BAB I BESARAN DAN SATUAN A. Pendahuluan Besaran adalah segala sesuatu yang mempunyai nilai, yang dapat dinyatakan dengan angka. Pada umumnya besaran memiliki satuan. Satuan Suatu yang digunakam untuk membandingkan atau untuk mengukur besaran B. Besaran Pokok dan Satuannya Pada umumnya pada ilmu fisika dan ilmu teknik ada dua macam sistem yang sering digunakan yaitu: a. Sistem Inggris b. Sistem Matrik
1. Sistem Inggris Sistem Inggris disebut juga dengan sistim fps (food-pound-second), sistim satuan ini didasarkan pada gaya (F), 0anjang (L), dan waktu (t), sistim fps disebut juga dengan sistim gravitasi inggris dan dipakai di negara-negara yang berbahasa inggris di dalam kehidupan sehari-hari serta dipakai dalam pengertian mesinmesin. a. Satuan Gaya Menurut sistim fps. Satuan dari gaya adala pound. Dimana satu pound sama dengan ½ 1046 gaya gravitasi terhadap kilogram standar internasional jika ditimbang di suatu tempat diman a besar percepatan gravitasinya 37.174 fvs2. b. Satuan Panjang Satuan dari panjang menurut fps adalah foot. Foot didefinisikan sebagai 1200/3937m. Standar ini tidak diakui secar resmi, namun dipakai luas dalam industry dan perdagangan. c. Satuan Massa Satuan dari massa dalam sistim fps adal slig. Satu slig kir-kira sama dengan 14,6 kg.
2. Sistim Metrik Sistim metrik disebut juga sistem metrik absolute pada panjang (L), massa (M) dan waktu (T), sistim ini secara resmi digunakan pertama kali pada tahun 1866 di Perancis. Sistim metrik terdiri atas 2 bagian yaitu: -
Sistim MKS (meter-kilogram-sekon)
-
Sistim CGS (centimeter-gram-sekon_
a. Sistim MKS Sistim MKS disebut jugs sebagai sistim absolute. Disebut demikian sebab meter, kilogram, sekon didefinisikan menurut cara yang tidak dipengaruhi medan gravitasi bumi. Satuan-satuan yang digunakan dalam sistim MKS adalah sebagai berikut: - Panjang menggunakan satuan meter (m) - Massa menggunakan satuan kilogram (kg) - Waktu menggunakan satuan sekon (s) b. Sistim CGS Sistim CGS merupakan suatu aturan absolute namun berbeda dengan sistim MKS. Perbedaan sistim CGS dan MKS adalah terletak pada pemakaian centimeter dan gram yang merupakan satuan kelipatan dari meter dan kilogram. Satuan-satuan yang digunakan dalam sistim CGS adalah sebagai berikut: - Panjang menggunakan satuan centimeter (cm) - Massa menggunakan satuan gram (g) - Waktu menggunakan satuan sekon (s)
3. Sistim Internasional Sistim Internasional atau SI merupakan suatu pengembangan sistim metrik. Sistim ini diresmikan penggunaannya di Perancis pada tahun 1960. Di dalam sistim satuan internasional (SI) terdapat 7 buah besaran pokok berdimensi dan 2 buah besaran yang tidak berdimensi.
Tujuh buah besaran besaran pokok dalam SI adalah sebagai berikut:
Sedangkan dua buah besaran tambahan dalam sistim internasional adalah sebagai berikut:
a. Satuan Panjang Satuan Panjang pertama kali didefinisikan sebagai jarak antara dua goresan yang terdapat pada kedua ujung sebatang palatine iridium pada suhu 0oC yang disimpan di kota Sevras dekat kota Paris. Batang ini dinamakan meter standar. Karena terjadinya kesukaran-kesukaran dengan meter standar, misalnya terdapat perubahan panjang, maka pada tahun 1960 satu meter didefinisikan sebagai jarak yang sama dengan 1.650.763,73 kali riak gelombang cahaya merah jingga yang dihasilkan oleh gas krypton dengan massa atom 86. b. Satuan Massa Massa adalah banyaknya zat yang dikandung oleh suatu benda. Satuannya adalah kilogram.
Kilogram standara adala merupakan suatu massa standar yaitu sebuah silinder platina iridium yang dikenal sebagai kilogram standar internasional. Bentuk aslinya disimpan di kota Serves, Perancis. Massa kilogram standar juga disamakan dengan massa 1 liter air murni pada suhu 4oC. c. Satuan Waktu Satuan Waktu adalah sekon atau detik. Pertama kali 1 detik didefinisikan sebagai 1/86400 hari matahari rata-rata. Namun karena dalam 1 hari matahari rata-rata dari tahun ketahun tidak sama maka standar ini tidak berlaku. Pada tahun 1956 sekon standara ditetapkan secara internasional yaitu sebagai 1/315569259747 tahun tropic rata-rata. Namun karena panjangnya tahun berubah dengan kecepatan yang diketahui maka waktu (tahun) tropic didefinisikan sebagai gerak bumi pada tanggal 1 januari 1900 Tapi pada tahun 1967 terdapat pergantian standar yaitu standar dengan berdasarkan sebuah jam atom yang didalamnya terdapat atom nitrogen dalam molekul amoniak (NH3) yang dibiarkan bergetar bolak balik, sedangkanjam atom yang lebih teliti adalah jam atom Cesium. Dari jam atom tersebut ditetapkan bahwa satu sekon adalah waktu yang diperlukan oleh atom cesium bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. d. Satuan arus listrik Arus listrik dihitung dalam satuan ampere. Satu ampere didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik sebesar 1 coulomb yang melewati suatu penampang dalam waktu 1 detik (1 coulomb = 6.25.8018) e. Satuan Suhu Pertama kali yang dijadikan titik acuan suhu adalah titik lebur es yang bersuhu 0oC dan titik didih air yang bersuhu 100oC pada tekanan 76 cmHg. Pada tahun 1954, diputuskan bahwa titik lebur es adalah T=273,15 K dan titik didih air adalah T=373,15 K pada tekanan 76cmHg. f. Satuan intensitas cahaya Sumber cahaya standar pertama kali adalah sumber cahaya buatan yang berdasarkan perjanjian internasional yaitu lilin. Pada tahun 1948, sumber cahaya standar yang baru didasarkan pada cahaya yang dipancarkan oleh suatu benda hitam pada suhu titik lebur platina sebesar 1773oC yang dinyatakan dengan satuan kandela. g. Satuan Jumlah Zat
Satuan jumlah zat adalah mol. 1 mol zat terdiri atas 6,025x1023 buah partikel. Bilangan 6,025x1023 disebut bilangan avogadro. C. Besaran Turunan dan Satuannya Besaran turunan adalah besaran yang terbentuk dari satu atau lebih besaran pokok. Beberapa contoh besaran turunan yang berasal dari besaran pokok adalah: -
Luas atuannya meter persegi (m)
-
Volume satuannya meter kubik (m2)
-
Dan lain sebagainya
Di dalam sistim internasional, besaran turunan mempergunakan sistim satuan MKS. Berikut ini beberapa besaran turunan dalam SI yang mempunyai nama satuan tertentu.
Sedangkan berikut ini merupakan tetapan-tetapan yang ada didalam fisika, yaitu: a. Tetapan gravitasi (G) = 6,67x19-11 newton. m2. kg2 b. Percepatan gravitasi (g) = 9,80 m/s2 c. Tetapan gas ideal (R) = 8316,96 joule. Kg. Mol. oK d. Tetapan Bolztman (k) = 1,38042x1023joule m2 e. Volume normal gas ideal (Vo) = 22,4 m3/kg.mol
SOAL – SOAL 1. Apakah besaran itu ? 2. Sebutkan sistem satuan yang sering digunakan! 3. Jelaskan sistem inggris itu! 4. Sebutkan satuan-satuan dalam sistem inggris! 5. Jelaskan sistem matrik itu apa? 6. Sebutkan dan jelaskan bagian-bagian dari sistem matrik! 7. Sebutkan 7 besaran pokok dalam SI serta sebutkan satuan dan lambangnya! 8. Pada tahun berapa standar detik ditetapkan? 9. Sebutkan contoh besaran turunan dari besara pokok! 10. Sebutkan bebrapa besaran turunan dalam SI sertakan juga satuan dan lambangnya!
