(Quantities And Units) BESARAN Dan SATUAN (Quantities And Units)

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

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

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

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

Bab II Pengukuran (Measurement)

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.

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

Mengukur Massa

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

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

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

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

Nilai suatu besaran fisis dinyatakan dengan Massa (emas) = 5 anak timbangan Panjang (meja) = 2 jengkal SATUAN 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

Siapa yang menetapkan standar & Satuan? 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 Ukuruan Internasional - di Sevres Perancis

Besaran dan Satuan Standar yang digunakan telah berevolusi selama bertahun-tahun. 1791 : 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 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)

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 defenisi terakhir ini maka kecepatan cahaya di ruang hampa ditetapkan menjadi 299, 792 458 m/s

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.

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).

Besaran dan satuan yang digunakan dalam SI * International System (SI) Sistem Internasional (SI) Quantities Units Symbol Besaran Satuan mass kilogram kg massa kilogram (kg) length meter m panjang meter (m) time second s waktu detik / sekon (s) Electric Current ampere A Arus Listrik Ampere (A) Temperature kelvn K Temperatur Kelvin (K) Amount of substance mole mol Jumlah Zat mol (mol) Light Intensity candela Cd Intensitas Cahaya Candela (cd) * Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971

British Engineering System Gaussian System (cgs) Sistem Gaussian Quantities Units Besaran Satuan mass gram (g) massa gram length centimeter (cm) panjang sentimeter time second (s) waktu detik / sekon British Engineering System Sistem Inggris Quantities Units Besaran Satuan mass slug massa length foot (ft) panjang kaki time second (s) waktu detik

Konversi Satuan Ada beberapa sistem berbeda yang dipakai di dunia 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 cm ----> km

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

Analisis Dimensi Apakah persamaan berikut benar secara dimensi? 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.

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

Besaran Skalar dan Vektor