9/3/2012
BESARAN, SATUAN DAN DIMENSI TIM FISIKA
Silabus • Pendahuluan, Dimensi dan Satuan • Besaran Skalar dan Vektor • Mekanika Hukum Newton, Statika, Kinematika, Dinamika • Fluida • Fisika Termal • Gelombang, Akustik (Mekanik), Optik (Elektromagnetik) • Listrik dan Magnet
1
9/3/2012
PENILAIAN • • • • •
TUGAS (PR 1 – sebelum UTS) TUGAS (PR 2 – setelah UTS) PRAKTIKUM Ujian Tengah Semester Ujian Akhir Semester
= 10% = 10% = 20% = 30% = 30%
2
9/3/2012
FISIKA FISIKA Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam yang menjadi objek pengamatan
BESARAN Dapat di ukur dan memiliki satuan
Tidak dapat di ukur (Kulit halus, setia, dll)
BESARAN Kualitatif
(ekor panjang, rambut panjang)
Kuantitatif (Tinggi badan 185 cm, lingkar kepala 60 cm)
3
9/3/2012
Bagaimana cara mendefinisikan suatu besaran?
Massa emas Panjang antene
= 5 anak timbangan = 1 jengkal SATUAN
SATUAN SATUAN adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran Dampak satuan yang tidak standar (jengkal, depa, dll )
-
Satuan menjadi terlalu banyak Banyak versi Tidak Bermanfaat Menimbulkan Kekacauan
SEHARUSNYA : - Definisi Yang Sama - Bermanfaat - Diterima Semua Orang
KESEPAKATAN
4
9/3/2012
- 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
Siapa yang menetapkan standar & Satuan?
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) - Internasional Buerau of Weight and Measures - Biro Berat dan Ukuran Internasional di Sevres 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).
5
9/3/2012
Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok) Besaran yang berdiri sendiri dan tidak diturunkan dari besaran yang lain.
Besaran Turunan Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
Besaran Pokok
6
9/3/2012
Gaussian System (cgs)
Sistem Gaussian
Units Besaran Satuan Quantities gram (g) massa gram mass centimeter (cm) panjang sentimeter length second (s) waktu detik / sekon time
British Engineering System Quantities Units mass slug length foot (ft) time second (s)
Sistem Inggris Besaran Satuan massa slug panjang kaki waktu detik
Besaran Turunan
7
9/3/2012
Besaran Waktu
Alat Ukur Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa
Segala sesuatu yang berulang secara periodik contoh: rotasi bumi, revolusi bumi
Waktu Siang: sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam Waktu hidup: sejak dilahirkan hingga meninggal.
Jam Atom (Atomic Clock): 1 detik ≡ waktu yang diperlukan untuk mencapai 9.192.631.770 kali periode osilasi dari atom cesium)
8
9/3/2012
Evolusi Satuan Panjang 1960: 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 1983 1 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
Massa 1 kg: Massa suatu silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di kantor BIPM di kota Sevres, dekat Paris, Perancis.
9
9/3/2012
DIMENSI DIMENSI: cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol besaran pokok atau dimensi adalah suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok
Besaran kecepatan Percepatan Gaya
Satuan
Dimensi
m/s m/s2 Newton Joule (kg m2/s2)
LT-1 LT-2 M LT-2 M L2 T-2
daya Tekanan Potensial Listrik
watt Pascal (N/m2) volt
M L2 T-3 M L-1 T-2 M L2 T-3I-1
Hambatan
Ohm
M L2 T-3I-2
Usaha Energi Kalor
10
9/3/2012
CONTOH Suatu besaran yang memiliki dimensi [ML-1T-2] adalah: a. Gaya = ma = [MLT-2] b. Momentum = mv = [MLT-1] c. Daya = E/t = [ML2T-3] d. Tekanan = F/A = [ML-1T-2] e. Energi = ½ mv2 = [ML2T-2]
PENGUKURAN • Pengukuran adalah membandingkan besaran satu dengan besaran yang lainnya
11
9/3/2012
ALAT UKUR
Konversi Satuan Mengapa diperlukan? Ada beberapa sistem berbeda yang dipakai di dunia Misalnya: SI British mil <-------> km Dimensi objek jauh lebih besar daripada dimensi alat ukur (kurang praktis) Misalnya: mengukur panjang jalan dengan satuan cm
12
9/3/2012
13
9/3/2012
ANALISIS DIMENSI analisis dimensi ialah suatu metode untuk mengurangi jumlah kerumitan variabel eksperimental yang mempengaruhi gejala fisika tertentu, dengan menggunakan semacam teknik peringkasan.
Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?
1 x vot at 2 2
Persamaan menyatakan jarak (x) yang ditempuh oleh suatu mobil dalam waktu (t) jika mobil mulai dari kecepatan awal vo dan bergerak dengan percepatan tetap tetap a.
Analisis dimensi menggunakan fakta bahwa dimensi dapat diperlakukan sebagai besaran aljabar, 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.
14
9/3/2012
x vo t
1 at 2 2
L
L T L T 2 T 2 T
L
L T L T 2 T 2 T
L L L
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.
Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka persaamaan ini benar secara dimensi
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 m 1 jam = 3.600 s Maka 72 km/jam = 72.000 m/ 3.600 s = 20 m/s Sehingga : 20 m/s + 30 m/s = 50 m/s
15
9/3/2012
Percepatan a partikel bergerak dengan kecepatan seragam v dalam lingkaran dengan jari-jari r proporsional terhadap rn dan vm. Tentukan nilai n dan m
Thank you!
16
