FISIKA DAN PENGUKURAN

Oleh : Hery Purwanto

Editor :Ahmad Zaman Huri

Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi.

Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah).

Apakah Fisika Itu ?

METODE ILMIAH

Pengamatan terhadapPeristiwa alam

Hipotesa

Eksperimen

TidakCocok

Teori

Prediksi

Hasil negatif

Perbaiki teori

Hasil positif

Uji prediksi

Kalibrasi

Model

PengamatanPeristiwa Alam

Eksperimen

Apakah yang diukur ?Pengukuran

Kuantitas(Hasil Pengukuran)

PenyajianHarga Satuan

Alat Ukur

Standar ukuran Sistem satuan

Sistem Matrik SI

PENGUKURAN

Besaran Fisika

Besaran Fisika

Konseptual

Matematis

Besaran Pokok

Besaran Skalar

besaran yang ditetapkan dengan suatu standar ukuran

besaran yang dirumuskan dari besaran-besaran pokok

hanya memiliki nilai

memiliki nilai dan arah

KLASIFIKASI BESARAN FISIKA

Besaran Turunan

Besaran Vektor

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)

BESARAN POKOK

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 Simbol

10-1 desi- d

10-2 senti- c

10-3 mili- m

10-6 mikro- µ10-9 nano- n

10-12 piko- p

10-15 femto- f

10-18 ato- a

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

yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekonsekon..

Massa - kilogram :Massa - kilogram :� Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium

dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.

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

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

DEFINISI STANDAR BESARAN POKOK

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

Besaran Pokok Simbol Dimensi

Massa

Panjang

Waktu

Arus listrik

Suhu

Jumlah Zat

Intensitas

M

L

T

I

Θ

N

J

ANALISA DIMENSI

Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumus berikut ini :

yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengan satuan panjang per kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa persamaan ini secara dimensional benar !

glT π2=

Jawab :

Dimensi perioda [T] : T

Dimensi panjang tali [l] : L

Dimensi percepatan gravitasi [g] : LT-2

π : tak berdimensi

2LT

LT −= T=

Contoh :

� Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.� Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.

KESALAHAN DALAM PENGUKURAN

Pengukuran : proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan

Kesalahan pengukuran (error) : derajad penyimpangan suatu hasil pengukuran terhadap nilai yang diharapkan

e = Yn - XnKesalahan mutlak :

harga yang diharapkan

harga pengukuran

Persentase Kesalahan : )100()100(n

nn

n Y

XY

Ye −=

Akurasi :n

nn

Y

XYA

−−= 1

Persentase Akurasi : a = 100% - persentase kesalahan = A x 100

Derajad kepastian hasil pengukuran terhadap hasil yang diharapkan

KESALAHAN DAN PRESISI

PresisiAkurat Derajad konsistensi suatu pengukuran?

Resolusi : perubahan terkecil suatu variabel yang diukur yang masih dapat terukur oleh alat ukur

n

nn

X

XX −−= 1Presisi

Harga pengukuran ke n

Harga rata-rata dari n kali pengukuran

n

XX n

n∑=

Batas ketelitian

ANGKA SIGNIFIKAN

Mencerminkan batas ketelitian alat ukur yang digunakan

Mistar batas ketelitian 0,1 cmHasil pengukuran disajikan dengan tidak lebih dari satu angka dibelakang koma

Contoh : 17,3 cm atau 4,5 cm

(17,3 cm)x(4,5 cm) = 77,85 cm2

Tiga angka penting Dua angka penting

78 cm2 Mengikuti jumlah angka penting yang terendah

(17,3 cm)/(4,5 cm) = 3,84444444444444444 cm2 3,8 cm2

Penjumlahan dan pengurangan mengikuti jumlah angka desimal terkecil

128 + 5,35 = 128,35 128

1,0001 + 0,003 + 2,0004 = 3,004

Pembulatan :• > 5 dibulatkan ke atas• < 5 dibulatkan ke bawah• = 5 dibulatkan ke genap terdekat