fisika lengkap

BAHAN AJARBAHAN AJAR

MATA PELAJARAN : FISIKAKELAS / PROGRAM : X /UMUMSEKOLAH : SMA NEGERI 1 KUPANG BARATKABUPATEN : KUPANG PROPINSI : NUSA TENGGARA TIMUR.

oleh

ELIAZER TEUF, S.Pd

A. MATERI POKOK

Besaran dan Satuan* Pengertian Besaran* Aturan Angka Penting* Jenis-jenis Kesalahan Dalam Pengukuran.

B. STANDAR KOMPETENSI

2. Menerapkan Konsep besaran fisika, menuliskan dan menyatakannya dalam sistem satuan SI dengan baik danbenar ( meliputi lambang, nilai dan satuan )

C. KOMPETENSI DASARC. KOMPETENSI DASAR

2.1. Mengukur besaran-besaran fisika dengan alat yang sesuai dengan mengolah data hasil dengan menggunakan aturan angka penting.

2.2. Membedakan besaran pokok dan besaran turunan beserta satuannya.

3.3. Memprediksi dimensi suatu besaran dan melakukan analisis dimensional.

4.4. Melakukan penjumlahan dan perkalian dua buah Vektor atau lebih

D. INDIKATORD. INDIKATOR Untuk mencapai kompetensi-kompetansi dasar (KD) di atas maka

diperlukan indikator-indikator yang secara berturut-turut sebagai berikut :

Kompetensi Dasar 2.1.1. Melakukan pengukuran dengan benar berkaitan dengan

besaran pokok, panjang massa, waktu dengan mempertimbangkan aspek ketepatan (akurasi) dan ketelitian

2. Mengolah data hasil pengkuran dan menyajikannya dalam bentuk tabel dan grafik dengan menggunakan penulisan angka penting dan mampu menarik kesimpulan tentang besaran fisis yang diukur

3. Menunjukkan kecakapan individu dan kerjasama dalam kelompok

Kompetensi Dasar 2.2.Kompetensi Dasar 2.2.

1.1. Mengidentifikasi perbedaan besaran pokok dan besaran turunan Mengidentifikasi perbedaan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat memberikan contohnya dalam kehidupan serta dapat memberikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.sehari-hari.

2. Menunjukkan perilaku yang menampakkan minat dalam belajar.2. Menunjukkan perilaku yang menampakkan minat dalam belajar.

Kompetensi Dasar 2.3.Kompetensi Dasar 2.3.1. Menerapkan analisis dimensional dalam pemecahan masalah.1. Menerapkan analisis dimensional dalam pemecahan masalah.

Kompetensi Dasar 2.4.Kompetensi Dasar 2.4.1. Menghitung jumlah dua vektor atau lebih1. Menghitung jumlah dua vektor atau lebih2. Menentukan besar perkalian dua vektor.2. Menentukan besar perkalian dua vektor.

E. TempatE. Tempat

Pelaksanaan kegiatan belajar mengajar di ruang kelas , Laboratorium atau lapangan.

BESARAN DAN SATUANBESARAN DAN SATUAN

Untuk mengerti besaran dan satuan, maka lakukanlah kegiatan-kegiatan berikut :

Kegiatan I.Menuliskan nama alat ukur dan kegunaannya

yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari

Beberapa alat ukur yang dijumpai dalam kehidupan sehari-Beberapa alat ukur yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari antara lain :hari antara lain :

1. Neraca Pegas untuk mengukur massa

2. Meteran untuk mengukur panjang (jarak)

3. Stop Watch untuk mengukur waktu

4. Ampermeter untuk mengukur kuat arus listrik

5. Termometer untuk mengukur suhu

6. Jangka serong untuk mengukur jarak (ketebalan)

7. Mikrometer sekrup untuk mengukur jarak (diameter)

8. Neraca Ohaus untuk mengukur massa.

Kegiatan IIKegiatan IIMenyusun tabel mengenai besaran dengan alat ukur dan satuannya dalam SIMenyusun tabel mengenai besaran dengan alat ukur dan satuannya dalam SI

KelvinTermometerSuhu5.

AmpereAmpermeterKuat Arus Listrik4.

DetikStop WatchWaktu3.

KilogramNeraca Pegas, timbangan, Neraca OhausMassa2.

MeterMeteran, Mistar, jangka serong, mikrometer skrup

Panjang1

Satuan SI

Alat ukurBesaran No

Kegiatan IIIKegiatan IIIMelakukan Pengukuran Panjang, massa dan waktuMelakukan Pengukuran Panjang, massa dan waktu

Untuk mengukur besaran panjang dapat digunakan alat ukur dengan Ketelitian yang berbeda, seperti menggunakan mistar, jangka sorongDan mikrometer sekrup

e. Mistar Ukur.Untuk mengukur panjang suatu benda biasanya dengan menggunakan mistar. Mistar berskala centimeter dan milimeter. Tingkat ketelitiannya yakni pada skala terkecil 1 mm. Lebih jelasnya lakukan pengukuran panjang dan lebar untuk selembar papan seperti gambar di bawah ini..

Gambar E 1. Papan.Panjang papan di atas adalah 10 Cm + 7 mm= 10,7 Cm; sedangkan lebarnya 2 Cm + 9 Mm= 2,9 Cm.

b. Jangka Sorong Jangka Sorong terdiri dari rahang tetap dan rangka yang digeser. Pada rahang tetap dilengkapi dengan skala utama (dalam cm dan mm), sedangkan rahang yang digeser terdapat sepuluh skala yang panjangnya 9 mm sebagai skala nonius. Oleh karena skala 1 Nonius = 0,9 mm, sehingga terdapat perbe- daan 0,1 mm dengan skala mm pada skala utama. Angka 0,1 mm merupakan ketelitian jangka sorong. Perbedaan Hasil pengukuran. Untuk memahami pengukuran dengan menggunakan jangka sorong, lakukan pembacaan hasil pengukuran dari gambar di bawah ini. 4 5 6 7 8 Skala utama

0 10 Skala nonius

Gambar. E.2 Pengukuran Jangka Sorong

Pengukuran dengan jangka sorong di atas menunjukkan bahwa :

Skala utama 6,1 cmSkala Nonius yang berimpitan dengan skala utama adalah 5. Skala ini berarti 0,5 mm = 0,05 cm.

Jadi hasil pengukuran panjang 6,1 + 0,05 = 6,15 cm

C. Mikrometer Sekrup Mikrometer Sekrup mempunyai bagian-bagian utama, antara lain :

Poros tetap, Poros geser, Skala Utama dan Skala Nonius(pembantu).

Mikrometer Sekrup digunakan untuk mengukur panjang, ketebalan, Diameter kelereng dan sebagainya yang berukuran kecil. Hasil pengukuran dapat dipahami dengan membaca pengukuran pada gambar berikut :

20

150 1

Pengukuran

Skala Nonius berimpitan dengan skala utama Pada skala ke - 15

Gambar. E. 3. Pengukuran Mikrometer Sekrup.

10

0

Pengukuran dengan jangka serong diatas menunjukkan bahwa skala utamaMenunjukkan 1,5 mm dan skala nonius yang berimpitan dengan skala utamaAdalah skala ke – 15. Artinya 15 x 0,01 mm = 0,15 mm. Jadi hasil pengukur-annya adalah : 1,5 mm + 0,15 mm = 1,65 mm.

Pengukuran massa dapat alat seperti : Timbangan, Neraca Pegas,Neraca Ohaus atau Diameter. Dengan menggunakan salah satu alat diatas,Ukurlah massa benda 1 kg, 2 kg, 3 kg, 4 kg dan 5 kg; dan menggunakang = 10 m/S2. Hitunglah gaya berat masing-masing benda ( masukkan datadalam tabel ). Seperti dibawah ini. Gaya berat = massa kali percepatangrafitasi.

Tabel pengukuran Tabel pengukuran

I

II

III

IV

V

Gaya Berat

(Newton)

percepatan Grafitasi (g) m/s2

Massa

(kg)

Benda

Sedangkan tampilan grafiknya dengan memperhatikan sumbu x adalahMassa benda sedangkan sumbu y adalah berat benda.

Berat Benda

Massa Benda

Analisis data hasil pengukuran massa di atas sebagai berikut Analisis data hasil pengukuran massa di atas sebagai berikut

10

20

30

40

50

10

10

10

10

10

1

2

3

4

5

I

II

III

IV

V

Gaya Berat

( Newton )

Percepatan Grafitasi

(m/s2 )

Massa

( kg )

Benda

Tampilan grafiknya adalah :Tampilan grafiknya adalah :

Massa benda (kg)

Berat benda (Newton)

10

2

20

1 3

30

4

40

5

50

Berdasarkan grafik di atas dapat disimpulkan bahwa massa benda sebanding dengan berat benda. Jika massa benda bertambah maka bertambah pula berat benda.

Pengukuran WaktuUntuk mengukur waktu digunakan stop Watch.Untuk memahami pembacaan pada alat ini, lakukanlah kegiatanberikut ini.Mintalah 10 teman anda untuk berlari 100 m dan catatlah waktunya.Kemudian sajikan dalam tabel dan menganalisis kecepatan masing-masing teman anda. Sebelumnya perhatikan penyajian data dananalisis percepatan seperti tabel berikut ini.

Tabel Penyajian dan analisis Tabel Penyajian dan analisis Kecepatan (Jarak / Waktu )Kecepatan (Jarak / Waktu )

0,9

0,8

0,9

1,0

0,7

0,8

0,6

0,9

0,8

0,9

222

250

222

200

285

250

333

222

250

222

200

200

200

200

200

200

200

200

200

200

Umto

Auner

Toni

Osi

Yesaya

Tonci

Dismas

Esi

Retna

Ponti

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Kecepatan

m/s

Waktu yg diperlukan (sekon )

Jarak

(m)

Nama PelariNo

Perbedaan Besaran Pokok dan Besaran Turunan

1. Besaran Pokok .- Besaran pokok adalah besaran yang berdiri sendiri atau besaran dasar Ada tujuh besaran pokok : 1. Panjang 2. Massa 3. Waktu 4. Kuat Arus listrik 5. Suhu 6. Intensitas Cahaya 7. Jumlah Zat

Carilah satuan dan Dimensi dari tujuh besaran pokok di atas !

Satuan dan Dimensi dari 7 besaran pokok Satuan dan Dimensi dari 7 besaran pokok seperti pada tabel di bawah iniseperti pada tabel di bawah ini

L

M

T

I

ΘJ

N

m

kg

s

A

K

Cd

mol

meter

kilogram

sekon

Amper

Kelvin

Candela

mol

Panjang

Massa

Waktu

Kuat Arus listrik

Suhu

Intensitas Cahaya

Jumlah Zat

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

DimensiSingkatan

Satuan SBesaran PokokNo

2. Besaran Turunan2. Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan atau dijabarkanDari besaran pokok.Beberapa contoh besaran turunan, antara lain :•Kecepatan, Percepatan, gaya, tekanan, volume, luas, usaha dan daya.Sebagai contoh kecepatan adalah besaran turunan.

JarakKecepatan = , Jarak dan waktu adalah besaran pokok

WaktuBuktikan bahwa Percepatan, gaya, tekanan, volume, luas, usaha dan daya merupakan besaran yang diturunkan dari besaran pokok !

Beberapa Besaran Turunan dan Beberapa Besaran Turunan dan satuannyasatuannya

m/s

m/s2

N

N/m2

m3

m2

N.m

J/s

meter/sekond

meter/sekond persegi

Newton

Newton/meter persegi

meter kubik

meter persegi

Newton.meter

Joule/sekond

Kecepatan

Percepatan

Gaya

Tekanan

Volume

Luas

Usaha

daya

1

2

3

4

5

6

7

8

SingkatanSatuanBesaran Turunan

No

Dimensi besaran turunanDimensi besaran turunan

Dimensi besaran turunan dapat disusun dari dimensi besaran-besaran pokok.Contoh. 1. Dimensi kecepatan adalah hasil bagi antara dimensi panjang dan dimensi waktu.

[ kecepatan ] = [ panjang ] / [ waktu]

= L / T = L T –1

2. Dimensi percepatan = Dimensi kecepatan Dimensi waktu

= L T –1 / T

= L T –2

Dengan memperhatikan 2 contoh di atas, lakukanlah analisis dimensiUntuk luas, volume, gaya, tekanan, massa jenis, usaha dan daya.

Dimensi besaran-besaran di atas Dimensi besaran-besaran di atas sebagai berikut :sebagai berikut :

L2

L3

MLT-2

ML-1T-2

ML-3

ML2T-2

ML2T-3

Luas

Volume

Gaya

Tekanan

Massa jenis

Usaha

Daya

DimensiBesaran Turunan

Manfaat dari konsep dimensi adalah menganalisis benar atau salahnyaSuatu persamaan. Dimensi besaran ruas kiri suatu persamaan harus Sama dengan ruas kanan.

Contoh Daya

P = F x VRuas kiri V dimensinya ML2T-3

Ruas kanan F x V , Dimensi masing-masing F → MLT-2

V → LT-1

Berarti F x V = MLT-2 x LT-1

= ML2T-3

Jadi Dimensi ruas kiri sama dengan ruas kanan, sehingga persamaannyaP = F x V adalah benar.

PENJUMLAHAN DUA BUAH VEKTOR

a

b

a + b = c

Gambar di atas menunjukkan bahwa a+b = c sedangkanBesar vektor a dan b adalah

R = a2 + b2 + 2 a b cos θ

Jika vektor a dan b saling tagak lurus maka resultan vektornya adalah :

R = a2 + b2

Contoh :Dua buah vektor yang saling tegak lurusMasing-masing besarnya 3 cm dan 4 cmHitunglah resultan kedua vektor tsb !

Penyelesaiannya :

R = 32 + 42

= 5 cm

Latihan.T entukan resultan dari dua buah vektor yang masingBesarnya 7 cm dan 9 cm, jika kedua vektor tersebut Membentuk sudut 450 !

PERKALIAN VEKTORPERKALIAN VEKTOR

Perkalian titik vektor (dot product)

a . b = |a| |b| cos Ө

Perkalian silang vektor (cross product)

a x b = |a| |b| sin Ө

Tugas. Jika vektor a = 2 i + 3 j , b = i + 2 j

Tentukanlah a . b dan a x b !

Terima kasihTerima kasih