BESARAN DAN SISTEM SATUAN

1.1

Fisika

Klasik Kuantum(sebelum 1920) (setelah 1920)

Posisi dan Momentum partikel dapat ditetapkan secara tepat ruang dan waktu merupakan dua hal yang terpisah

Ketidak pastian Posisi dan Momentum partikel ruang dan waktu merupakan satu kesatuan

Hukum Newton Dualisme Gelombang-Partikel

Teori Relativitas Einsten1.3

BESARAN DAN SATUANBESARAN DAN SATUAN

Besaran : Sesuatu yang dapat diukur dinyatakan dengan angka

(kuantitatif) Contoh : panjang, massa, waktu, suhu, dll.

Mengukur :

Membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

contoh : panjang jalan 10 km

Besaran Fisika baru terdefenisi jika : ada nilainya (besarnya) ada satuannya

nilai

satuan

1.4

Satuan : Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan. Contoh :

Sistem satuan : ada 2 macam 1. Sistem Metrik : a. mks (meter, kilogram, sekon)

b. cgs (centimeter, gram, sekon)2. Sistem Non metrik (sistem British)

Sistem Internasional (SI) Sistem satuan mks yang telah disempurnakan yang paling

banyak dipakai sekarang ini. Dalam SI :Ada 7 besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tak berdimensi

meter, kilometer satuan panjang detik, menit, jam satuan waktu gram, kilogram satuan massa dll.

1.5

NO Besaran Pokok   Satuan    Singkatan Dimensi   1 Panjang Meter m L2 Massa Kilogram kg M3 Waktu Sekon s T4 Arus Listrik Ampere A I5 Suhu Kelvin K θ6 Intensitas Cahaya Candela cd j7 Jumlah Zat Mole mol N

Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI)Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI)

NO Besaran Pokok   Satuan    Singkatan Dimensi  1 Sudut Datar Radian rad -2 Sudut Ruang Steradian sr -

Besaran Pokok Tak Berdimensi

1.6

Dimensi Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok.

Besaran TurunanBesaran yang diturunkan dari besaran pokok.

1. Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran2. Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan

- Metode penjabaran dimensi :

1. Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri2. Setiap suku berdimensi sama

- Guna Dimensi :

1.7

Contoh :

a. Tidak menggunakan nama khusus

NO Besaran    Satuan   

1 Kecepatan meter/detik

2 Luas meter 2

b. Mempunyai nama khusus

NO Besaran    Satuan    Lambang1 Gaya Newton N2 Energi Joule J3 Daya Watt W4 Frekuensi Hertz Hz

1.8

Besaran Turunan dan Dimensi

NO Besaran Pokok   Rumus   Dimensi

1 Luas panjang x lebar [L]2  

2 Volume panjang x lebar x tinggi [L]3  

3 Massa Jenis [m] [L]-3 

4 Kecepatan   [L] [T]-1  

5 Percepatan   [L] [T]-2

6 Gaya massa x percepatan [M] [L] [T]-2 

7 Usaha dan Energi gaya x perpindahan [M] [L]2 [T]-2  

8 Impuls dan Momentum gaya x waktu [M] [L] [T]-1 

 massa volume

 perpindahan

waktukecepatan waktu

1.9

Faktor Penggali dalam SI

NO Faktor  Nama   Simbol 1 10 -18 atto a  2 10 -15 femto f  3 10 -12 piko p

4 10 -9 nano n

5 10 -6 mikro μ

6 10 -3 mili m 

7 10 3 kilo K

8 10 6 mega M

9  10 9 giga G

10 10 12 tera T

1.10

1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut :a. Gayab. Berat Jenisc. Tekanand. Usahae. Daya

Jawab :

b. Berat Jenis = = =

= MLT-2 (L-3) = ML-2T-2 satuan kgm-2s-2

berat volume

Gaya Volume

MLT -2

L3a. Gaya = massa x percepatan

= M x LT -2

= MLT -2 satuan kgms-2

c. Tekanan = = = ML -1T -2 satuan kgm-1s-2 gaya luas

MLT -2

L2

d. Usaha = gaya x jarak = MLT -2 x L = ML 2 T -2 satuan kgm-2s-2

e. Daya = = = ML 2 T -3 satuan kgm2s-3 usaha waktu

ML 2 T -2

T

Contoh SoalContoh Soal

1.11

2. Buktikan besaran-besaran berikut adalah identik : a. Energi Potensial dan Energi Kinetik b. Usaha/Energi dan Kalor

Jawab :

a. Energi Potensial : Ep = mgh Energi potensial = massa x gravitasi x tinggi

= M x LT-2 x L = ML2T-2

Energi Kinetik : Ek = ½ mv2 Energi Kinetik = ½ x massa x kecepatan2

= M x (LT-1) 2 = ML2T-2

Keduanya (Ep dan Ek) mempunyai dimensi yang sama keduanya identik

b. Usaha = ML2T-2

Energi = ML2T-2

Kalor = 0.24 x energi = ML2T-2

Ketiganya memiliki dimensi yang sama identik1.12

BESARAN FISIKA BESARAN FISIKA DANDAN

SISTEM SATUANSISTEM SATUAN

Model

PengamatanPeristiwa Alam

Eksperimen

Pengukuran Besaran FisikaApakah yang diukur ?

Pengukuran

Kuantitas(Hasil Pengukuran)

Alat Ukur

PenyajianHarga Satuan

Standar ukuran Sistem satuan

KalibrasiSistem Matrik SI

Besaran Fisika

Konseptual

Matematis

Besaran Pokok

Besaran Turunan

Besaran Skalar

Besaran Vektor

: besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran

: Besaran yang dirumuskan dari besaran-besaran pokok

: hanya memiliki nilai

: memiliki nilai dan arah

Besaran Pokok(dalam SI)

Massa

Panjang

Waktu

Arus listrik

Suhu

Jumlah Zat

Intensitas

Satuan(dalam SI)

kilogram (kg)

meter (m)

sekon (s)

ampere (A)

kelvin (K)

mole (mol)

kandela (cd)

SISTEM MATRIK DALAM SI

Faktor Awalan Simbol

1018 exa- E

1015 peta- P

1012 tera- T

109 giga- G

106 mega- M

103 kilo- k

102 hekto- h

101 deka- da

Faktor Awalan Simbol10-1 desi- d

10-2 senti- c

10-3 mili- m

10-6 mikro-

10-9 nano- n

10-12 piko- p

10-15 femto- f

10-18 ato- a

Definisi standar besaran pokok

Panjang - meter :Panjang - meter : Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang

dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon.dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon. Massa - kilogram :Massa - kilogram :

Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.

Waktu - sekonWaktu - sekon Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi

yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar

(ground state).(ground state).

Besaran Turunan Contoh :

Kecepatan• pergeseran yang dilakukan persatuan

waktu•satuan : meter per sekon (ms-1)

Percepatan• perubahan kecepatan per satuan waktu•satuan : meter per sekon kuadrat (ms-2)

Gaya• massa kali percepatan•satuan : newton (N) = kg m s-2

Dimensi• Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika

yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan. Jarak antara dua tempat dapat dinyatakan dalam meter, mil,

langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah “panjang”.

Besaran Pokok

SimbolDimensi

Massa M

Panjang L

Waktu TArus listrik I

Besaran Pokok

SimbolDimensi

Suhu

Jumlah Zat NIntensitas J

Analisa Dimensi Suatu besaran dapat dijumlahkan atau Suatu besaran dapat dijumlahkan atau

dikurangkan apabila memiliki dimensi yang dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.sama.

Setiap suku dalam persamaan fisika harus Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.memiliki dimensi yang sama.

Contoh :Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumusberikut ini :

yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengansatuan panjang per kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa per-samaan ini secara dimensional benar !

T lg2

Jawab :Dimensi perioda [T] : TDimensi panjang tali [l] : LDimensi percepatan gravitasi [g] : LT-2

: tak berdimensi

2LTLT

T

Model

Peristiwa Alam

Eksperimen

Pengamatan

Pengukuran

Besaran Fisika

Kuantitas

Karakteristik Interaksiantar materi yang teramati

Teori

Konsep FisikaHukumFisika

Apakah yang diamati ?

Apakah yang diukur ?