Pertemuan 1 - Besaran dan Satuan PDF

BESARAN DAN SATUAN ⦿ Mobil Formula 1 bergerak dengan kecepatan 250 km/jam. ⦿ Suhu air mendidih 100oC. ⦿ 1 karung beras massanya 60 kg.  Besaran Pokok Besaran fisika adalah sifat benda atau gejala alam yang dapat diukur. Besaran pokok adalah besaran yang telah ditetapkan terl...

BESARAN DAN SATUAN ⦿ Mobil Formula 1 bergerak dengan kecepatan 250 km/jam. ⦿ Suhu air mendidih 100oC. ⦿ 1 karung beras massanya 60 kg.  Besaran Pokok Besaran fisika adalah sifat benda atau gejala alam yang dapat diukur. Besaran pokok adalah besaran yang telah ditetapkan terlebih dahulu Tujuh besaran pokok dalam fisika:  Besaran Turunan Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok Contoh besaran turunan dalam fisika: Satuan SI dan Dimensi untuk Besaran Pokok  Pengukuran Apakah pengukuran itu? Apa yang kalian lakukan ketika melakukan pengukuran? Contoh : Guru meminta tiga siswa mengukur panjang meja. Siswa pertama melaporkan 1,5. Siswa kedua melaporkan 150. Siswa ketiga melaporkan 1.500. Siapakah yang benar?  Konversi Satuan Penggunaan prefiks (kilo-, centi-, milli-, dll.). Contoh konversi: 1 km = 1000 m, 1 m = 100 cm. Pentingnya konsistensi dalam penggunaan satuan. Pengukuran Langsung dan Tidak Langsung Ditinjau dari cara pengukurannya: Pengukuran langsung : pengukuran suatu besaran yang tidak bergantung pada pengukuran besaran-besaran lain Pengukuran tidak langsung: pengukuran besaran fisika dengan cara bergantung pada hasil pengukuran besaran yang lain.  KETEPATAN DAN KETELITIAN PENGUKURAN Ketepatan (keakuratan) : jika suatu besaran diukur beberapa kali dan menghasilkan harga-harga yang menyebar di sekitar harga yang sebesarnya Ketelitian (kepresisian): jika hasil-hasil pengukuran terpusat di suatu daerah tertentu maka hasil tersebut presisi (harga tiap pengukuran tidak jauh berbeda) X X X X X X X X X X X X A B C Aturan-aturan Penulisan Hasil Pengukuran  Pengukuran dan Ketidakpastian: PENGUKURAN DALAM PENTIN FISIKA G KETIDAKPASTI AN CONTOH: (4,85  0,05) cm Taksiran Persen Ketidakpastian ketidakpastian  0,05 cm 0,05/4,85 x 100%   Pengukuran Definisi pengukuran: proses menentukan nilai kuantitatif dari suatu besaran. Pentingnya pengukuran dalam sains. 1. Dasar untuk Verifikasi Ilmiah 2. Kuantifikasi dan Komunikasi 3. Presisi dan Akurasi 4. Pengembangan Teknologi 5. Dasar Pengambilan Keputusan 6. Pemahaman Alam Semesta 7. Standarisasi Contoh pengukuran: panjang, massa, waktu.  Prinsip dasar dalam menuliskan hasil pengukuran Prinsip dasarnya jika disederhanakan setidaknya ada tiga, yakni: 1. Setiap hasil pengukuran harus mengandung angka pasti dan angka ragu- ragu (taksiran) 2. Semua hasil pengukuran hanya boleh terdiri dari satu angka ragu-ragu (taksiran) 3. Setiap hasil pengukuran harus di lengkapi dengan ketidakpastian, penulisannya dalam bentuk: Keterangan: - X : Simbol besaran yang diukur - x : Hasil ukur besaran X - Δx : Ketidakpastian mutlak pengukuran besaran X - Satuan : Satuan besaran X yang diukur (dalam satuan SI)  Ketidakpastian dalam Pengukuran Tidak ada pengukuran yang 100% akurat. Semua pengukuran selalu disertai dengan ketidakpastian Ketidakpastian muncul disebabkan karena Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan paralaks, gesekan, fluktuasi parameter pengukuran, lingkungan, keterampilan pengamat, dll Menghitung Ketidakpastian mutlak (Δx) dengan NST (Nilai Skala Terkecil) alat ukut yang digunakan. dimana NST =  Contoh cara menulis hasil Pengukuran Perhatikan gambar di bawah ini : Sebuah mistar digunakan untuk mengukur panjang benda. Tentukan berapa besar hasil pengukurannya !  Untuk menentukan hasil ukur panjang x, gunakan prinsip 1 dan 2 terlebih dahulu! Dari gambar diatas, tampak bahwa hasil ukurnya adalah 3,6 cm lebih. Dua angka, 3 dan 6 adalah angka pasti. Artinya hasilnya belum lengkap, belum ada angka ragu-ragunya (taksiran). Angka taksiran yang di maksud merujuk pada angka taksiran yang akan ditempatkan di belakang angka 6. Kita tahu pengukurannya lebih dari 3,6. Lebihnya inilah yang kita perlu taksir. Hanya taksiran, bukan angka pasti. Untuk menentukan angka taksiran, khususnya dalam pengukuran panjang menggunakan mistar biasa ( alat ukur yang mirip-miriplah dengan mistar) kita diperkenankan menggunakan angka taksiran 0 dan 5.  Angka taksiran 0 di pakai jika lebihnya (maksudnya lebihnya 3,6) di pastikan belum sampai setengah skalanya (pengukurannya belum sampai 3,65 cm). Jika kita sudah bisa memastikan hasil pengukurannya lebih dari setengah skala (pengukurannya lebih dari 3,65 cm) maka angka taksiran yang di pakai harus angka 5. Perhatikan kembali gambar di atas! Hasil ukurnya sudah dapat di pastikan lebih dari 3,65 cm? maka angka taksirannya adalah 5 (bukan angka 0). Olehnya itu, kita dapat menuliskan, x = 3,65 cm di mana, 3 dan 6 adalah angka pasti dan angka 5 adalah angka ragu- ragu (taksiran). Hasil ini sudah mewakili prinsip 1 dan 2. Ini belum lengkap, kita masih perlu mencari ketidakpastian mutlak atau delta x hasil pengukurannya.  Nilai Skala Terkecil (NST) mistar yang di gunakan adalah 0,1 cm, maka besar ketidakpastian mutlaknya adalah: Dengan demikian maka hasil pengukurannya dapat di tuliskan dalam bentuk:  Apa makna dari plus-minus dalam pelaporan hasil pengukuran ini? hmm, sederhananya melalui plus-minus ini memberikan kita rentang panjang dari benda yang kita ukur. Tanda plus-minus ini di gunakan untuk mencari rentang pengukurannya. Mudah-mudahan bisa di pahami. Sehingga hasil pengukuran panjang benda berada pada rentang 3,60 cm sampai dengan 3,70 cm. Atau panjang benda itu berada pada rentang 3,60 cm sampai 3,70 cm. Catatan: 3,60 cm di peroleh dari (3,65 – 0,05) cm sementara 3,70 cm di peroleh dari (3,65 + 0,05) cm. Panjang benda yang kita ukur berada pada rentang 3,60 cm sampai 3,70 cm. Hasil ini pasti benar, tidak ada lagi keraguan di dalamnya. Jadi dengan adanya ketidakpastian pengukuran (ketidakpastian mutlak) kita dapat memastikan hasil pengukurannya, namun yang di pastikan adalah rentang pengukurannya  Berapa hasil pengukuran panjang pada gambar diatas ? Silahkan dikerjakan! Jawaban Panjang benda yang kita ukur berada pada rentang 3,55 cm sampai 3,65 cm Angka taksirannya yang dipilih nol (bukan 5), kenapa coba? ⦿ Semua angka yang bukan nol adalah angka penting Contoh: 265,4 m ⦿ Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol termasuk angka penting. Contoh: 10,3 m ⦿ Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting, kecuali kalau ada penjelasan lain, misalnya berupa garis di bawah angka terakhir yang masih dianggap penting. Contoh: 22,300 1250 ⦿ Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol, baik di sebelah kanan maupun di sebelah kiri koma decimal tidak termasuk angka penting ⦿ Dalam sains Fisika sering dijumpai besaran- besaran yang nilainya sangat kecil atau sangat besar ⦿ Bila besaran seperti ini ditulis biasa akan memerlukan waktu dan tempat yang banyak. ⦿ Kebiasaan dalam bidang sains Fisika menulis 𝑎 × 10𝑛 nilai besaran seperti ini dalam bentuk Dimana besarnya a antara -10 dan -1 atau antara +1 sampai +10. dan n bilangan bulat positif atau negative Penulisan dalam bentuk seperti itu disebut Pembulatan ⦿ Jika yang akan dibulatkan lebih besar dari lima, maka pembulatannya ke atas. Contoh: 25,56 menjadi 25,6 ⦿ Jika yang akan dibulatkan kurang dari lima, maka pembulatannya ke bawah. Contoh: 25,54 menjadi 25,5 ⦿ Jika yang akan dibulatkan memiliki angka terakhir 5, maka pembulatannya dilakukan sedemikian rupa sehingga angka penting terakhir selalu genap. Contoh: 25,55 menjadi 25,6 Penjumlahan dan Pengurangan ⦿ Angka ragu-ragu ditambah atau dikurang dengan angka ragu-ragu menghasilkan angka ragu-ragu. ⦿ Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka ragu-ragu menghasilkan angka ragu- ragu. ⦿ Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka pasti menghasilkan angka pasti. Contoh: 215,3 127,74 25,45 + 12,5 + 240,75 ≈ 115,24 ≈ 240,8 115,2 Mengali dan Membagi Pada waktu mengalikan dan membagi bilangan tidak eksak dengan bilangan eksak, hasilnya mengandung angka penting sebanyak angka penting yang paling sedikit di antara yang dikalikan atau dibagi itu. Conto 2,50 x 2,5 = 6,25 ≈ h: 6,2 2,50 x 2,50 = 6,25 6,25 : 5,0 = 1,25 ≈ 1,2 6,25 : 2,50 = 2,5 ≈ Memangkatk Bila suatuan bilangan non eksak dipangkatkan, hasilnya memiliki angka penting sebanyak angka penting bilangan yang dipangkatkan. Conto (3,25)2 = 10,5625 ≈ h: 10,6 (325)2 = 105625 ≈ Menarik Akar 106000 Akar pangkat dua atau (0,5) lebih 2 = dari 0,125 ≈ suatu 0,1 bilangan tidak eksak, hasilnya memiliki angka penting 125 = 5 ≈ 5,00 144,0 = 12 ≈ sebanyak angka penting dari bilangan yang ditarik 3 akarnya. 12,00 Contoh: