Fisika Kelas X: Besaran, Satuan, dan Pengukuran

Fisika Kelas X 1000guru.net 1

Setiap pengukuran fisika

selalu dinyatakan dalam

besaran dan satuan

Besaran, Satuan, dan

Konsep Pengukuran

Apa yang dimaksud dengan “Besaran”?

Fisika Kelas X 1000guru.net 2

• Besaran = “physical quantity”

sesuatu yang dapat diukur, memiliki “besar/nilai” yang dinyatakan dalam “satuan” tertentu.

70

km/h

4.5 m

Satuan selalu mendampingi

nilai dari besaran

Fisika Kelas X 1000guru.net 3

Dua kelompok utama besaran: • Besaran pokok (base quantities) • Besaran turunan (derived quantities)

Jenis-Jenis Besaran

Besaran pokok seperti layaknya batu bata, menjadi penyusun dasar dari sebuah rumah

Besaran turunan seperti sebuah rumah, tersusun dari kumpulan batu bata sebagai bahan dasarnya

Fisika Kelas X 1000guru.net 4

Besaran Pokok Satuan SI Simbol Satuan

Panjang meter m

Massa kilogram kg

Waktu sekon (detik) S

Arus Listrik ampere A

Temperatur (Suhu) Kelvin K

Jumlah materi mol mol

Intensitas Cahaya kandela cd

• Besaran pokok diperoleh dari hasil penetapan para ilmuwan.

• Satuan:

- sistem internasional (SI) akan selalu digunakan

- satuan Amerika, Inggris, etc…

Besaran Pokok dan Satuannya

Fisika Kelas X 1000guru.net 5

Standar Besaran Pokok

Standar massa 1 kg Standar waktu 1 detik

Fisika Kelas X 1000guru.net 6

• Besaran turunan diperoleh dari kombinasi besaran pokok (misalnya melalui operasi perkalian atau pembagian).

Besaran Turunan dan Satuannya

• Contoh: luas, volume, massa jenis, dll…

Definisi luas = panjang × lebar

Satuan luas = m × m = m2

Definisi volume = panjang × lebar × tinggi

Satuan volume = m × m × m = m3

Definisi massa jenis = mass ÷ volume

Satuan massa jenis = kg / m3 = kg m−3

Fisika Kelas X 1000guru.net 7

Quiz #1: Menentukan satuan dari besaran turunan

Definisi kecepatan =

Satuan kecepatan = ?

Definisi percepatan =

Satuan percepatan = ?

Definisi gaya = massa x percepatan

Satuan gaya = ?

waktu

prpindahan

waktu

kecepatan

Definisi tekanan =

Satuan tekanan = ? luas

gaya

m/s

m/s2 = m s-2

kg m/s2 = newton N

N/m2 = N m-2 = pascal Pa

Beberapa besaran turunan memiliki

satuan ditulis dengan “nama khusus”

Fisika Kelas X 1000guru.net 8

Notasi Ilmiah

• Kadangkala nilai besaran yang kita punya itu terlalu “besar” atau terlalu “kecil”.

• Notasi ilmiah membantu mempersingkat penulisan.

• Beberapa singkatan:

Awalan Singkatan Pangkat

nano n 10−9

mikro 10−6

mili m 10−3

senti c 10−2

desi d 10−1

kilo k 103

mega M 106

giga G 109

Fisika Kelas X 1000guru.net

Notasi Ilmiah

Galaksi ini berjarak 2,5 × 106 tahun cahaya dari Bumi.

Diameter atom ini sekitar 1 × 10−10 m.

9

• Bentuk baku:

N x 10n Nilai N antara 1 s.d. 9,999… dengan n bilangan bulat

• Contoh:

Fisika Kelas X 1000guru.net

Quiz #2: Menyingkat penulisan besaran dan satuan

10

①

5.000.000 J = 5 x 106 J = 5 MJ

48.000 g = ?

0,0009 s = ?

485.000 N = ?

0,000007 m = ?

②

760 mm = 7,6 x 10-1 m

4,5 μs = ? s

3,2 x 103 m = ? km

10-1 cm = ? mm

7,2 km = ? mm

2,5 ms = ? μs

③

Berapa banyak byte memori di dalam harddisk 80 GB?

Fisika Kelas X 1000guru.net 11

• Untuk menyederhanakan pernyataan suatu besaran turunan dengan besaran pokok yang menyusunnya, ada simbol khusus untuk setiap elemen besaran pokok tersebut “dimensi”

• Cara menulis dimensi: [D]

• Dimensi besaran pokok:

panjang [L]

massa [M]

waktu [T]

arus listrik [I]

suhu [ϴ]

jumlah zat [N]

intensitas [J]

Analisis Dimensi

• Contoh dimensi turunan:

Dimensi kecepatan: [L]/[T] = [LT-1]

Catatan:

Besaran yang dijumlahkan atau dikurangkan harus memiliki dimensi yang sama.

Contoh: M1 + M2 = M3 [M]

Fisika Kelas X 1000guru.net 12

• Analisis dimensi salah satunya bermanfaat untuk menyatakan kebenaran suatu persamaan yang terkait besaran tertentu.

Memeriksa kesesuaian rumus dengan suatu besaran

• Contoh: Apakah rumus berikut ini rumus kecepatan yang benar?

• Cek Dimensi!

Dimensi tidak cocok! Berarti rumusnya salah!

Fisika Kelas X 1000guru.net 13

• Contoh: Mengapa air bisa tepat memenuhi dua wadah yang sepintas tampak berbeda ini?

Membandingkan kesetaraan beberapa besaran

Wadah 1 Wadah 2 Wadah 2 Wadah 1

• Jawab: Volume wadah 1 = Volume wadah 2 = Volume air

(Pikirkan dengan analisis dimensi!)

Fisika Kelas X 1000guru.net

Quiz #3: Menentukan dimensi besaran

14

Definisi kecepatan =

Dimensi kecepatan = ?

Definisi percepatan =

Dimensi percepatan = ?

Definisi gaya = massa x percepatan

Dimensi gaya = ?

waktu

prpindahan

waktu

kecepatan

[L/T] = [L T-1] satuan: m/s

[L T-1/T] = [L T-2] m/s2 = m s-2

[M L / T2] = [M L T-2] kg m/s2

Dimensi memiliki bentuk yang sama dengan satuan

dari suatu besaran!

Konsep Pengukuran

Fisika Kelas X 1000guru.net 15

• Setiap pengukuran bertujuan untuk memperoleh nilai dari suatu besaran, dinyatakan dengan satuan yang sesuai.

Namun setiap pengukuran selalu diiringi ketidakpastian nilai pengukuran:

(1) Faktor akurasi alat

(2) Kesalahan membaca hasil

Contoh ketidakpastian:

8.8 ± 0.1 cm

Angka Penting dalam Pengukuran

Fisika Kelas X 1000guru.net 16

• Angka penting dari suatu pengukuran dapat ditentukan dari notasi ilmiah (bentuk baku) nilai pengukuran tersebut.

299.792.485 2,998 x 108

2,9979 x 108

4 angka penting

5 angka penting

0.00000000108 1,08 x 10-9 3 angka penting

• Dalam melakukan operasi aritmetika (tambah/kali/bagi/kurang), hasil perhitungan terakhir dinyatakan dalam angka penting yang paling sedikit dari setiap komponen operasi.

11,3 cm x 6,8 cm = 77 cm

1,213 + 2 = 3

tapi… 1,213 + 2,000 = 3,213

Fisika Kelas X 1000guru.net

Operasi Aritmetika dengan Angka Penting

17

2100,880053,7965,283,02,370,756

1101,1114016,112,3563,3

1108,11859291886,176,5

756,0 + 37,2 + 0,83 + 2,5 = ?

3,563 x 3,2 = ?

5,6 x π = ?