materi fisika terapan thp 1

Page 1

TUGAS (PR 1 – sebelum UTS) = 10%TUGAS (PR 2 – setelah UTS) = 10%PRAKTIKUM = 20%UTS = 30%UAS = 30%

FISIKA DASAR

Proporsi Nilai:

Ahmad Zaki Mubarokemail: ahmadzaki@ub.ac.id

BESARAN, DIMENSI &

SATUAN

(Quantities, Dimension &

Units)

*PENGERTIAN BESARAN

*Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dalam nilai satuan-satuan tertentu.

*Misalnya: mengukur panjang sebuah meja.

Panjang disebut besaran dapat diukur.

Fisika:

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

Bagaimana Cara Mendeskripsikan Objek ?

Coba deskripsikan gajah ini !!

Deskripsi Kualitatif

Gadingnya : PanjangLebih tinggi daripada orangTenaganya : Kuat

Deskripsi Kuantitatif

Tinggi : 2,5 meterMassa : 4 TonPanjang : 5 meter

Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar

Warnanya Coklat;

Besaran Non-Fisis (Tak Terukur)

Besaran Fisis

---> BESARAN

Bagaimana Cara Mendefinisikan suatu Besaran ?

Emas

Anak Timbanga

n

Dibandingkan dengan anak

timbangan (berapa buah anak

timbangan diperlukan sehingga

skala setimbang)

Hasilnya:

Massa emas = 5 kali massa anak

timbangan

Massa Emas?

Definisi: Jumlah materi yang

dikandung emas

Berapa? Cara

Mengukur?

Panjang Tali? Definisi: Jarak dari titik paling kiri ke titik paling kanan pada

taliBerapa? Cara

Mengukur?

Hasilnya: Panjang Tali = 2 kali panjang jengkal

Kecepatan rata-rata?

Definisi : Jarak tempuh / waktu

tempuh

Dibandingkan dengan jengkal

(berapa kalinya)

Didefinisikan dari

besaran-besaran

lain

Ada besaran yang dapat didefinisikan hanya dengan menggambarkan bagaimana cara mengukurnya. Massa emas = 5 kali massa anak timbangan Panjang Meja = 2 kali panjang jengkal

Ada besaran yang dapat didefinisikan dengan cara menggambarkan bagaimana menghitungnya dari besaran-besaran lain yang dapat diukur. Definisi = Jarak tempuh / waktu tempuh

Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok)

Besaran yang berdiri sendiri dan tidak diturunkan dari besaran yang lain. Ex: length, time, mass.

Besaran TurunanBesaran yang diturunkan dari besaran pokok. Ex. Luas, volum, massa jenis zat.

*PENGERTIAN SATUAN

*Satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran

*Misalnya : meter (m), kilometer (km), kilogram (kg)

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 :- Definisi Yang Sama- Bermanfaat- Diterima Semua Orang

KESEPAKATAN

- 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 Ukuran Internasional - di Sevres Perancis

Siapa yang menetapkan standar & Satuan?

Besaran WaktuWaktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa

MisalnyaWaktu Siang = sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam

Waktu hidup = sejak dilahirkan hingga meninggal.

Segala sesuatu yang berulang secara periodikcontoh: rotasi bumi, revolusi bumi

Alat Ukur Waktu

Jam Atom (Atomic Clock):1 detik ≡ waktu yang diperlukan untuk mencapai 9.192.631.770 kali periode osilasi dari atom cesium)Akurasi: ± 1 detik dalam 20 juta tahun

Evolusi Satuan Panjang1960: 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 19831 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

Evolusi Satuan Massa1 kg =Massa suatu silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di kantor BIPM di kota Sevres, dekat Paris, 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).

Besaran dan satuan yang digunakan dalam SI *International System (SI) Sistem Internasional (SI)

Quantities Units Symbol

Besaran Satuan Dimensi

mass kilogram

kg massa kilogram (kg)

M

length meter m panjang meter (m)

L

time second s waktu detik / sekon (s)

T

Electric Current

ampere A Arus Listrik

Ampere (A)

J

Temperature kelvn K Temperatur

Kelvin (K)

K

Amount of substance

mole mol Jumlah Zat

mol (mol)

N

Light Intensity candela

Cd Intensitas Cahaya

Candela (cd)

θ* Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971

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

time second (s) waktu detik

Besaran Satuan Dimensi

kecepatan m/s LT-1

Percepatan m/s2 LT-2

Gaya Newton M LT-2

UsahaEnergiKalor

Joule (kg m2/s2) M L2 T-2

daya watt M L2 T-3

Tekanan Pascal (N/m2) M L-1 T-2

Potensial Listrik volt M L2 T-3I-1

Hambatan Ohm M L2 T-3I-2

Soal : Berikut pasangan antara besaran dan satuannya, yang tidak tepat adalah:

a. kecepatan meter/detik

b. energi kg m2/s2

c. daya watt

d. gaya kg m/s2

e. momentum Newton meter

*PENGUKURAN

*Pengukuran adalah membandingkan besaran satu dengan besaran yang lainnya

*ALAT UKUR PANJANG

*ALAT UKUR MASSA

*ALAT UKUR WAKTU

*ALAT UKUR SUHU

Konversi Satuan

Ada beberapa sistem berbeda yang 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

cm ----> km

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.

21

2ox 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 vo dan bergerak dengan

percepatan tetap a.

Analisis dimensi menggunakan fakta bahwa dimensi dapat diperlakukan sebagai besaran aljabar,

21

2ox v t at

2

2

L LL T T

T T

2

2

L LL 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. Persamaan yang benar secara analisis dimensi belum tentu benar secara fisis.

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 m1 jam = 3.600 sMaka 72 km/jam = 72.000 m/ 3.600 s

= 20 m/sSehingga :20 m/s + 30 m/s = 50 m/s

29

Terima Kasih