Besaran fisis Standar dan Satuan
Besaran, Satuan, &
Analisis Dimensi
Oleh
Abdurrouf
Fisika UB
Training of Trainer
Guru SMA se Jawa Timur
Di Hotel Orchid Batu, 18 Agustus - 3 september 2010
Biodata diri
Pendidikan:
– S1 (UB), S2 (ITB), S3 (Jerman), Posdoct (Jepang)
– Pelatihan non gelar (Jepang, 2x)
Jabatan:
– Sekjur Fisika UB
– Ketua Reviewer pada Lembaga Penerbitan UB Press
– Ketua pembina olimpiade mahasiswa (ON MIPA & OSN PTI)
Publikasi:
– Luar negeri: Physical Review Letters (3), Physical Review A (1), IEEE (4)
– Dalam negeri: Natural, Mitra Akademika, Jurnal ilmu teknik
Konferensi:
– Luar negeri: Seoul (3), Kyoto (1), Montreal (1), Muenchen (1)
– Dalam negeri: BSS 5, BSS 6, Semnas-Unair, dll
Interaksi dengan SMA:
– Pembina OSN Fisika SMA tingkat propinsi
– Tim CI-BI UB
Bagaimana
memahami
alam ?
FENOMENA
Visualisasi
MODEL
Kemampuan matematis
TEORI
Generalisasi
HUKUM
Model : sejenis analogi atau citra mental suatu fenomena yang dinyatakan sebagai
sesuatu yang kita kenal
Teori : Gambaran yang lebih luas dan lebih rinci tentang suatu masalah dan
sering diikuti dengan ketepatan matematis
Hukum : Pernyataan yang ringkas tetapi umum tentang bagaimana alam
berperilaku
Lalu untuk apa perlunya mempelajari fisika?
• Untuk memahami hukum fisika dan
menerapkannya dalam kehidupan
• Untuk membantu merancang suatu percobaan
• Untuk pembentukan suatu pola pikir.
Pada akhirnya, dengan mempelajari fisika (dan ilmu
dasar yang lain) dimungkinkan untuk melakukan inovasi
teknologi sehingga dicapai keadaan yang lebih
menguntungkan.
Beberapa pengertian dasar
• Besaran, satuan, sistem satuan, &
konversi satuan
• Analisis dimensi
Y
Mewakili besaran alam ?
T
Y
Memiliki arah ?
T
PEMBAGIAN BESARAN
Y
Tergantung pada kuantitas ?
T
Y
Nilainya bergantung waktu?
T
Y
Didefinisikan secara langsung ?
T
Besaran fisis
Besaran matematis
Besaran vektor
Besaran skalar
Besaran ekstrinsik
Besaran intrinsik
Besaran dinamis
Besaran statis
Besaran pokok
Besaran turunan
Besaran dasar
Pertanyaan dasar:
• Berapa jumlah besaran dasar yang harus dipilih?
• Besaran-besaran mana yang harus dipilih?
• Siapa yang harus melakukan pemilihan?
Jawabnya:
Kita harus memilih besaran (dasar) sesedikit mungkin,
tetapi yang dapat memberikan gambaran selengkap dan
sesederhana mungkin tentang fisika.
Untuk itu harus diadakan perjanjian internasional.
Besaran dasar dalam sistem SI
Besaran
Satuan
Dimensi
Panjang (l)
meter (m)
L
Massa (m)
Kilogram (kg)
M
Waktu (t)
sekon (sec)
T
Arus listrik (i/I)
ampere (A)
I
Temperatur (t)
kelvin (K)
θ
Jumlah zat (n)
mole
N
Intensitas cahaya (I)
candela (Cd)
J
Sudut bidang
radian (rad)
Tak berdimensi
Sudut ruang
steradian (strad)
Tak berdimensi
Kelengkapan suatu besaran
Contoh pentingnya sistem satuan:
(Kasus SI)
Karena
• Hukum II Newton F=k1ma dengan k1=1
• Hukum Lorentz F=k2qvxB dengan k1=1
Maka
• Hukum Gravitasi F=k3m1m2/r2 dengan k3=G
• Hukum Coulumb F=k4q1q2/r2 dengan k4=1(4πε0)
Konversi satuan
Tujuan : mencari perbandingan dua besaran
Metode :
• Untuk besaran dasar : cukup melihat definisinya
• Untuk besaran turunan : dapat dilakukan dengan
memanfaatkan persamaan terkait
Meskipun tidak formal, seringkali suatu besaran
dinyatakan dengan satuan yang lain, tetapi
mempunyai kesetaraan tertentu.
Awalan awalan dalam SI
(rentang kajian fisika)
Faktor
Awalan
simbol
Faktor
Awalan
simbol
101
deka
da
10-1
desi
d
102
hekto
h
10-2
senti
c
103
kilo
k
10-3
mili
m
106
mega
M
10-6
mikro
µ
109
giga
G
10-9
nano
n
1012
tera
T
10-12
piko
p
1015
peta
P
10-15
femto
f
1018
eksa
E
10-18
atto
a
Cara menuliskan angka yang besar
Misalnya jari-jari atom Bohr (a0)
0,00000000005291 m
dapat ditulis sebagai
• Dengan notasi ilmiah a0=5.291x10-11 m
• Dengan awalan a0=52.91 pm = 0,5291 A
• Dengan memilih sistem satuan lain a0=1 au
Berbagai sistem satuan
Satuan massa
dalam berbagai sistem satuan
Analisis dimensi
Kegunaan:
• Merunut bagaimana suatu besaran dibentuk
dari besaran pokok
• Mendefinisikan satuan besaran turunan
dalam satuan dasar
• Mencari kesetaraan dua besaran
•Menduga bentuk suatu persamaan.
Analisis Dimensi
Kegunaan Analisis Dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Soal analisis dimensi
Soal analisis dimensi
Analisis Dimensi
Oleh
Abdurrouf
Fisika UB
Training of Trainer
Guru SMA se Jawa Timur
Di Hotel Orchid Batu, 18 Agustus - 3 september 2010
Biodata diri
Pendidikan:
– S1 (UB), S2 (ITB), S3 (Jerman), Posdoct (Jepang)
– Pelatihan non gelar (Jepang, 2x)
Jabatan:
– Sekjur Fisika UB
– Ketua Reviewer pada Lembaga Penerbitan UB Press
– Ketua pembina olimpiade mahasiswa (ON MIPA & OSN PTI)
Publikasi:
– Luar negeri: Physical Review Letters (3), Physical Review A (1), IEEE (4)
– Dalam negeri: Natural, Mitra Akademika, Jurnal ilmu teknik
Konferensi:
– Luar negeri: Seoul (3), Kyoto (1), Montreal (1), Muenchen (1)
– Dalam negeri: BSS 5, BSS 6, Semnas-Unair, dll
Interaksi dengan SMA:
– Pembina OSN Fisika SMA tingkat propinsi
– Tim CI-BI UB
Bagaimana
memahami
alam ?
FENOMENA
Visualisasi
MODEL
Kemampuan matematis
TEORI
Generalisasi
HUKUM
Model : sejenis analogi atau citra mental suatu fenomena yang dinyatakan sebagai
sesuatu yang kita kenal
Teori : Gambaran yang lebih luas dan lebih rinci tentang suatu masalah dan
sering diikuti dengan ketepatan matematis
Hukum : Pernyataan yang ringkas tetapi umum tentang bagaimana alam
berperilaku
Lalu untuk apa perlunya mempelajari fisika?
• Untuk memahami hukum fisika dan
menerapkannya dalam kehidupan
• Untuk membantu merancang suatu percobaan
• Untuk pembentukan suatu pola pikir.
Pada akhirnya, dengan mempelajari fisika (dan ilmu
dasar yang lain) dimungkinkan untuk melakukan inovasi
teknologi sehingga dicapai keadaan yang lebih
menguntungkan.
Beberapa pengertian dasar
• Besaran, satuan, sistem satuan, &
konversi satuan
• Analisis dimensi
Y
Mewakili besaran alam ?
T
Y
Memiliki arah ?
T
PEMBAGIAN BESARAN
Y
Tergantung pada kuantitas ?
T
Y
Nilainya bergantung waktu?
T
Y
Didefinisikan secara langsung ?
T
Besaran fisis
Besaran matematis
Besaran vektor
Besaran skalar
Besaran ekstrinsik
Besaran intrinsik
Besaran dinamis
Besaran statis
Besaran pokok
Besaran turunan
Besaran dasar
Pertanyaan dasar:
• Berapa jumlah besaran dasar yang harus dipilih?
• Besaran-besaran mana yang harus dipilih?
• Siapa yang harus melakukan pemilihan?
Jawabnya:
Kita harus memilih besaran (dasar) sesedikit mungkin,
tetapi yang dapat memberikan gambaran selengkap dan
sesederhana mungkin tentang fisika.
Untuk itu harus diadakan perjanjian internasional.
Besaran dasar dalam sistem SI
Besaran
Satuan
Dimensi
Panjang (l)
meter (m)
L
Massa (m)
Kilogram (kg)
M
Waktu (t)
sekon (sec)
T
Arus listrik (i/I)
ampere (A)
I
Temperatur (t)
kelvin (K)
θ
Jumlah zat (n)
mole
N
Intensitas cahaya (I)
candela (Cd)
J
Sudut bidang
radian (rad)
Tak berdimensi
Sudut ruang
steradian (strad)
Tak berdimensi
Kelengkapan suatu besaran
Contoh pentingnya sistem satuan:
(Kasus SI)
Karena
• Hukum II Newton F=k1ma dengan k1=1
• Hukum Lorentz F=k2qvxB dengan k1=1
Maka
• Hukum Gravitasi F=k3m1m2/r2 dengan k3=G
• Hukum Coulumb F=k4q1q2/r2 dengan k4=1(4πε0)
Konversi satuan
Tujuan : mencari perbandingan dua besaran
Metode :
• Untuk besaran dasar : cukup melihat definisinya
• Untuk besaran turunan : dapat dilakukan dengan
memanfaatkan persamaan terkait
Meskipun tidak formal, seringkali suatu besaran
dinyatakan dengan satuan yang lain, tetapi
mempunyai kesetaraan tertentu.
Awalan awalan dalam SI
(rentang kajian fisika)
Faktor
Awalan
simbol
Faktor
Awalan
simbol
101
deka
da
10-1
desi
d
102
hekto
h
10-2
senti
c
103
kilo
k
10-3
mili
m
106
mega
M
10-6
mikro
µ
109
giga
G
10-9
nano
n
1012
tera
T
10-12
piko
p
1015
peta
P
10-15
femto
f
1018
eksa
E
10-18
atto
a
Cara menuliskan angka yang besar
Misalnya jari-jari atom Bohr (a0)
0,00000000005291 m
dapat ditulis sebagai
• Dengan notasi ilmiah a0=5.291x10-11 m
• Dengan awalan a0=52.91 pm = 0,5291 A
• Dengan memilih sistem satuan lain a0=1 au
Berbagai sistem satuan
Satuan massa
dalam berbagai sistem satuan
Analisis dimensi
Kegunaan:
• Merunut bagaimana suatu besaran dibentuk
dari besaran pokok
• Mendefinisikan satuan besaran turunan
dalam satuan dasar
• Mencari kesetaraan dua besaran
•Menduga bentuk suatu persamaan.
Analisis Dimensi
Kegunaan Analisis Dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Contoh soal analisis dimensi
Soal analisis dimensi
Soal analisis dimensi