besaran, satuan dan dimensi

9/3/2012
BESARAN, SATUAN DAN DIMENSI
TIM FISIKA
Silabus
• Pendahuluan, Dimensi dan Satuan
• Besaran Skalar dan Vektor
• Mekanika  Hukum Newton, Statika, Kinematika,
Dinamika
• Fluida
• Fisika Termal
• Gelombang, Akustik (Mekanik), Optik
(Elektromagnetik)
• Listrik dan Magnet
1
9/3/2012
PENILAIAN
•
•
•
•
•
TUGAS (PR 1 – sebelum UTS)
TUGAS (PR 2 – setelah UTS)
PRAKTIKUM
Ujian Tengah Semester
Ujian Akhir Semester
= 10%
= 10%
= 20%
= 30%
= 30%
2
9/3/2012
FISIKA
FISIKA Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan)
fenomena alam yang menjadi objek pengamatan
BESARAN
Dapat di ukur
dan memiliki
satuan
Tidak dapat
di ukur
(Kulit halus,
setia, dll)
BESARAN
Kualitatif
(ekor panjang, rambut panjang)
Kuantitatif
(Tinggi badan 185 cm, lingkar kepala
60 cm)
3
9/3/2012
Bagaimana cara mendefinisikan suatu besaran?
Massa emas
Panjang antene
= 5 anak timbangan
= 1 jengkal
SATUAN
SATUAN
SATUAN adalah sesuatu yang digunakan untuk
menyatakan ukuran besaran
Dampak satuan yang tidak standar (jengkal, depa, dll )
-
Satuan menjadi terlalu banyak
Banyak versi
Tidak Bermanfaat
Menimbulkan Kekacauan
SEHARUSNYA :
- Definisi Yang Sama
- Bermanfaat
- Diterima Semua Orang
KESEPAKATAN
4
9/3/2012
- 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 Ukuran Internasional di Sevres Perancis
Sistem satuan yang digunakan 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).
5
9/3/2012
 Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok)
Besaran yang berdiri sendiri dan tidak diturunkan dari
besaran yang lain.
 Besaran Turunan
Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
Besaran Pokok
6
9/3/2012
Gaussian System (cgs)
Sistem Gaussian
Units
Besaran
Satuan
Quantities
gram (g)
massa
gram
mass
centimeter (cm) panjang
sentimeter
length
second (s)
waktu
detik / sekon
time
British Engineering System
Quantities
Units
mass
slug
length
foot (ft)
time
second (s)
Sistem Inggris
Besaran
Satuan
massa
slug
panjang kaki
waktu
detik
Besaran Turunan
7
9/3/2012
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
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)
8
9/3/2012
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 definisi terakhir ini maka kecepatan cahaya di ruang
hampa ditetapkan menjadi 299.792.458 m/s
Massa
1 kg: Massa suatu silinder yang terbuat dari
campuran platinum-iridium yang disimpan di kantor
BIPM di kota Sevres, dekat Paris, Perancis.
9
9/3/2012
DIMENSI
DIMENSI: cara penulisan suatu besaran dengan
menggunakan simbol besaran pokok atau dimensi
adalah suatu besaran menunjukkan cara besaran itu
tersusun dari besaran-besaran pokok
Besaran
kecepatan
Percepatan
Gaya
Satuan
Dimensi
m/s
m/s2
Newton
Joule (kg m2/s2)
LT-1
LT-2
M LT-2
M L2 T-2
daya
Tekanan
Potensial Listrik
watt
Pascal (N/m2)
volt
M L2 T-3
M L-1 T-2
M L2 T-3I-1
Hambatan
Ohm
M L2 T-3I-2
Usaha
Energi
Kalor
10
9/3/2012
CONTOH
Suatu besaran yang memiliki dimensi [ML-1T-2]
adalah:
a. Gaya
= ma
= [MLT-2]
b. Momentum = mv
= [MLT-1]
c. Daya
= E/t
= [ML2T-3]
d. Tekanan
= F/A
= [ML-1T-2]
e. Energi
= ½ mv2
= [ML2T-2]
PENGUKURAN
• Pengukuran adalah membandingkan
besaran satu dengan besaran yang lainnya
11
9/3/2012
ALAT UKUR
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
12
9/3/2012
13
9/3/2012
ANALISIS DIMENSI
analisis dimensi ialah suatu metode untuk
mengurangi jumlah kerumitan variabel
eksperimental yang mempengaruhi gejala
fisika tertentu, dengan menggunakan
semacam teknik peringkasan.
Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?
1
x  vot  at 2
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.
14
9/3/2012
x  vo t 
1
at 2
2
 L 
 L  T   L T 2 
 
T 2   
T 
 L 
 L T   L T 2 
 
T 2   
T 
 L   L   L
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.
Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang
sama maka persaamaan ini benar secara dimensi
Penjumlahan dua buah besaran kelajuan 72 km/jam +
30 m/s, salah satu harus dikonversi satuan dari
besaran satu ke satuan besaran lainnya.
Nilai 72 km/jam dapat dikonversi menjadi m/s :
1 km = 1000 m
1 jam = 3.600 s
Maka 72 km/jam = 72.000 m/ 3.600 s
= 20 m/s
Sehingga :
20 m/s + 30 m/s = 50 m/s
15
9/3/2012
Percepatan a partikel
bergerak dengan
kecepatan seragam v
dalam lingkaran dengan
jari-jari r proporsional
terhadap rn dan vm.
Tentukan nilai n dan m
Thank you!
16