Dibandingkan dengan jengkal (berapa kalinya)

(13)

13

Ada besaran yang dapat didefenisikan hanya

dengan menggambarkan bagaimana cara

mengukurnya.

Massa emas = 5 kali massa anak timbangan Panjang Meja = 2 kali panjang jengkal

Ada besaran yang dapat didefenisikan dengan

cara menggambarkan bagaimana

menghitungnya dari besaran-besaran lain yang

dapat diukur.

Defenisi = Jarak tempuh / waktu tempuh



Besaran Fundamental (Besaran

Dasar/Pokok)

(14)

14

SATUAN

Nilai suatu besaran fisis dinyatakan dengan

Massa (emas) = 5

anak timbangan

Panjang (meja) = 2

jengkal

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

(15)

15

- 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

- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM)

-- Internasional Buerau of Weight and Measures

Biro Berat dan Ukuruan Internasional

di Sevres Perancis

(16)

16

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.

(17)

17

Besaran

Waktu

Waktu adalah selang

antara dua kejadian

atau dua peristiwa

Misalnya

Waktu Siang

= sejak matahari terbit hingga matahari

tenggelam

Waktu hidup

= sejak dilahirkan hingga meninggal.

Segala sesuatu yang

berulang secara periodik

contoh: rotasi bumi, revolusi bumi

Alat Ukur Waktu

Jam Atom (Atomic Clock):

(18)

18

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.

(19)

19

Evolusi Satuan

Massa

1 kg =

Massa suatu silinder yang terbuat dari

campuran platinum-iridium yang disimpan di

kantor BIPM di kota Sevres, dekat Paris,

(20)

20

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

(21)

21

Besaran dan satuan yang digunakan

dalam SI

*

International System (SI) Sistem Internasional (SI)

Quantities 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 Temperat

ur Kelvin (K)

Amount of

substance mole mol Jumlah Zat mol (mol)

Light Intensity candela Cd Intensita

s Cahaya Candela (cd)

(22)

22

Gaussian System (cgs) Sistem Gaussian

Quantities Units Besaran Satuan

mass gram (g) massa gram

length centimeter (cm) panjang sentimeter

time second (s) waktu detik / sekon

British Engineering System Sistem Inggris

Quantities Units Besaran Satuan

mass slug massa slug

length foot (ft) panjang kaki

(23)

23

Konversi

Satuan

Ada beberapa sistem berbeda

y

ang

dipakai di dunia

Misalnya

:

SI



British

Mengapa

diperlukan?

Dimensi objek jauh lebih besar daripada

dimensi alat ukur

(kurang praktis)

Misalnya

:

mengukur panjang jalan dengan

satuan cm

mil <--->

km

(24)

24

Dimensi

Besaran Dimensi

Panjang [L]  Length

Massa [M]  Mass

Waktu [T]  Time

Apa dimensi dari kelajuan (v)?

Jarak

Kelajuan

Waktu



 

L

v

T

(25)

25

Analisis

Dimensi

 _{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.

2

1

2

o

x v t





at

Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?

Persamaan menyatakan jarak (x) yang ditempuh oleh suatu mobil dalam waktu (t) jika mobil mulai dari kecepatan awal v_o dan bergerak dengan percepatan tetap tetap a.

(26)

26

2

1

2

o

x



v t



at

   

 

2

L L

L T T

T _T � �

  _{� �}

� � � �

   

 

2 2

L L

L T T

T _T � �

  _{� �}

� � � �

     

L  L  L

Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama

maka persaamaan ini benar secara dimensi

Catatan:

Walaupun analisis dimensi sangat berguna tetapi

mempunyai batasan, yaitu tidak dapat menjelaskan konstanta numerik yang ada dalam persamaan.

(27)

27