Besaran dan Satuan.
BESARAN Dan SATUAN
(Quantities And Units)
Fisika:
Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam
yang menjadi objek pengamatan.
Bagaimana Cara
Mendeskripsikan Objek ?
Coba
deskripsikan
gajah ini !!
Besaran NonFisis
(Tak Terukur)
Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar
Warnanya Coklat;
eskripsi Kuantitatif
Deskripsi Kualitatif
Tinggi : 2,5
Besaran
meter
Gadingnya : Panjang
Fisis
Gajah lebih tinggi
Massa : 4
daripada orang
--->
Ton
Tenaga gajah lebih kuat
BESARAN
Panjang
:5
Besaran: sesuatu
yang digunakan
untuk
Tinggi : 2,5
meter
Massa : 4
ton
Bagaimana cara
Panjang : 5
mendapatkan angka-angka
meter
ini?
Untuk mendeskripsikan objek secara fisis (kuantitatif)
diperlukan pengukuran.
Apa yang dimaksud dengan
pengukuran?
Bagaiamana caranya?
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,
Pemegang
kekuasaan tertinggi dalam ilmu
1964
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
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
Ema
s
Anak
Timbanga
n
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?
Didefenisikan dari
Defenisi : Jarak tempuh / waktu
besaran-besaran
tempuh
lain
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
SATUAN
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
- 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
-
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 perubahanperubahan dengan defenisi yang lebih baik dan
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.
Jam Atom (Atomic Clock):
1 detik ≡ waktu yang diperlukan
untuk mencapai 9.192.631.770
kali periode osilasi dari atom
cesium)
Alat Ukur Waktu
Segala sesuatu yang
berulang secara periodik
contoh: rotasi bumi,
revolusi bumi
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 orangered 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)
Quantities
Units
Symbol
Sistem Internasional
(SI)
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
Temperat
ur
Kelvin (K)
*Amount
Berdasar Konferensi
Berat dan
Ukuran ke-14mol
tahun
1971
of Umum
molemengenai
mol
Jumlah
(mol)
substance
Light Intensity
Zat
candela
Cd
Intensita
s Cahaya
Candela
(cd)
/
Gaussian System (cgs)
Quantities
Units
Sistem Gaussian
Besaran
Satuan
mass
gram (g)
massa
gram
length
centimeter (cm)
panjang
sentimeter
time
second (s)
waktu
detik / sekon
British Engineering System
Quantities
Units
Sistem Inggris
Besaran
Satuan
mass
slug
massa
slug
length
foot (ft)
panjang
kaki
time
second (s)
waktu
detik
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
cm ----> km
Dimensi
Besaran
Panjang
Dimensi
Length
[L]
Massa
[M]
Waktu
[T]
Mass
Time
Apa dimensi dari kelajuan (v)?
Jarak
Kelajuan
Waktu
L
v
T
Analisis
Dimensi
Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?
1 2
x vot at
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.
1
x vo t
at 2
2
L
L
2
�
T
L
T 2 �
�
�
�
�
T
T
� �
L
L
2
�
T
L T 2 �
�
�
�
�
T
T
� �
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.
L L L
Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama
maka persaamaan ini benar secara dimensi
Besaran Skalar dan
Vektor
(Quantities And Units)
Fisika:
Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam
yang menjadi objek pengamatan.
Bagaimana Cara
Mendeskripsikan Objek ?
Coba
deskripsikan
gajah ini !!
Besaran NonFisis
(Tak Terukur)
Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar
Warnanya Coklat;
eskripsi Kuantitatif
Deskripsi Kualitatif
Tinggi : 2,5
Besaran
meter
Gadingnya : Panjang
Fisis
Gajah lebih tinggi
Massa : 4
daripada orang
--->
Ton
Tenaga gajah lebih kuat
BESARAN
Panjang
:5
Besaran: sesuatu
yang digunakan
untuk
Tinggi : 2,5
meter
Massa : 4
ton
Bagaimana cara
Panjang : 5
mendapatkan angka-angka
meter
ini?
Untuk mendeskripsikan objek secara fisis (kuantitatif)
diperlukan pengukuran.
Apa yang dimaksud dengan
pengukuran?
Bagaiamana caranya?
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,
Pemegang
kekuasaan tertinggi dalam ilmu
1964
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
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
Ema
s
Anak
Timbanga
n
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?
Didefenisikan dari
Defenisi : Jarak tempuh / waktu
besaran-besaran
tempuh
lain
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
SATUAN
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
- 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
-
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 perubahanperubahan dengan defenisi yang lebih baik dan
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.
Jam Atom (Atomic Clock):
1 detik ≡ waktu yang diperlukan
untuk mencapai 9.192.631.770
kali periode osilasi dari atom
cesium)
Alat Ukur Waktu
Segala sesuatu yang
berulang secara periodik
contoh: rotasi bumi,
revolusi bumi
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 orangered 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)
Quantities
Units
Symbol
Sistem Internasional
(SI)
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
Temperat
ur
Kelvin (K)
*Amount
Berdasar Konferensi
Berat dan
Ukuran ke-14mol
tahun
1971
of Umum
molemengenai
mol
Jumlah
(mol)
substance
Light Intensity
Zat
candela
Cd
Intensita
s Cahaya
Candela
(cd)
/
Gaussian System (cgs)
Quantities
Units
Sistem Gaussian
Besaran
Satuan
mass
gram (g)
massa
gram
length
centimeter (cm)
panjang
sentimeter
time
second (s)
waktu
detik / sekon
British Engineering System
Quantities
Units
Sistem Inggris
Besaran
Satuan
mass
slug
massa
slug
length
foot (ft)
panjang
kaki
time
second (s)
waktu
detik
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
cm ----> km
Dimensi
Besaran
Panjang
Dimensi
Length
[L]
Massa
[M]
Waktu
[T]
Mass
Time
Apa dimensi dari kelajuan (v)?
Jarak
Kelajuan
Waktu
L
v
T
Analisis
Dimensi
Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?
1 2
x vot at
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.
1
x vo t
at 2
2
L
L
2
�
T
L
T 2 �
�
�
�
�
T
T
� �
L
L
2
�
T
L T 2 �
�
�
�
�
T
T
� �
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.
L L L
Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama
maka persaamaan ini benar secara dimensi
Besaran Skalar dan
Vektor