PENGUKURAN, BESARAN DAN SATUAN Konsep Dasar IPA

1.2 BESARAN DAN SATUAN Besaran : Mengukur : 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 nilai satuan SATUAN : ----- Adalah ukuran dari besaran

1. Besaran dasar (besaran pokok) MACAM-MACAM BESARAN 1. Besaran dasar (besaran pokok) Yaitu : besaran yg cara pengukurannya tidak bergantung pada besaran lain Contoh : panjang, massa dan waktu 2. Besaran turunan yaitu : besaran yg cara pengukurannya tergantung pada dua atau lebih besaran dasar. Contoh : kecepatan, gaya, usaha dll

3. Besaran pelengkap/tambahan yaitu besaran yang bukan besaran dasar, tapi cara pengukurannya tidak bergantung pada besaran lain. Besaran pelengkap tidak mempunyai dimensi Ada 2 besaran pelengkap Sudut bidang datar satuannya radian Sudut ruang satuannya steradian (Sr)

DIMENSI adalah : cara penulisan besaran-besaran dgn menggunakan lambang-lambang besaran dasar Dimensi berguna untuk : Menentukan dimensi besaran dalam suatu rumus yang tidak diketahui Mengecek/ mengkaji kebenaran suatu rumus Ada 3 besaran Dimensi pokok Panjang yang memakai simbol (L) Massa yang memekai simbol (M) Waktu yang memakai simbol (T)

Di dalam fisika ada sistem satuan yaitu : 1. Sistem Metrik 2 Di dalam fisika ada sistem satuan yaitu : 1. Sistem Metrik 2. Sistem Inggris Sistem metrik atau disebut juga sistem metrik absolut didasarkan pada panjang L , massa M dan waktu T. Sistem ini secara resmi digunakan pertama kali pada tahun 1866 di Perancis, dan sejak tahun 1889 dikenal dengan Sistim Internasional.

Sistem matrik terdiri atas 2 bagian yaitu : Sistem MKS (meter-kilogram-sekon) Sistem CGS (centimeter- gram-secon) SISTEM INGGRIS Disebut juga sistem fps (food, pound, second) Sistem fps didasarkan pd gaya (F), panjang (L) dan waktu (T). Sistem fps disebut juga sistem gravitasi Inggris dan dipakai di negara-negara yg berbahasa Inggris didalam kehidupan sehari-hari serta dipakai dalam pengerjaan mesin-mesin.

Pengukuran Fisika : Pengukuran kuantitas  sistem SI Fisika Kedokteran : satuan Non Standar Contoh : tekanan : N/m2; Dyne/cm2;Pound/inch2 tekanan darah : mm air raksa pulse rate  pulsogium ( pendulum simpel) untuk mengukur pulse rate penderita

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 Misalnya 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)

Proses Pengukuran Proses pengukuran pengulangan - Sejumlah pengulangan /detik/menit/jam Mis :pengukuran pernafasan 15/menit denyut nadi 70/menit 2. Proses pengukuran yang tidak ulang - Dilakukan sekali terhadap individu Mis : substansi asing yang dikeluarkan ginjal, potensial aksi dari sel saraf

Yang perlu diperhatikan : Ketelitian ( accuracy) dan kebenaran ( precision) - Menunjukkan pengukuran yang bagaimana memberikan pendekatan untuk memperoleh suatu standar Contoh : tinggi badan 1,765 m dengan ketelitian 0,003 m ( 33 mm) dibanding dengan patokan( standar ) meter - Pengukuran berkali-kali, lalu dirata-rata, dan dicari standar deviasi

Kebenaran: berhubungan dengan kemampuan pengembalian dari suatu pengukuran tanpa memperdulikan ketelitian dalam pengukuran Contoh: Penderita yang diukur temperaturnya dalam 10 x (36,1 ;36,0;36,2;36,1;36,4;36,3;36,0;36,3;36,4; dan 36,2 oC ), Temp tubuh normal 37 oC Hasil ini menunjukkan kebenaran dalam pengukuran dengan nilai rata-rata 36,2 oC dan variasi 0,2 oC, Apabila dibandingkan dengan termometer standar tampak ada ketidak sempurnaan dari termometer yang dipakai, selisih pembacaan 3 oC

Registrasi : mencatat hal-hal yang diperoleh dari hasil pengukuran Falsa Positif suatu penyimpangan ( error) yang terjadi dimana penderita dinyatakan menderita suatu penyakit padahal sama sekali tidak 2. Falsa negatif suatu penyimpangan ( error) yang terjadi dimana penderita dinyatakan tidak sakit padahal penderita tersebut menderita suatu penyakit

Yang Harus Dilakukan : Pengambilan pengukuran Pengulangan pengukuran Penggunaan alat-alat yang dipercayai Kaliberasi alat

SATUAN Satuan-Satuan dasar SI Besaran Dasar Nama Simbol Panjang meter m Massa kilogram kg Waktu sekon/detik s/dt Arus Listrik ampere A Temperatur kelvin K Jumlah zat mole mol Intensitas cahaya candela cd

Tabel Turunan Satuan International Kuantitas Satuan Singkatan Dimensi Gaya Newton N Kg m/sec2 Tekanan Pascal Pa ;N/m2 Kg/ msec2 Energi Joule J;Nm Kg m2 /sec2 Tenaga Watt W;J/sec Kg m2 /sec3 Frekuensi Hertz Hz sec -1 Disintegrasi rate Becquerel Bq Dosis absorpsi Gray Gy; J/Kg m2 /sec2

Tabel Turunan Satuan International Kuantitas Satuan Singkatan Dimensi Gaya Newton N Kg m/sec2 Tekanan Pascal Pa ;N/m2 Kg/ msec2 Energi Joule J;Nm Kg m2 /sec2 Tenaga Watt W;J/sec Kg m2 /sec3 Frekuensi Hertz Hz sec -1 Disintegrasi rate Becquerel Bq Dosis absorpsi Gray Gy; J/Kg m2 /sec2

Non SI Kuantitas Satuan Singkatan Gaya Dyne Tekanan Atmosfir Atm Energi Kalori Cal Tenaga Kilo kalori/menit Kcal/mnt Waktu Menit min Temperatur Fahrenheit F

Data Standar Manusia Umur 30 tahun Berat badan 690 N ( 154 lb) Tinggi badan 172 cm Massa 70 Kg Luas permukaan 1,85 m2 Temperatur tubuh 37,0 oC Basal Metabolisme 38 Kcal/ m2hr Kebutuhan O2 260 ml/min

Data Standar Manusia Produksi CO2 260 ml/mnt Volume darah 5,2 lt Cardiac output 5 lt / min Tekanan darah 120/80 mm Hg Heart rate 70 beat/min Total lung capacity 6 lt Breathing rate 15 / min Muscle mass 30.000 g ( 43% dr massa badan

Dalam mekanika hanya digunakan 4 besaran dasar yaitu : panjang, massa, waktu dan jumlah zat Dalam SI ada beberapa satuan dgn nama khusus yaitu : N (Newton) = kg. m. s-2 J (Joule) = N.m untuk satuan kerja (energi) W (watt) = J.S-1 untuk satuan daya

PENDEFENISIAN SATUAN DASAR Satu meter adalah jarak yg ditempuh cahaya (dalam vakum) dalam selang waktu 1/299.792.458 sekon (CGPM ke 17, 1983) Satu kilogram (kg) adalah massa sebuah kilogram standar yg disimpan di lembaga timbangan ukuran internasional (CGPM ke-1 1899) Massa kilogram standar juga disamakan dg masa dari 1 liter air murni pada suhu 4°C

Satu sekon (s) adalah selang waktu yg diperlukan oleh atom cesium untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali dalam transisi antara 2 tingkat energi di tingkat energi dasarnya (CGPM ke 13) Satu ampere (A) adalah : kuat arus tetap yg jika dialirkan melalui 2 buah kawat yang sejajar dan sangat panjang dg tebal yg dpt diabaikan dan diletakkan pd jarak pisah 1 meter dalam vakum menghasilkan gaya 2 x 10 -7 newton pd setiap meter kawat (CGPM ke-13, 1967)

Satu Kelvin ( K) adalah 1/273,16 kali suhu termodinamika titik tropel air (CGPM ke -13 , 1967). Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dgn es dan uap jenuhnya Satu Kandela (cd) adalah : intensitas cahaya suatu sumber cahaya yg memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 x 10 12 hertz dg intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersbut (CGPM ke-16, 1979)

Dualisme Gelombang-Partikel Teori Relativitas Einsten 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 Einsten 1.3

Besaran : Mengukur : 1.2 BESARAN DAN SATUAN 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 satuan nilai 1.4

Sistem satuan : ada 2 macam Ukuran dari suatu besaran ditetapkan sebagai satuan. Contoh : meter, kilometer  satuan panjang detik, menit, jam  satuan waktu gram, kilogram  satuan massa dll. Sistem satuan : ada 2 macam 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 1.5

Besaran Pokok Tak Berdimensi 7 Besaran Pokok dalam Sistem internasional (SI) NO Besaran Pokok   Satuan    Singkatan Dimensi    1 Panjang Meter m L 2 Massa Kilogram kg M 3 Waktu Sekon s T 4 Arus Listrik Ampere A I 5 Suhu Kelvin K θ 6 Intensitas Cahaya Candela cd j 7 Jumlah Zat Mole mol N Besaran Pokok Tak Berdimensi NO Besaran Pokok   Satuan    Singkatan Dimensi   1 Sudut Datar Radian rad - 2 Sudut Ruang Steradian sr 1.6

Dimensi Besaran Turunan Besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Cara besaran itu tersusun oleh besaran pokok. - Guna Dimensi : Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran Untuk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan - Metode penjabaran dimensi : Dimensi ruas kanan = dimensi ruas kiri Setiap suku berdimensi sama Besaran Turunan Besaran yang diturunkan dari besaran pokok. 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    Lambang 1 Gaya Newton N 2 Energi Joule J 3 Daya Watt W 4 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 waktu kecepatan 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

Quiz 1 1. Tentukan dimensi dan satuannya dalam SI untuk besaran turunan berikut : a. Gaya b. Berat Jenis c. Tekanan d. Usaha e. Daya 2. Buktikan besaran-besaran berikut adalah identik : a. Energi Potensial dan Energi Kinetik b. Usaha/Energi dan Kalor 1.11

Terimakasih