Bab

Kuliah Ilmu Alamiah Terapan 1 - by Tri Surawan - 1

Bab 1

Pendahuluan

Fisika berasal dari bahasa Yunani yang berarti "alam". Karena itu "Fisika" adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari benda-benda di alam, gejala-gejala alam, kejadian-kejadian alam dan interaksi dari benda-benda di alam tersebut.

Gejala-gejala alam ini pada mulanya adalah apa yang dialami oleh indera kita, Misalnya :

- penglihatan menemukan pelajaran tentang optika atau cahaya,

- pendengaran menemukan pelajaran tentang bunyi, - panas juga dapat diamati melalui indera perasaan.

Benda-benda di alam terbagi atas 2 bagian: alam makro dan alam mikro.

Alam makro yaitu benda-benda yang ukurannya besar, misalnya bulan, matahari, bumi dan lain-lain. Alam mikro adalah benda-benda yang ukurannya kecil sekali dan jarak antara benda tersebut juga sangat kecil, misalnya atom, molekul, elektron dan sebagainya.

Ilmu Fisika terbagi atas: Fisika klasik :

o Fisika klasik bersumber pada gejala-gejala yang ditangkap oleh indera.

o Mekanika, Listrik Magnit, Panas, Bunyi. Optika. Sedangkan Gelombang merupakan perbatasan antara fisika klasik dan modern.


Fisika modern : o adalah perkembangan fisika sejak abad ke 20 yaitu

dimulai dari penemuan teori relativitas Einstein dan radio aktivitas oleh keluarga Currie.

Ilmu Fisika sangat mendukung kemajuan teknologi, termasuk kerekayasaan (engineering), kimia, biologi, kedokteran dan lain-lain. Ilmu Fisika dapat menjawab pertanyaan - pertanyaan, misalnya mengenai:

1. Mengapa bumi dapat mengelilingi matahari.2. Bagaimana udara dapat menahan pesawat terbang yang

berat itu.3. Mengapa langit berwarna biru.4. Bagaimana suara dapat dipancarkan ke tempat jauh

melalui radio dan telepon.5. Bagaimana TV dapat menjangkau tempat-tempat yang

jauh.6. Bagaimana sifat-sifat listrik sangat diperlukan dalam

operasi-operasi sistem komunikasi dan industri.7. Bagaimana peluru antar benua dapat diarahkan ke

sasaran yang jauh sekali letaknya.8. Bagaimana pesawat dapat mendarat di bulan.

Hubungan Ilmu Fisika dengan Ilmu Pengetahuan Lain

Tujuan mempelajari ilmu fisika adalah agar kita dapat mengerti bagian-bagian dasar dari benda-benda dan interaksi antara benda-benda tersebut, serta menerangkan gejala-gejala alam. Maka dari itu ilmu fisika adalah bidang ilmu pengetahuan alam yang paling dasar.

Ilmu kimia berdasar kepada ilmu fisika. Biologi juga bersandar pada ilmu fisika dan ilmu kimia, untuk menerangkan proses-proses yang terjadi dalam benda-benda hidup. Ilmu teknik juga bersandar pada ilmu fisika dan kimia.


Fisika modern : o adalah perkembangan fisika sejak abad ke 20 yaitu

dimulai dari penemuan teori relativitas Einstein dan radio aktivitas oleh keluarga Currie.

Ilmu Fisika sangat mendukung kemajuan teknologi, termasuk kerekayasaan (engineering), kimia, biologi, kedokteran dan lain-lain. Ilmu Fisika dapat menjawab pertanyaan - pertanyaan, misalnya mengenai:

1. Mengapa bumi dapat mengelilingi matahari.2. Bagaimana udara dapat menahan pesawat terbang yang

berat itu.3. Mengapa langit berwarna biru.4. Bagaimana suara dapat dipancarkan ke tempat jauh

melalui radio dan telepon.5. Bagaimana TV dapat menjangkau tempat-tempat yang

jauh.6. Bagaimana sifat-sifat listrik sangat diperlukan dalam

operasi-operasi sistem komunikasi dan industri.7. Bagaimana peluru antar benua dapat diarahkan ke

sasaran yang jauh sekali letaknya.8. Bagaimana pesawat dapat mendarat di bulan.

Hubungan Ilmu Fisika dengan Ilmu Pengetahuan Lain

Tujuan mempelajari ilmu fisika adalah agar kita dapat mengerti bagian-bagian dasar dari benda-benda dan interaksi antara benda-benda tersebut, serta menerangkan gejala-gejala alam. Maka dari itu ilmu fisika adalah bidang ilmu pengetahuan alam yang paling dasar.

Ilmu kimia berdasar kepada ilmu fisika. Biologi juga bersandar pada ilmu fisika dan ilmu kimia, untuk menerangkan proses-proses yang terjadi dalam benda-benda hidup. Ilmu teknik juga bersandar pada ilmu fisika dan kimia.


Ilmu fisika penting untuk menunjang riset murni maupun terapan. Misalnya ahli-ahli geologi dalam risetnya menggunakan metoda-metoda gravimetri, akustik, listrik dan mekanika. Rumah-rumah sakit modern dilengkapi dengan alat-alat elektronik. Ahli-ahli astronomi memerlukan optik, spektrografi dan teknik radio, demikian juga ahli-ahli meteorologi (ilmu cuaca), oseanologi (ilmu kelautan), seismologi memerlukan pengetahuan ilmu fisika.

Pengukuran

Semua yang dibahas di dalam fisika selalu didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran yang bersifat kuantitatif. Dengan menggunakan hukum-hukum yang ada di dalam Fisika, akan dapat diperoleh teori-teori yang akan memprediksi hasil eksperimen dimasa datang. Jika ada perbedaan antara teori dengan hasil eksperimen, maka teori baru dan eksperimen baru akan muncul untuk dapat diperoleh kesesuaian.

Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran standar. Walau demikian angka kesalahan tak dapat dihindari dalam setiap pengukuran. Setiap pengukuran selalu mempunyai batas ketelitian, disebabkan oleh alat ukurnya dan cara pembacaannya. Misalnya:

Panjang sebuah batang adalah 4 m, tidak berarti tepat 4 m, kemungkinan berada antara 4,05 m dan 3,95 m, maka sebaiknya ditulis (4,00 ± 0,05) m. Nilai 0,05 adalah ketelitian pengukuran, makin kecil angka ini makin baik hasil pengukurannya.


Ilmu fisika penting untuk menunjang riset murni maupun terapan. Misalnya ahli-ahli geologi dalam risetnya menggunakan metoda-metoda gravimetri, akustik, listrik dan mekanika. Rumah-rumah sakit modern dilengkapi dengan alat-alat elektronik. Ahli-ahli astronomi memerlukan optik, spektrografi dan teknik radio, demikian juga ahli-ahli meteorologi (ilmu cuaca), oseanologi (ilmu kelautan), seismologi memerlukan pengetahuan ilmu fisika.

Pengukuran

Semua yang dibahas di dalam fisika selalu didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran yang bersifat kuantitatif. Dengan menggunakan hukum-hukum yang ada di dalam Fisika, akan dapat diperoleh teori-teori yang akan memprediksi hasil eksperimen dimasa datang. Jika ada perbedaan antara teori dengan hasil eksperimen, maka teori baru dan eksperimen baru akan muncul untuk dapat diperoleh kesesuaian.

Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran standar. Walau demikian angka kesalahan tak dapat dihindari dalam setiap pengukuran. Setiap pengukuran selalu mempunyai batas ketelitian, disebabkan oleh alat ukurnya dan cara pembacaannya. Misalnya:

Panjang sebuah batang adalah 4 m, tidak berarti tepat 4 m, kemungkinan berada antara 4,05 m dan 3,95 m, maka sebaiknya ditulis (4,00 ± 0,05) m. Nilai 0,05 adalah ketelitian pengukuran, makin kecil angka ini makin baik hasil pengukurannya.


Berikut ini awalan untuk pangkat dari 10.

Besar Prefix Simbol10-18 atto a

10-15 femto f

10-12 pico p

10-9 nano n

10-6 micro μ

10-3 milli m10-2 centi c

10-1 deci d

10° = 1 satuan dasar

101 deca da

102 hecto h

103 kilo k atau K

106 mega M

109 giga G

1012 tera T

BESARAN, DIMENSI DAN SATUAN

BesaranDefinisi : Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur.Dalam fisika besaran terbagi atas besaran dasar, besaran turunan, dan besaran pelengkap.

Besaran dasar adalah besaran yang cara pengukurannya tidak tergantung pada besaran-besaran lain.

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran-besaran dasar, artinya besaran yang cara pengukurannya tergantung pada lebih dari satu besaran dasar.


Berikut ini awalan untuk pangkat dari 10.

Besar Prefix Simbol10-18 atto a

10-15 femto f

10-12 pico p

10-9 nano n

10-6 micro μ

10-3 milli m10-2 centi c

10-1 deci d

10° = 1 satuan dasar

101 deca da

102 hecto h

103 kilo k atau K

106 mega M

109 giga G

1012 tera T

BESARAN, DIMENSI DAN SATUAN

BesaranDefinisi : Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur.Dalam fisika besaran terbagi atas besaran dasar, besaran turunan, dan besaran pelengkap.

Besaran dasar adalah besaran yang cara pengukurannya tidak tergantung pada besaran-besaran lain.

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran-besaran dasar, artinya besaran yang cara pengukurannya tergantung pada lebih dari satu besaran dasar.


Contohnya : kecepatan, percepatan, gaya, usaha, daya, volume, massa jenis dan lain-lain.

Besaran pelengkap adalah besaran yang diperlukan untuk membentuk besaran turunan.

Besaran dasar dalam fisika, menurut Sistem International (S.I) yang mulai berlaku sejak 1960 pada konferensi International dari "Bureau of Weight and Measures" di Paris adalah:

Besaran Dasar Simbol Satuan

1. Panjang l meter - m

2. Massa m kilogram - kg

3. Waktu t sekon (detik) - s (det)4. Arus listrik I ampere-A

5. Temperatur T kelvin - K

6. Intensitas sinar Lc candela - Cd

7. Banyaknya zat N mol

Besaran Pelengkap

8. Sudut datar (plane) angle)

- radian-rad

9. Sudut ruang (solid)angle)

- steradian-Sr

DimensiDefinisi :Dimensi adalah cara penulisan dari besaran-besaran dengan menggunakan simbol-simbol (lambang-lambang) besaran dasar.Notasi (cara penulisan) dimensi adalah:

Panjang : [L] massa : [M] waktu : [T]

Dimensi merupakan sifat fisis dari suatu besaran dan tidak bergantung pada besar pengukuran.


Contohnya : kecepatan, percepatan, gaya, usaha, daya, volume, massa jenis dan lain-lain.

Besaran pelengkap adalah besaran yang diperlukan untuk membentuk besaran turunan.

Besaran dasar dalam fisika, menurut Sistem International (S.I) yang mulai berlaku sejak 1960 pada konferensi International dari "Bureau of Weight and Measures" di Paris adalah:

Besaran Dasar Simbol Satuan

1. Panjang l meter - m

2. Massa m kilogram - kg

3. Waktu t sekon (detik) - s (det)4. Arus listrik I ampere-A

5. Temperatur T kelvin - K

6. Intensitas sinar Lc candela - Cd

7. Banyaknya zat N mol

Besaran Pelengkap

8. Sudut datar (plane) angle)

- radian-rad

9. Sudut ruang (solid)angle)

- steradian-Sr

DimensiDefinisi :Dimensi adalah cara penulisan dari besaran-besaran dengan menggunakan simbol-simbol (lambang-lambang) besaran dasar.Notasi (cara penulisan) dimensi adalah:

Panjang : [L] massa : [M] waktu : [T]

Dimensi merupakan sifat fisis dari suatu besaran dan tidak bergantung pada besar pengukuran.


Misalnya untuk besaran massa, apakah massa tersebut 5 kg, 10 kg, atau 20 kg, besaran massa tersebut tetap mempunyai dimensi M.

Pada umumnya besaran-besaran di dalam fisika mempunyai dimensi. Dimensi besaran turunan dapat diperoleh dengan menggunakan kombinasi dari besaran pokok. Dengan kata lain, dimensi dari suatu besaran turunan merupakan susunan dari beberapa besaran pokok.Misalnya:

Volume suatu balok, dapat dicari dengan mengalikan panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) dari balok tersebut. Panjang, lebar maupun tinggi mempunyai dimensi panjang, yaitu L. Oleh karena itu, dimensi dari volume menjadi L3.

Kegunaan dimensi dan analisis dimensional :1. Menentukan dimensi dan satuan dari suatu besaran2. Menentukan apakah dua besaran mempunyai

kesetaraan atau kesamaan3. Menentukan apakah suatu persamaan benar, secara

dimensional4. Menentukan satuan dari suatu konstanta.

SatuanDefinisi :Satuan adalah ukuran dari suatu besaran.Misal:

meter, kilometer, untuk satuan panjang,detik, jam, untuk satuan waktu, gram, kilo-gram, untuk satuan massa.

Hampir semua besaran mempunyai satuan, tetapi belum tentu mempunyai dimensi (terutama untuk besaran pelengkap), misalnya sudut, getaran, putaran, dan lain-lain. Satuan dari besaran dasar adalah satuan dasar, dan besaran turunan


Misalnya untuk besaran massa, apakah massa tersebut 5 kg, 10 kg, atau 20 kg, besaran massa tersebut tetap mempunyai dimensi M.

Pada umumnya besaran-besaran di dalam fisika mempunyai dimensi. Dimensi besaran turunan dapat diperoleh dengan menggunakan kombinasi dari besaran pokok. Dengan kata lain, dimensi dari suatu besaran turunan merupakan susunan dari beberapa besaran pokok.Misalnya:

Volume suatu balok, dapat dicari dengan mengalikan panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) dari balok tersebut. Panjang, lebar maupun tinggi mempunyai dimensi panjang, yaitu L. Oleh karena itu, dimensi dari volume menjadi L3.

Kegunaan dimensi dan analisis dimensional :1. Menentukan dimensi dan satuan dari suatu besaran2. Menentukan apakah dua besaran mempunyai

kesetaraan atau kesamaan3. Menentukan apakah suatu persamaan benar, secara

dimensional4. Menentukan satuan dari suatu konstanta.

SatuanDefinisi :Satuan adalah ukuran dari suatu besaran.Misal:

meter, kilometer, untuk satuan panjang,detik, jam, untuk satuan waktu, gram, kilo-gram, untuk satuan massa.

Hampir semua besaran mempunyai satuan, tetapi belum tentu mempunyai dimensi (terutama untuk besaran pelengkap), misalnya sudut, getaran, putaran, dan lain-lain. Satuan dari besaran dasar adalah satuan dasar, dan besaran turunan


mempunyai satuan turunan, sedangkan besaran pelengkap mempunyai satuan pelengkap.

Suatu besaran tidak ada artinya jika tidak disertai satuannya, misalnya :

panjang sebuah pensil 20, ini mungkin 20 cm atau 20 inchi.

Jadi satuan menentukan ukuran suatu besaran. Satuan besaran turunan harus menggunakan satu sistem tertentu, kecuali pada pemakaian sehari-hari.Misalnya :

- kecepatan mobil dalam km/jam tidak dalam m/s,- berat dalam kilogram, bukan newton (meskipun berat

merupakan gaya),Satuan sehari-hari tersebut disebut satuan praktis atau

teknis.

Sistem SatuanAda dua macam bentuk satuan yaitu metrik dan non metrik (British Unit = satuan Inggris).

Untuk sistem satuan metrik, sebagai satuan dasar adalah panjang, massa, waktu. Sistem ini ada 2 macam: cgs dan mks ( cgs = centimeter-gram-sekon dan mks = meter-kilogram-sekon).

Pada sistem non metrik disingkat fps, berarti panjang dalam feet, massa dalam pound, dan waktu dalam second.

Standar Besaran Panjang, Massa, dan Waktu

Standar satuan panjang Sebelum tahun 1960, standar satuan panjang didefinisikan

sebagai panjang antara dua goresan pada suatu batang


mempunyai satuan turunan, sedangkan besaran pelengkap mempunyai satuan pelengkap.

Suatu besaran tidak ada artinya jika tidak disertai satuannya, misalnya :

panjang sebuah pensil 20, ini mungkin 20 cm atau 20 inchi.

Jadi satuan menentukan ukuran suatu besaran. Satuan besaran turunan harus menggunakan satu sistem tertentu, kecuali pada pemakaian sehari-hari.Misalnya :

- kecepatan mobil dalam km/jam tidak dalam m/s,- berat dalam kilogram, bukan newton (meskipun berat

merupakan gaya),Satuan sehari-hari tersebut disebut satuan praktis atau

teknis.

Sistem SatuanAda dua macam bentuk satuan yaitu metrik dan non metrik (British Unit = satuan Inggris).

Untuk sistem satuan metrik, sebagai satuan dasar adalah panjang, massa, waktu. Sistem ini ada 2 macam: cgs dan mks ( cgs = centimeter-gram-sekon dan mks = meter-kilogram-sekon).

Pada sistem non metrik disingkat fps, berarti panjang dalam feet, massa dalam pound, dan waktu dalam second.

Standar Besaran Panjang, Massa, dan Waktu

Standar satuan panjang Sebelum tahun 1960, standar satuan panjang didefinisikan

sebagai panjang antara dua goresan pada suatu batang


terbuat dari Platina-Iridium yang disimpan pada suatu ruangan yang terkontrol kondisinya.

Standar panjang di atas direvisi pada tahun 1960, kemudian didefinisikan kembali standar panjang baru yaitu: Satu meter didefinisikan sebagai 1.650 763,73 kali panjang gelombang cahaya oranye merah yang dipancarkan oleh lampu Krypton-86.

Pada tahun 1983, standar panjang ini didefinisikan kembali, yaitu: Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya di dalam vakum selama waktu 1/299.792.458 detik. Standar ini yang berlaku hingga kini. Dari definisi yang terakhir ini, maka dapat kita tetapkan bahwa kecepatan cahaya di dalam vakum adalah 299.792.458 meter per sekon.

Standar satuan massa Standar untuk satuan massa sistem Internasional adalah

kilogram (kg). Massa sebesar 1 kilogram didefinisikan sebagai massa sebuah benda berbentuk silinder yang terbuat dari platina-iridium. Masa standar ini berbentuk silinder dengan diameter 3,9 cm dan tinggi 3,9 cm. Kilogram standar ini disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, di Sevres, Prancis dan ditetapkan pada tahun 1887.

Duplikasi dari kilogram standar ini disimpan di “National Institute of Standars and Technology (NIST)” di Gaithersburg, Maryland,USA.

Standar satuan waktu Sebelum tahun 1960, waktu standar dinyatakan dalam hari

matahari rata-rata pada tahun1900. Sehingga satu detik didefinisikan sebagai (1/60)(1/60)(1/24) hari matahari.

Pada tahun 1960 satu detik didefinisikan kembali, hal ini dilakukan untuk dapat memperoleh ketelitian yang tinggi, yaitu dengan menggunakan Jam Atom. Standar ini


terbuat dari Platina-Iridium yang disimpan pada suatu ruangan yang terkontrol kondisinya.

Standar panjang di atas direvisi pada tahun 1960, kemudian didefinisikan kembali standar panjang baru yaitu: Satu meter didefinisikan sebagai 1.650 763,73 kali panjang gelombang cahaya oranye merah yang dipancarkan oleh lampu Krypton-86.

Pada tahun 1983, standar panjang ini didefinisikan kembali, yaitu: Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya di dalam vakum selama waktu 1/299.792.458 detik. Standar ini yang berlaku hingga kini. Dari definisi yang terakhir ini, maka dapat kita tetapkan bahwa kecepatan cahaya di dalam vakum adalah 299.792.458 meter per sekon.

Standar satuan massa Standar untuk satuan massa sistem Internasional adalah

kilogram (kg). Massa sebesar 1 kilogram didefinisikan sebagai massa sebuah benda berbentuk silinder yang terbuat dari platina-iridium. Masa standar ini berbentuk silinder dengan diameter 3,9 cm dan tinggi 3,9 cm. Kilogram standar ini disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, di Sevres, Prancis dan ditetapkan pada tahun 1887.

Duplikasi dari kilogram standar ini disimpan di “National Institute of Standars and Technology (NIST)” di Gaithersburg, Maryland,USA.

Standar satuan waktu Sebelum tahun 1960, waktu standar dinyatakan dalam hari

matahari rata-rata pada tahun1900. Sehingga satu detik didefinisikan sebagai (1/60)(1/60)(1/24) hari matahari.

Pada tahun 1960 satu detik didefinisikan kembali, hal ini dilakukan untuk dapat memperoleh ketelitian yang tinggi, yaitu dengan menggunakan Jam Atom. Standar ini


didasarkan pada prinsip transisi atom (proses berpindahnya atom dari suatu tingkat energi ke tingkat energi yang lebih rendah). Dalam alat ini, frekuensi transisi atom dapat diukur dengan ketelitian sangat tinggi yaitu 10 -12. Frekuensi ini tidak bergantung pada lingkungan di mana jam atom ini berada. Oleh karena itu satu detik didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan atom Cesium untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. Dengan menggunakan jam atom ini, waktu hanya berubah 1 detik setiap 300.000 tahun.

Konversi Satuan

Suatu besaran fisik harus terdiri dari suatu bilangan dan satuan. Jika besaran-besaran tersebut dijumlahkan, dikurangkan, dikalikan dan dibagi dalam suatu persamaan matematik, maka satuannya juga harus diperlakukan sama seperti bilangan yang lain. Misalkan :

Jarak yang ditempuh oleh sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan konstan 80 kilometer per jam ( km/jam)setelah 3 jam.Maka,jarak adalah hasil kali antara kecepatan v dan waktu t :

kmjamxjam

kmtvx 2403

80

Satuan waktu dalam jam harus di coret, untuk memperoleh satuan jarak yang benar yaitu kilometer (km).

Cara memperlakukan satuan seperti ini memudahkan untuk melakukan konversi dari satuan yang satu ke satuan yang lain.

Bila kita ingin mengubah jawaban di atas dari km menjadi mil, kita gunakan hubungan antara km dan mil yaitu :

1 mil = 1,61 km


didasarkan pada prinsip transisi atom (proses berpindahnya atom dari suatu tingkat energi ke tingkat energi yang lebih rendah). Dalam alat ini, frekuensi transisi atom dapat diukur dengan ketelitian sangat tinggi yaitu 10 -12. Frekuensi ini tidak bergantung pada lingkungan di mana jam atom ini berada. Oleh karena itu satu detik didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan atom Cesium untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. Dengan menggunakan jam atom ini, waktu hanya berubah 1 detik setiap 300.000 tahun.

Konversi Satuan

Suatu besaran fisik harus terdiri dari suatu bilangan dan satuan. Jika besaran-besaran tersebut dijumlahkan, dikurangkan, dikalikan dan dibagi dalam suatu persamaan matematik, maka satuannya juga harus diperlakukan sama seperti bilangan yang lain. Misalkan :

Jarak yang ditempuh oleh sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan konstan 80 kilometer per jam ( km/jam)setelah 3 jam.Maka,jarak adalah hasil kali antara kecepatan v dan waktu t :

kmjamxjam

kmtvx 2403

80

Satuan waktu dalam jam harus di coret, untuk memperoleh satuan jarak yang benar yaitu kilometer (km).

Cara memperlakukan satuan seperti ini memudahkan untuk melakukan konversi dari satuan yang satu ke satuan yang lain.

Bila kita ingin mengubah jawaban di atas dari km menjadi mil, kita gunakan hubungan antara km dan mil yaitu :

1 mil = 1,61 km


Jika kita bagi kedua ruas persamaan tersebut dengan 1,61 km, maka :

161,1

1

km

mil

( Ini disebut faktor konversi )Maka :

milkm

milxkmkm 149

61,1

1240240

Contoh soal dan penyelesaian :

1. Tentukan dimensi dan satuan dari besaran-besaran ini menurut Sistem Internasional.

a. Volume (V)b. Kecepatan (v)c. Percepatan (a)d. Gaya (F)e. Momentum (p)

Jawab :Besaran-besaran di atas merupakan besaran turunan, oleh karenanya dimensi dan satuannya dapat diturunkan dari besaran pokok menurut Sistem Internasional.

a. Volume = panjang x lebar x tinggiDimensi volume dituliskan sebagai [ V ].[ V ] = [ panjang ] x [ lebar ] x [ tinggi ][ V ] = L . L . L = L3

Oleh karena itu gaya dapat diperoleh dengan mengubah lambang-lambang dimensi besaran pokok di atas dengan satuan dari besaran-besaran pokok.Jadi, satuan dari volume (V) = m . m . m = m3


Jika kita bagi kedua ruas persamaan tersebut dengan 1,61 km, maka :

161,1

1

km

mil

( Ini disebut faktor konversi )Maka :

milkm

milxkmkm 149

61,1

1240240

Contoh soal dan penyelesaian :

1. Tentukan dimensi dan satuan dari besaran-besaran ini menurut Sistem Internasional.

a. Volume (V)b. Kecepatan (v)c. Percepatan (a)d. Gaya (F)e. Momentum (p)

Jawab :Besaran-besaran di atas merupakan besaran turunan, oleh karenanya dimensi dan satuannya dapat diturunkan dari besaran pokok menurut Sistem Internasional.

a. Volume = panjang x lebar x tinggiDimensi volume dituliskan sebagai [ V ].[ V ] = [ panjang ] x [ lebar ] x [ tinggi ][ V ] = L . L . L = L3

Oleh karena itu gaya dapat diperoleh dengan mengubah lambang-lambang dimensi besaran pokok di atas dengan satuan dari besaran-besaran pokok.Jadi, satuan dari volume (V) = m . m . m = m3


b. Waktu

JarakKecepa tan

][

][tan][

Waktu

JarakKecepa

1][ LTT

Lv

Dengan demikian, maka dari satuan kecepatan v adalah ms-1

c. Waktu

KecepaPercepa

tantan

21

][

LTT

LTa

Jadi : satuan dari percepatan = m s-2

d. Gaya = massa x percepatan F = m x a[ F ] = [ massa ] x [ percepatan ][ F ] = M . L T-2

Jadi satuan dari F adalah kg m s-2 atau kg m/s2

e. Momentum (p) merupakan perkalian antara massa (m) dan kecepatan (v).[ p ] = [ m ] [ v ] = M . L T-1

Jadi satuan dari p adalah kg m s-1 atau kg . m/s

2. Tuliskan bilangan-bilangan di bawah ini dengan awalan yang tepat !

a. 1.000.000 wattb. 0,002 gramc. 3 x 10-6 meterd. 30.000 sekon


b. Waktu

JarakKecepa tan

][

][tan][

Waktu

JarakKecepa

1][ LTT

Lv

Dengan demikian, maka dari satuan kecepatan v adalah ms-1

c. Waktu

KecepaPercepa

tantan

21

][

LTT

LTa

Jadi : satuan dari percepatan = m s-2

d. Gaya = massa x percepatan F = m x a[ F ] = [ massa ] x [ percepatan ][ F ] = M . L T-2

Jadi satuan dari F adalah kg m s-2 atau kg m/s2

e. Momentum (p) merupakan perkalian antara massa (m) dan kecepatan (v).[ p ] = [ m ] [ v ] = M . L T-1

Jadi satuan dari p adalah kg m s-1 atau kg . m/s

2. Tuliskan bilangan-bilangan di bawah ini dengan awalan yang tepat !

a. 1.000.000 wattb. 0,002 gramc. 3 x 10-6 meterd. 30.000 sekon


Jawab :a. 1.000.000 watt = 106 watt

= 10 MWb. 0,002 gram = 2 x 10-3 gram

= 2 mgc. 3 x 10-6 meter = 3 μmd. 30.000 sekon = 30 x 103 sekon

= 30 ks

3. Tuliskan bilangan-bilangan berikut ini tanpa menggunakan awalan !

a. 40 μWb. 4 nsc. 3 MWd. 25 km

Jawab :a. 40 μW = 40 x 10-6 W

= 0,000040 Wb. 4 ns = 4 x 10-9 s

= 0,000000009 sc. 3 MW = 3 x 106 W

= 3.000.000 Wd. 25 km = 25 x 103 m

= 25.000 m

4. Berapakah nilai ekuivalen dari 90 km/jam dalam m/s dan dalam mil/jam ?Jawab :Kita gunakan hubungan :

1 km = 1000 1 menit = 60 s1 jam = 60 menit


Jawab :a. 1.000.000 watt = 106 watt

= 10 MWb. 0,002 gram = 2 x 10-3 gram

= 2 mgc. 3 x 10-6 meter = 3 μmd. 30.000 sekon = 30 x 103 sekon

= 30 ks

3. Tuliskan bilangan-bilangan berikut ini tanpa menggunakan awalan !

a. 40 μWb. 4 nsc. 3 MWd. 25 km

Jawab :a. 40 μW = 40 x 10-6 W

= 0,000040 Wb. 4 ns = 4 x 10-9 s

= 0,000000009 sc. 3 MW = 3 x 106 W

= 3.000.000 Wd. 25 km = 25 x 103 m

= 25.000 m

4. Berapakah nilai ekuivalen dari 90 km/jam dalam m/s dan dalam mil/jam ?Jawab :Kita gunakan hubungan :

1 km = 1000 1 menit = 60 s1 jam = 60 menit


sms

menitx

menit

jamx

km

mx

jam

km/25

60

1

60

1

1

100090

Untuk mengubah ke dalam mil/jam maka digunakan faktor

konversi 161,1

1

km

mil

jammilkm

milx

jam

km/9,55

61,1

190

Jadi 90 km/jam = 25 m/s = 55,9 mil/jam

5. Dalam persamaan berikut jarak x dinyatakan dalam meter, waktu t dalam sekon dan kecepatan v dalam meter per sekon. Apakah satuan-satuan SI untuk konstanta C1 dan C2 ?

a. x = C1 + C2 tb. x = ½ C1 t2

c. v2 = 2 C1 x

Jawab :a. x = C1 + C2 t

karena x dalam meter, maka C1 dan C2 t harus dalam meter.maka : C1 dalam m dan C2 dalam m/s

b. x = ½ C1 t2

karena x dalam meter, maka ½ C1 t2 harus dalam meter.maka : C1 dalam m/s2

c. v2 = 2 C1 xkarena v2 dalam m2/s2, maka 2 C1 x harus dalam m2/s2

maka : C1 dalam m/s2


sms

menitx

menit

jamx

km

mx

jam

km/25

60

1

60

1

1

100090

Untuk mengubah ke dalam mil/jam maka digunakan faktor

konversi 161,1

1

km

mil

jammilkm

milx

jam

km/9,55

61,1

190

Jadi 90 km/jam = 25 m/s = 55,9 mil/jam

5. Dalam persamaan berikut jarak x dinyatakan dalam meter, waktu t dalam sekon dan kecepatan v dalam meter per sekon. Apakah satuan-satuan SI untuk konstanta C1 dan C2 ?

a. x = C1 + C2 tb. x = ½ C1 t2

c. v2 = 2 C1 x

Jawab :a. x = C1 + C2 t

karena x dalam meter, maka C1 dan C2 t harus dalam meter.maka : C1 dalam m dan C2 dalam m/s

b. x = ½ C1 t2

karena x dalam meter, maka ½ C1 t2 harus dalam meter.maka : C1 dalam m/s2

c. v2 = 2 C1 xkarena v2 dalam m2/s2, maka 2 C1 x harus dalam m2/s2

maka : C1 dalam m/s2

Bab

Documents

Transcript of Bab