1 BESARAN Dan SATUAN (Quantities And Units)

2 Fisika: Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam yang menjadi objek pengamatan. Bagaimana Cara Mendeskripsikan Objek ? Coba deskripsikan gajah ini !!

3 Deskripsi Kualitatif Gadingnya : Panjang Gajah lebih tinggi daripada orang Tenaga gajah lebih kuat Deskripsi Kuantitatif Tinggi : 2,5 meter Massa : 4 Ton Panjang : 5 meter Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar Warnanya Coklat; Besaran Non-Fisis (Tak Terukur) Besaran Fisis ---> BESARAN Besaran: sesuatu yang digunakan untuk mendeskripsikan objek.

4 Untuk mendeskripsikan objek secara fisis (kuantitatif) diperlukan pengukuran. Tinggi : 2,5 meter Massa : 4 ton Panjang : 5 meter Bagaimana cara mendapatkan angka- angka ini? Apa yang dimaksud dengan pengukuran? Bagaiamana caranya? Apa yang digunakan?

5 Dibandingkan dengan anak timbangan (berapa buah anak timbangan diperlukan sehingga skala setimbang) Hasilnya: Massa emas = 5 kali massa anak timbangan Objek: Buku Berapa? Cara Mengukur?

6 Bab II Pengukuran (Measurement)

7 Fisika dan Pengukuran "By a comparison of the results of accurate measurements with the numerical predictions of the theory, we can gain considerable confidence that the theory is correct, and we can determine in what respects it needs to be modified. It is often possible to explain a phenomenon in several rough qualitative ways, and if we are content with that, it may be impossible to decide which theory is correct. But if a theory can be given which predicts correctly the results of measurements to four or five (or even two or three) significant figures, the theory can hardly be very far wrong. Rough agreement might be a coincidence, but close agreement is unlikely to be. Furthermore, there have been many cases in the history of science when small but significant discrepancies between theory and accurate measurements have led to the development of new and more far-reaching theories. such slight discrepancies would not even have been detected if we had been content with a merely qualitative explanation of the phenomena." - Keith R. Symon, Mechanics, Second Edition, 1964 Pemegang kekuasaan tertinggi dalam ilmu pengetahuan alam adalah eksperimen – bukan “apa yang ada dalam buku”. Dalam eksperimen kita harus melakukan pengukuran, karena itu pengukuran sangat penting dalam fisika.

8 Menentukan ukuran atau kapasitas suatu besaran dengan cara membandingkannya dengan besaran tertentu yang sejenis yang digunakan sebagai satuan. Mengukur ( to measure) ???

9 Mengukur Massa

10 Yang dapat dijadikan alat ukur waktu adalah segala sesuatu yang berulang secara periodik contoh: rotasi bumi, revolusi bumi Mengukur Waktu

11 Emas Anak Timbangan Dibandingkan dengan anak timbangan (berapa buah anak timbangan diperlukan sehingga skala setimbang) Hasilnya: Massa emas = 5 kali massa anak timbangan Massa Emas? Defenisi: Jumlah materi yang dikandung emas Berapa? Cara Mengukur?

12 Panjang Tali? Defenisi: Jarak dari titik paling kiri ke titik paling kanan pada tali Berapa? Cara Mengukur? Hasilnya: Panjang Tali = 2 kali panjang jengkal Kecepatan rata-rata? Defenisi : Jarak tempuh / waktu tempuh Dibandingkan dengan jengkal (berapa kalinya) Didefenisikan dari besaran-besaran lain

13 Ada besaran yang dapat didefenisikan hanya dengan menggambarkan bagaimana cara mengukurnya. Massa emas = 5 kali massa anak timbangan Panjang Meja = 2 kali panjang jengkal Ada besaran yang dapat didefenisikan dengan cara menggambarkan bagaimana menghitungnya dari besaran-besaran lain yang dapat diukur. Defenisi = Jarak tempuh / waktu tempuh  Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok)  Besaran Turunan

14 SATUAN Nilai suatu besaran fisis dinyatakan dengan Massa (emas) = 5 anak timbangan Panjang (meja) = 2 jengkal Satuan panjang yang lain: Spidol, Jengkal, Kaki, … AKIBATNYA: - Satuan menjadi terlalu banyak - Banyak versi - Tidak Bermanfaat - Menimbulkan Kekacauan SEHARUSNYA : - Defenisi Yang Sama - Bermanfaat - Diterima Semua Orang KESEPAKATAN

15 -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 - Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) - - Internasional Buerau of Weight and Measures - - Biro Berat dan Ukuruan Internasional - di Sevres Perancis Siapa yang menetapkan standar & Satuan?

: French Academy of Sceine menetapakan 1 METER : satu per sepuluh juta jarak dari kutub utara ke khatulistiwa. 1 SATUAN WAKTU: waktu yang diperlukan oleh suatu pendulum dengan panjang 1 meter untuk berayun dari satu sisi ke sisi yang lain. Satuan-satuan ini SULIT DIDUPLIKASI (diperbanyak), kemudian dilakukan perubahan-perubahan dengan defenisi yang lebih baik dan mudah diduplikasi. Besaran dan Satuan Standar yang digunakan telah berevolusi selama bertahun-tahun.

17 Besaran Waktu Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa Misalnya Waktu Siang = sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam Waktu hidup = sejak dilahirkan hingga meninggal. Segala sesuatu yang berulang secara periodik contoh: rotasi bumi, revolusi bumi Alat Ukur Waktu Jam Atom (Atomic Clock): 1 detik ≡ waktu yang diperlukan untuk mencapai kali periode osilasi dari atom cesium)

18 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 ≡ ,73 kali panjang cahaya orange-red yang dipancarkan dari lampu krypton-86 ( 86 Kr) Sejak meter ≡ jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1 / detik. Dengan defenisi terakhir ini maka kecepatan cahaya di ruang hampa ditetapkan menjadi 299, m/s

19 Evolusi Satuan Massa 1 kg = Massa suatu silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di kantor BIPM di kota Sevres, dekat Paris, Perancis.

20 Sistem satuan yang dugunakan 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).

21 Besaran dan satuan yang digunakan dalam SI * International System (SI)Sistem Internasional (SI) QuantitiesUnitsSymbolBesaranSatuan masskilogramkgmassakilogram (kg) lengthmetermpanjangmeter (m) timesecondswaktudetik / sekon (s) Electric CurrentampereAArus ListrikAmpere (A) TemperaturekelvnKTemperaturKelvin (K) Amount of substancemolemolJumlah Zatmol (mol) Light IntensitycandelaCdIntensitas Cahaya Candela (cd) * Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971

22 Gaussian System (cgs)Sistem Gaussian QuantitiesUnitsBesaranSatuan massgram (g)massagram lengthcentimeter (cm)panjangsentimeter timesecond (s)waktudetik / sekon British Engineering SystemSistem Inggris QuantitiesUnitsBesaranSatuan massslugmassaslug lengthfoot (ft)panjangkaki timesecond (s)waktudetik

23 Konversi Satuan Ada beberapa sistem berbeda yang dipakai di dunia Misalnya: SI  British Mengapa diperlukan? Dimensi objek jauh lebih besar daripada dimensi alat ukur (kurang praktis) Misalnya: mengukur panjang jalan dengan satuan cm mil km cm ----> km

24 Dimensi BesaranDimensi Panjang[L]  Length Massa[M]  Mass Waktu[T]  Time Apa dimensi dari kelajuan (v)?

25 Analisis Dimensi  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. Apakah persamaan berikut benar secara dimensi? Persamaan menyatakan jarak (x) yang ditempuh oleh suatu mobil dalam waktu (t) jika mobil mulai dari kecepatan awal v o dan bergerak dengan percepatan tetap tetap a. Analisis dimensi menggunakan fakta bahwa dimensi dapat diperlakukan sebagai besaran aljabar,

26 Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka persaamaan ini benar secara dimensi 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.

27 Besaran Skalar dan Vektor