03 aksara fisika

8/23/2011

1

Aksara, Besaran & Satuan

dalam Fisika

Kuliah Sejarah Fisika (03)

Rachmad Resmiyanto

http://rachmadresmi.blogspot.com

1Rachmad Resmiyanto

Aksara Jawa

2Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

3

AAmpere: satuan arus listrika: akselerasiBil. massa

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

4

BBiot-savart:

medan induksi magnet

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

5

CCoulomb:

satuan muatan listrik

C: kecepatan cahaya

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

6

DMedan listrik

pergeseranDistance: jarak

Rachmad Resmiyanto

8/23/2011

2

Aksara latin

7

EEnergiElectric fielde: muatan

listrik elektron

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

8

FForcef: frekuensi

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

9

GTetapan

gravitasi Newtong: percepatan

gravitasiRachmad Resmiyanto

Aksara latin

10

HMedan magnet (akibat

arus listrik)Henry: satuan

induktansih: tetapan Planck

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

11

IArus listriki = bilangan imajiner

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

12

JJoule = satuan energiRapat arus listrik

Rachmad Resmiyanto

8/23/2011

3

Aksara latin

13

KBiasa sbg lambang

suatu konstantak = tetapan

Boltzmann

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

14

LMomentum sudutBilangan kuantum

orbitalLiterLength =panjang

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

15

MMassaMetermagnetisasi

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

16

NNewton=satuan

gayaJml partikel dalam

moln= bil. kuantum

utamaRachmad Resmiyanto

Aksara latin

17

OOhm : satuan

hambatan

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

18

PPower: dayaPressure: tekananMomentum linearMomen dipol listrik

Rachmad Resmiyanto

8/23/2011

4

Aksara latin

19

QUsaha

(termodinamika)q: muatan listrik

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

20

RRange: jarakJejari lingkaran

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

21

S second: detikSpin (kuantum)Entropi

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

22

TTime: waktuTemperatur: suhuTesla: satuan

induksi magnetik

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

23

UEnergi dakhil

(termodinamika)Massa atomik

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

24

VVelocity: kecepatanVolt: potensial

listrikTenaga Potensial

Rachmad Resmiyanto

8/23/2011

5

Aksara latin

25

WWork: usahaWatt: satuan daya

Rachmad Resmiyanto

Aksara latin

26

XYZX: lambang kimiawi

jenis nuklidaY: modulus YoungZ: bil. AtomXYZ: koordinat

Cartesan Rachmad Resmiyanto

Aksara yunani

27Rachmad Resmiyanto

Angka Arab


Angka Arab


Angka Arab


8/23/2011

6

Angka Arab


Angka Arab


Angka Arab


Angka Arab


Angka Arab


Angka Arab


8/23/2011

7

Angka Arab


Angka Arab


Suatu kali, tiap-tiap kali kita

bekerja dengan persamaan-

persamaan matematika,

acapkali kita lupa bahwa

persamaan-persamaan itu

berdiri teguh di atas segala

rupa dalam fisika


Formula di Alam

• Apakah formula itu benar-benar nyata ada di alam?

– Formula HANYALAH alat bantu untuk mengerti bagaimana alam

ini bekerja.

– Jadi adakah formula di alam? Jawabannya: TIDAK ADA.

– Simbol adalah wakilan objek riil dan interaksinya

• Apakah formula itu yang mengatur realitas?

– Sangat naif jika kita percaya bahwa realitas diatur oleh formula

– Sangat naif jika kita percaya bahwa dunia fisis mematuhi formula

yang kita tulis


Simbol “=”

• Simbol “=” mewakiliki 2 segmen yang sama panjang

“…to avoide the tediouse repetition of these woordes: is

equal to: I will sette [a pair of] lines of one lengthe, thus:

= bicause noe 2 thinges can be moare equalle…”

Robert Recorde, 1543

( The originator of “ = ” )


Huruf

• Pada 1637, Rene Descartes dalam La Geometrie

menggunakan huruf-huruf dalam abjad akhir untuk

“sesuatu yang tak diketahui”, yakni x

huruf-huruf dalam awal abjad untuk besaran yang

diketahui, yakni, a,b,c

• Descartes mengenalkan persamaan ax + by = c, yang

digunakan untuk menjelaskan persamaan garis.


8/23/2011

8

Simbol phi

• Simbol “ π ” dipopulerkan oleh Euler 1748

“Introductio in Analysin Infinitorum”.

Simbol ini dipilih sebab merupakan huruf pertama dalam

kata perimeter (garis keliling, batas pinggir)

π ε ρ ι μ ε τ ρ ο υ ( “perimetron” )


Acapkali ada inkonsistensi bahasa

“Ask me a question in Latin and I will answer you in

Greek.”

- J. Robert Oppenheimer

Contoh inkonsistensi bahasa:

v = λ υ

• A wave’s velocity is equal to the wave’s λength

multiplied by the υumber of times it passes per

second.


Simbol itu Tidak Abadi

• Huruf “I” tidak melulu menjadi simbol “arus listrik”

• Nyatanya konvensi yang lebih dulu muncul adalah

simbol “C”

Maxwell in 1876 writes Ohm’s Law: “ R = E/C ”

• Kali lain ia acapkali campur aduk, simbol “I” digunakan

buat “Intensity” arus ketika sedang mendiskusikan garis-

garis gaya Faraday. (barangkali Intensity ini dapat

dipahami sebagai suatu cara mengukur arus sebelum

ada galvanometer ?)


Simbol Q: buat segalanya?

• Huruf “Q” dalam formula fisika kebanyakan berasal dari

kata Perancis “quantité.”

• The Quantity of heat: Q = m c T ( Carnot )

• The Quantity of charge: Q = CV (Coulomb)

• The Quantity of Motion q = m*v ( Descartes )

• The Quantity of speed q = s/T ( Planck )

• The Quantity of displacement? q (Hamilton?)

• The Quantity of Mass & Force Net Q = Q a ( ? )


Entropi “S”

Rudolf ClaSius47Rachmad Resmiyanto

Entropi “S”

“I propose to name the quantity “ S ” the entropie of the system,

after the Greek word [τροπη trope], the transformation. I have

deliberately chosen the word entropie to be as similar as possible

to the word energie: the two quantities to be named by these

words are so closely related in physical significance that a certain

similarity in their names appears to be appropriate.”

- Rudolf Clausius, 1865,

Alasan Clausius’ memilih “ S ” tidak ada.


8/23/2011

9

Entropi “S”

Dugaan 1:

Clausius mengambilnya dari Sadi Carnot.

Clausius sering merujuk Carnot sebagai S.Carnot dalam

tulisan-tulisannya. Also, much of Clausius is based

closely around Carnot’s.


Entropi “S”

Dugaan 2:

Clausius mengambilnya dari kata “summa”, integral.

• (ini berdasarkan pada rumusan entropi yang lama yang

memuat integral)

•


Entropi “S”

Dugaan 3:

Clausius memilihnya sebagai simbol untuk menyesuaikan entropi

dengan simbol lainnya yang sudah diasosiasikan dengan suatu

besaran

“ I have deliberately chosen the word entropie to be as similar as possible to

the word energie.” (kata Clausius)

P - Pressure

Q – Quantity of Heat

R – Ideal Gas Konstante

S – available

T – Temperature

U – Internal Energy

v – Volume

W – Work 51Rachmad Resmiyanto

Satuan Panjang

Pada 1120, raja Inggris menetapkan “yard”

“jarak dari ujung hidung – ujung lengannya yang

direntangkan”

Di Perancis, sang Raja menetapkan “kaki”

“Panjang kaki Raja Louis XIV”

1799 standar panjang berlaku “meter”

Napoleon (Perancis) membagi panjang 1 meter = 100 cm, 1 cm

=10 mm

Ukuran Berat, 1 kg = 10 ons, 1 ons = 100 gram


Satuan Panjang

Ukuran dan takaran Perancis dilawan oleh Kerj.

Protestan Inggris

Ukuran 1 yard (91 cm) terbagi dalam inchi dan kaki

Takaran dalam pound dan kati

Satuan dari Inggris diberlakukan di Indonesia: oleh

Daendels & Raffles (1808 – 1811 – 1816)

Setelah Indonesia kembali ke Belanda, maka sistem

Perancis yang diberlakukan, sebab Belanda merp

jajahan Perancis (Napoleon mengangkat Louis

Napolen sbg raja Belanda)


Kelajuan Cahaya “c”

Sejarah penggunaan “c” sebagai simbol untuk kelajuan cahaya dalam

fisika direkam dengan baik oleh Kenneth Mendelson dalam “The

Story of c”, Am.J.Physics bulan November 2006.

Simbol c pertama kali diperkenalkan oleh Wilhelm Weber (Jerman)

yang menyatakannya sebagai suatu tetapan tetapi tidak

menghubungkannya dengan cahaya atau gelombang

elektromagnetik.

Weber tidak mengatakan mengapa ia memilih “c”. Sepertinya,

ditengarai ia memilihnya untuk mewakili “celerity” (=kecepatan)

[Isaac Asimov dalam C for Celeritas, Mag of Fantacy Sci 1959]


8/23/2011

10


Awalnya, Weber menggunakan huruf “a” kemudian ia menggantinya

dengan huruf “c”. Tidak diketahui bahwa itu merupakan kecepatan

cahaya.

Sangat mungkin Weber menggunakan “c” untuk mewakili “Constante”

Seringkali kata Jerman buat ini dieja dengan huruf “k” = “Konstante”,

namun demikian, paper Weber mengejanya dengan “c”

[kejadian ini tak lazim terjadi]



Bagaimana dengan E=mc2 ?

Awalnya Einstein akan mengikuti notasi Maxwell, menggunakan V

untuk kelajuan cahaya [ini mungkin karena ia sangat sering

mengutip kerja-kerja Maxwell]

Einstein awalnya menulis “jika suatu benda memancarkan energi L

kemudian massanya menurun sebanyak L / V2 ”

L = energi yang hilang selama radiasi

Bagaimana “taste” persamaan ini L = m V2 ?



Orang pertama yang bikin “c” sebagai simbol kelajuan

cahaya adalah Max Abraham, (orang Jerman, murid

Max Planck) pada 1903.

Max Abraham bikin buku daras Elektromagnetika 1904

(yang diterjemahkan ke bhs Inggris) dan bertahan

hingga 1950-an.



Pertanyaan

Lalu, mengapa pada 1907 Einstein mengubah dari L ke ε

dan V ke c ?

Ini bukan sekedar karena E merupakan abjad pertama dalam

namanya.



Jawaban

Kala itu, Einstein punya sahabat baru, orang yang

menggunakan c untuk kelajuan cahaya dan ε untuk

energi.


Tetapan Universal dari Max Planck & L. Boltzmann

60

Planck, 1901

Tatkala ia menulis E = h

Boltzmann, 1844-1906

Menulis persamaan S = k log w

Rachmad Resmiyanto

8/23/2011

11

Planck

1899 Planck menyelesaikan persamaan spektrum radiasi

benda hitam dan menjumpai 2 tetapan yang berbeda

dalam penyelesaiannya.

Awalnya ia menyebutnya dan

Kemudian ia mengerjakan ulang dan mempublikasikan

kembali, simbolnya diubah.


Planck

1899 Planck menyelesaikan persamaan spektrum radiasi

benda hitam dan menjumpai 2 tetapan yang berbeda

dalam penyelesaiannya.

Awalnya ia menyebutnya dan

Kemudian ia mengerjakan ulang dan mempublikasikan

kembali, simbolnya diubah.

Planck menyelesaikan untuk nilai tetapan dan

menginterpretasikan satuannya, keduanya disebut salah

satunya sebagai tetapan “natural” atau “universal”


Tetapan Boltzmann

Planck mengakui salah satu dari tetapan-tetapan dari kerja

Boltzmann.

(Planck dan Boltzmann sering berkorespondensi)

Tetapan itu adalah tetapan gas R dibagi bilangan Avogadro NA.

k = R / NA

Planck memberikan simbol baru untuk itu, k, mungkin untuk konstante


Tetapan Planck

Ada tetapan lainnya, sebuah tetaapan baru, Planck tidak mengakuinya.

Awalnya, Planck tidak mengetahuinya bagaimana menyebut tetapan

alam yang baru ini “Naturconstanten”

Karenanya ia menamkannya “h” dari hilfsgröße (auxiliary quantity)” =

besaran pelengkap

“Dalam situasi yang demikian, Planck tak punya alasan untuk

pertanyaan kontinuitas energi dalam resonator”

Karena itu, Planck mungkin tak sepenuhnya mengerti bahwa “h”

merupakan paket-paket aksi (quantum of action) sampai Einstein

menjelaskannya 1905.


Tetapan Planck

65

=================

In this house

taught

MAX PLANCK

The discoverer

of the elementary

Quantum of Action h

from to

1889 1928

=================

Di Jerman “h-bar” disebut

“h-cross.”

Rachmad Resmiyanto

Hukum Kedua Newton


8/23/2011

12

Hukum Kedua Newton

Newton menulis hukum kedua dalam bentuk kalimat, bukan persamaan

matematika.

Principia ditulis dalam bahasa Latin. Bahasa Latin susah diterjemahkan

ke dalam bahasa Inggris.

“The alteration of motion* is ever proportional to the motive

force impressed; and is made in the direction of the right

line in which that force is impressed.”

* where “Motion” = mass x velocity


Hukum Kedua Newton

“The alteration of motion* is ever proportional to the motive

force impressed; and is made in the direction of the right

line in which that force is impressed.”

68

Intinya: a ~ F

Tetapan kesebandingannya adalah 1/m.

Maka a = F / m dapat dibaca bukan sebagai percepatan

“acceleration” tetapi sebagai perubahan “change,

alteration” gerakan.

Rachmad Resmiyanto

Hukum Kedua Newton

Apa manfaatnya ini ?

Jika kita mengatakan kepada murid kita bahwa gaya sebanding

dengan “a” (perubahan gerakan) mereka akan cepat mengerti

bahwa gaya dapat menambah kelajuan.

Gaya dapat mengubah arah - - - sebuah perubahan

Gaya dapat mengurangi kelajuan --- sebuah perubahan

Gaya dapat menambah komponen tegaklurus kecepatan

Sebuah kebingungan: “Apakah mempercepat berarti mendapatkan

kecepatan yang lebih?” 69Rachmad Resmiyanto

Satuan Ohm

Mari kita telisik satuan dalam Hukum Ohm

Apa itu Ohm?

Hukum Ohm : V / I = R

Ohm adalah Volt per Ampere... (?)

Lalu apa itu Ampere?

Lalu apa itu Volt?

1 Ampere = 1 Coulomb / detik

1 Volt = 1 Joule / Coulomb


Satuan Ohm

1 Ohm adalah ...

dengan e adalah muatan kelistrikan71Rachmad Resmiyanto

Satuan Ohm

1 ohm

Ini nampak sangat baku.

Lalu darimana asalnya “Ohm”?


8/23/2011

13

Satuan Ohm

Georg Simon Ohm (17 Maret 1789 – 6 Juli 1854)

Hidup sebelum JJ Thompson dan Milikkan sehingga

Ia tidak mungkin mengetahui muatan kelistrikan

73

Robert A. Millikan

(22 Maret 1868 – 19 Des1953)

Joseph John Thomson

(18 Des 1856 – 30 Agt 1940)Rachmad Resmiyanto

Satuan Ohm

Satuan Ohm adalah turunan.

“Taking wire of different material, but of the same thickness, he found

that the following lengths possessed equal conductivities: copper

1000, gold 574, silver 356*, zinc 333, brass 280, iron 174, platinum

171, tin 168, lead 97.”

The measurements were made by using a torsion balance with a

constant current running through it, via by Ampere’s attraction of two

parallel currents. (Cajori)

*An experimental error. Silver is actually a better conductor that copper, the

real value is actually 1057


Satuan Ohm

Satuan Ohm adalah turunan.

“Taking wire of different material, but of the same thickness, he found

that the following lengths possessed equal conductivities: copper

1000, gold 574, silver 356*, zinc 333, brass 280, iron 174, platinum

171, tin 168, lead 97.”

The measurements were made by using a torsion balance with a

constant current running through it, via by Ampere’s attraction of two

parallel currents. (Cajori)

*An experimental error. Silver is actually a better conductor that copper, the

real value is actually 1057


Sasanti

Rumus tidak selalu hadir sepanjang sejarah fisika.

Pertimbangkan Hukum Hooke sebagai ia menyatakan itu:

Latin: "Ut tensio, sic vis“

(Karena ada ekstensi, maka ada gaya)


Sasanti

Hukum kedua Newton:

“Mutationem motus proportionalem esse vi motrici

impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa

imprimitur. “

“Change in motion are proportionate to the motive force

impressed and takes place on a the straight line along

which that force is impressed. “


03 aksara fisika

Documents