BESARAN DAN SATUAN2

FISIKA SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 1

BESARAN DAN SATUAN

Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang

digunakan sebagai satuan.

Besaran adalah segala sesuatu yang mempunyai nilai yang dapat dinyatakan dengan angka.

Satuan adalah pembanding didalam pengukuran.

Contoh

1. Panjang sebuah meja adalah 125 cm

Pada contoh tersebut :

Panjang merupakan besaran

125 merupakan nilai

centimeter merupakan satuan

2. Massa sebuah benda adalah 10 kg

pada contoh tersebut :

Massa merupakan besaran

10 merupakan nilai

kg merupakan satuan

3. Untuk menempuh jarak 100 meter , seorang

pelari membutuhkan waktu 12 sekon ( detik)

Pada contoh tersebut :

Waktu merupakan bearan

11 merupakan nilai

sekon merupakan satuan

1. BESARAN

Ada dua jenis besaran yaitu :

a. besaran pokok

b. besaran turunan

a. Besaran pokok

adalah besaran yang satuannya didefinisikan sendiri ( berdiri sendiri ), bukan diperoleh atau

diturunkan dari satuan besaran lain.

Contoh besaran pokok dan satuannya

NO

Besaran Pokok

Nama Satuan Lambang Satuan

1

2

3

4

5

6

7

Panjang

Massa

Waktu

Kuat arus listrik

Suhu

Intensitas cahaya

Jumlah zat

Meter

Kilogram

Sekon ( det )

Ampere

Kelvin

Kandela

Mole

m

kg

s

A

K

Cd

mol


b. Besaran turunan

adalah besaran yang satuannya diperoleh atau diturunkan dari satuan besaran lain

Contoh besaran turunan dan satuannya

NO

Besaran Turunan

Nama Satuan Lambang Satuan

1

2

3

4

5

6

7

Kecepatan

Massa jenis

Luas

Volume

Gaya

Energi

daya

Meter/detik

Kilogram/meter3

Meter2

Meter3

Newton

Joule

Watt

m/s

kg/m3

m2

m3

N

J

W

2. SATUAN

.a. Satuan baku

adalah satuan yang diakui secara internasional

Contoh :

Meter , kilogram , sekon , ampere , kelvin , kandela, dan mol . Satuan tersebut dinamakan Sistem

Satuan Internasional ( SI ) Selain Sistem Satuan Internasional,sistem satuan yang tergolong satuan

baku dan masih digunakan orang adalah sistem Satuan Inggris. Misalnya : untuk besaran panjang

digunakan feet ( kaki ) , inch ( inci ) , yard dan mile ( mil ). Sedangkan untuk besaran berat

digunakan pound ( pon ) dan Ounce ( ons ).

b. Satuan tidak baku

adalah satuan yang tidak diakui secara internasional.

Contoh :

Untuk mengukur panjang ada yang mengg nakan satuan hasta , jengkal , langakah dsb.

SISTEM SATUAN INTERNASIONAL ( SI )

Sistem Satuan Internasional ( SI ) menggunakan satuan dasar : Meter , Kilogram dan Sekon (MKS)

Meter sebagai satuan panjang

MKS Kilogram sebagai satuan massa

Sekon sebagai satuan waktu

Satuan – satuan lain yang lebih kecil dan sering dipakai adalah Sistem Satuan cgs

centimeter sebagai satuan panjang

cgs gram sebagai satuan massa

sekon sebagai satuan waktu


Syarat suatu satuan agar dapat dipakai sebagai Satuan sistem internasional adalah :

a. satuan itu tetap

b. tidak mengalami perubahan oleh apapun. Misalnya tidak akan berubah karena perubahan suhu.

c. mudah dibuat oleh setiap orang yang ingin menggunakannya

d. dapat dipakai dimana – mana. Artinya bersifat internasional.

PENETAPAN SATUAN STANDAR ( SATUAN BAKU )

1. SATUAN PANJANG

Pada tahun 1960 , 1 meter ditetapkan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya

yang dipancarkan oleh gas krypton – 86 dalam ruang hampa.

Pada tahun 1983 , 1 meter ditetapkan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang

hampa selang waktu 548.792.299

1 sekon.

2. SATUAN MASSA

1 Kg standar internasional berupa sebuah silinder patina iridium yang aslinya disimpan di

SEVRES dekat kota Paris.

Massa satu kilogram standar sama dengan massa satu liter air murni pada suhu 40 C

3. SATUAN WAKTU

Sebelum tahun 1967 Satu sekon = 86400

1 hari matahari rata-rata

Pada tahun 1967 satu sekon ditetapkan waktu yang diperlukan oleh atom caesium-133 untuk

bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali

PENGUKURAN BESARAN TURUNAN

a. LUAS

Luas merupakan besaran turunan yang satuannya diturunkan dari besaran pokok yaitu panjang.

Luas merupakan hasil kali dua besaran panjang

Untuk menghitung luas suatu bangun yang bentuknya teratur dapat menggunakan pengukuran

tidak langsung ( dengan rumus )

Contoh

a. Luas persegi panjang = p x l

b. Luas segitiga = 2

1 a t

SATUAN LUAS

Satuan luas dalam MKS adalah m2 . Sedangkan dalam cgs adalah cm

2

b. VOLUME

1. Untuk mengetahui volume benda yang bentuknya teratur dapat menggunakan :

a. Pengukuran tidak langsung ( dengan rumus )

Contoh

Volume balok = p x l x t

b. Pengukuran langsung. Misalnya dengan gelas ukur

2 . Untuk mengetahui volume benda yang bentuknya tidak teratur dapat menggunakan pengukuran langsung , misalnya menggunakan gelas ukur.


Satuan volume

Satuan volume dalam MKS adalah m3. Sedangkan dalam cgs adalah cm

3

Satuan volume yang lain misalnya : cc

1 cc = 1 cm3

c. KECEPATAN

Kecepatan suatu benda menyatakan seberapa jauh benda itu berpindah dalam satu satuan waktu

Besarnya kecepatan dapat ditentuka dengan rumus :

Kecepatan = waktu

jarak

Satuan kecepatan dalam MKS adalah : m/s

PENGUKURAN BESARAN POKOK

1. ALAT UKUR PANJANG

Contoh alat ukur panjang :

a. mistar ukur

b. jangka sorong

c. mikrometer sekrup

a. Mistar

Mistar mempunyai ketelitian pengukuran

sampai 0,1 cm atau 1 mm

b. Jangka sorong

Jangka sorong mempunyai ketelitian

pengukuran sampai 0,01 cm atau 0,1 mm

Pengukuran dengan menggunakan jangka sorong


Contoh

Skala utama skala nonius

1. Langkah pertama

Menentukan skala utama

Pada gambar diatas, bilangan 0 pada skala nonius terletak diantara bilangan 2,4 cm dan 2,5 cm pada

skala utama. Ini berarti besarnya skala utamanya bernilai 2,4 cm

2. Langkah kedua

Menentukan skala nonius

Lihatlah garis bilangan pada skala utama dan garis bilangan pada skala nonius yang membentuk

garis lurus.

Pada gambar diatas, bilangan 7 pada garis bilngan skala nonius membentuk garis lurus dengan garis

bilangan yang ada pada skala utama. Ini berarti besarnya skala nonius bernilai

7 x 0,01 cm = 0,07 cm

3. Langkah ketiga

Menjumlahkan bilangan pada skala tetap dan bilangan pada skla nonius

2,4 cm + 0,07 cm = 2,47 cm

c. Mikrometer sekrup

Mikrometer sekrup mempunyai ketelitian

0,001 cm atau 0,01 mm

Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis,

seperti mengukur ketebalan kertas,ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang

berukuran kecil.

Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder bergerigi.

Skala terkecil dari skalautama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil untuk skala putar sebesar 0,01

mm.


Pengukuran dengan menggunakan mikrometer sekrup

Contoh

landasan Benda sekrup lengan mikrometer roda bergerigi

timbal

Skala utama skala putar

0 1

0,5 1,5

1. Langkah pertama

Menentukan skala utama

Pada gambar diatas, skala utamanya bernilai 1,5 mm

2. Langkah kedua

Menentukan skala putar

Lihatlah bilangan pada skala putar yang garis bilangannya membentuk garis lurus dengan sumbu

utama pada skala utama.

Pada gambar diatas, bilangan tersebut adalah 29. Ini berarti skala putar bernilai

29 x 0,01 mm = 0,29 mm

3. Langkah ketiga

Menjumlahkan bilangan pada skala tetap dan bilangan pada skala putar

1,5 mm + 0,29 mm = 1,79 mm

2. ALAT UKUR MASSA

Contoh :

a. Neraca pasar b. Nereca sama lengan


c. Neraca O’hauss tiga lengan

Bagian-bagian dari neraca O’Hauss tiga lengan adalah sebagai berikut:

• Lengan depan memiliki skala 0—10 g, dengan tiap skala bernilai 1 g.

• Lengan tengah dengan skala bernilai 10 sampai 100 g, tiap skala 10 g.

• Lengan belakang berskala mulai 0—500 g, tiap skala sebesar 100 g.

Contoh

Sekantong plastik gula pasir ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan. Posisi lengan depan,

tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang ditunjukkan pada gambar berikut ini. Tentukan massa

gula pasir tersebut!

Lengan depan

Lengan tengah

Lengan belakang

Pembahasan

Dari gambar dapat diketahui bahwa:

1. posisi anting depan = 5,5 gram

2. posisi anting tengah = 20,0 gram

3. posisi anting belakang = 200,0 gram

+

massa gula pasir = 225,5 gram


3 ALAT UKUR WAKTU

Contoh

a. Jam tangan b. stopwach

4. ALAT UKUR SUHU

Suhu merupakan derajat panas dinginnya suatu benda. Satuan suhu dalam MKS adalah Kelvin.

Satuan lain untuk suhu yang sering digunakan di Indonesia adalah derajat Celcius. Sedangkan di

Amerika dan Inggris pada umumnya menggunakan derat Fahrenheit.

Alat untuk mengukur suhu adalah termometer

TERMOMETER

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu dan menyatakannya dengan angka.

Termometer dibuat berdasarkan sifat termometrik suatu zat .

Yang dimaksud dengan sifat termometrik adalah sifat – sifat benda yang dapat berubah akibat

terjadinya perubahan suhu pada benda tersebut.

Beberapa sifat termometrik suatu zat antara lain sebagai berikut.

a. Perubahan wujud , misalnya es ( zat padat ) apabila dipanaskan, maka akan melebur menjadi air

( zat cair ).

b. Perubahan volum, misalnya udara di dalam plastik tertutup apabila direndam di air panas , maka

akan memuai hingga plastik mengembang.

c. Perubahan daya hantar listrik, misalnya apabila kabel ( kawat penghantar listrik) dipanaskan , maka

nyala lampu dalam rangkaian akan meredup karena daya hantar listrik kabel berkurang.

d. Perbahan warna , misalnya apabila sebatang besi dipanaskan , maka besi akan berpijar.

Termometer yang sering digunakan dalam Kehidupan sehari – hari adalah termometer yang terbuat dari

tabung kaca yang diisi zat cair. Salah satu sifat termometrik dari zat cair adalah perubahan volum, yaitu

memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Zat cair yang paling banyak digunakan untuk

mengisi tabung termometer adalah alkohol dan raksa. Alkohol dan raksa dipilih karena memiliki

kelebihan jika dibandingkan dengan zat lainnya.

Kelebihan alkohol sebagai zat termometrik antara lain :

a. Alkohol harganya murah

b. Alkohol lebih teliti , sebab untuk kenaikan suhu yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan

volume yang besar.

c. alkohol dapat mengukur suhu yang sangat rendah, sebab titik beku alkohol - 1300

Kelemahan alkohol sebagai zat termometrik antara lain :

a. membasahi dinding tabung

b. memiliki titik didih rendah , yaitu 78 o C sehingga tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu

tinggi

c. alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi pewarna dahulu agar dapat dilihat.


Kelebihan air raksa sebagai zat termometrik antara lain :

a. warnanya mengkilat sehingga mudah dilihat.

b. tidak membasahi dinding tempatnya

c. pemuaiannya teratur

d. mudah menyesuaikan diri dengan suhu sekitarnya.

e. Jangkauan suhu air raksa cukup lebar, karena air raksa membeku pada suhu – 40o C dan

mendidih pada suhu 3600 C

f. Volume air raksa berubah secara teratur.

Kelemahan air raksa sebagai zat termometrik antara lain :

a. raksa sangat mahal

b. raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah (misalnya suhu kutub utara

atau kutub selatan) karena titik bekunya tinggi .

c. raksa termasuk zat beracun sehingga termometer raksa berbahaya jika tabungnya pecah.

MENENTUKAN SKALA PADA TERMOMETER

a. SKALA REAMUR

- Titik tetap bawah berdasarkan titik lebur es murni pada tekanan 1 atmosfir yang ditandai dengan

angka 0 0 R.

- Titik tetap atas ditentukan berdasarkan titik didih air murni pada tekanan 1 atmosfir yang ditandai

dengan angka 80 o R

Rentang angka tersebut dibagi dalam 80 bagian ( skala ) dan setiap bagian menunjukka suhu 1 o R.

b. SKALA CELCIUS


angka 0 0 C.

- Titik tetap atas ditentukan berdasarkan titik didih air murni pada tekanan 1 atmosfir yang

ditandai dengan angka 100 o C.

Rentang angka tersebut dibagi dalam 100 bagian ( skala ) dan setiap bagian menunjukka suhu 1 o C.

c. SKALA FAHRENHEIT


angka 32 0 F.

- Titik tetap atas ditentukan berdasarkan titik didih air murni pada tekanan 1 atmosfir yang ditandai

dengan angka 212 o F

Rentang angka tersebut dibagi dalam 180 bagian ( skala ) dan setiap bagian menunjukka suhu 1 o F.

d. SKALA KELVIN

Skala Kelvin dibuat berdasarkan batasan energi kinetik yang dimiliki oleh benda.

Skala nol mutlak sebesar – 273 o C, yaitu berdasarkan gerak partikel yang bertambah lambat dan

berhenti pada suhu – 273 o C. Dengan demikian 0

o K setara dengan - 273

o C atau 0

o C setara

dengan 273 o K dan 100

o C setara dengan 373

o K.

Skala Kelvin digunakan sebagai satuan Internasional ( SI ) untuk suhu.


0 R

0 C

0 F

0 K

80 100 212 373 suhu air mendidih Pada tekanan 1 atm

atau 76 cn Hg

0 0 32 273 suhu es yang mencair

pada tekanan 1 atm

atau 76 cm Hg

1. Menentukan rumus konversi dari satuan suhu 0 C menjadi

0 R

0 C

0 R

100 80 t 0 C =

��

�� t

0 R

t 0 C =

�

� t

0 R

100 80

0 0

CATATAN

Secara umum untuk mengkonversi suhu dari termometer X ke termometer Y dapat juga

menggunakan perbandingan sebagai berikut :

0 X

0 Y

a c

a - b p q c - d

p – b q - d

b d

��

�� = ��

��

��


Contoh soal

Jika suhu sebuah benda diukur menggunakan termometer Celcius menunjukkan angka 600 C, berapakah

suhu benda tersebut jika diukur menggunakan termometer Reamur?

Penyeklesaian

Cara 1

t0 C =

�

� t

0 R

600 C = (

�

� x 60 )

0 R

= 480 R

Cara 2

Penyelesaian

0 C

0 R

��

�� =

��

��

��

�� =

�

��

100 80

�

� =

�

��

60 x

5x = 240

0 0 x = ��

�

X = 48

2. Menentukan rumus konversi dari satuan suhu 0 R menjadi

0 C

0 C

0 R

100 80 t 0 R =

��

�� t

0 R

t 0 R =

�

� t

0 C

100 80

0 0


Contoh soal

Jika suhu sebuah benda diukur menggunakan termometer Reamur menunjukkan angka 480 C,

berapakah suhu benda tersebut jika diukur menggunakan termometer Celcius ?

Penyeklesaian

Cara 1

t0 R =

�

� t

0 C

480 R = (

�

� x 48 )

0 C

= 600 R

Cara 2

Penyelesaian

0 C

0 R

��

�� =

��

��

�

�� =

��

��

100 80

�

�� =

�

�

x 48

5x = 300

0 0 x = ��

�

X = 60


0 F

0 C

0 F

100 212 t 0 C = (

��

�� t + 32 )

0 F

t 0 C = (

�

� t + 32 )

0 F

100 180

0 32


Contoh soal


suhu benda tersebut jika diukur menggunakan termometer Fahrenheit ?

Penyeklesaian

Cara 1

t 0 C = (

�

� t + 32 )

0 F

30 0 C = (

�

� (30 ) + 32 )

0 F

= ( 54 + 32 )0 F

= 860 F

Cara 2

Penyelesaian

0 C

0 F

��

�� =

��

��

��

�� =

��

��

100 212

�

�� =

��

��

30 x

10 ( x – 32 ) = 540

0 32 10x – 320 = 540

10 x = 540 + 320

10 x = 860

x = ��

��

x = 86

4. Menentukan rumus konversi dari satuan suhu 0 F menjadi

0 C

0 C

0 F

100 212 t 0 F =

��

�� ( t - 32 )

0 C

t 0 F =

�

� ( t - 32 )

0 C

100 180

0 32


Contoh soal

Jika suhu sebuah benda diukur menggunakan termometer Fahrenheit menunjukkan angka 860 F,

berapakah suhu benda tersebut jika diukur menggunakan termometer Celcius ?

Penyeklesaian

Cara 1

86 0 F =

�

� ( t - 32 )

0 C

86 0 F =

�

� ( 86 - 32 )

0 C

= �

� ( 54 )

0 C

= 300 C

Cara 2 Penyelesaian

0 C

0 F

��

�� =

��

��

�

�� =

��

��

100 212

�

�� =

�

��

x 86

10 x = 300

0 32 x = ��

��

x = 30


0 K

0 C

0 K

100 373 t 0 C = (

��

�� t + 273 )

0 K

t 0 C = ( t + 273 )

0 K

100 100

0 273


Contoh soal


suhu benda tersebut jika diukur menggunakan termometer Kelvin?

Penyeklesaian

Cara 1

t 0 C = ( t + 273 )

0 K

270 C = ( 27 + 273 )

0 K

= 3000 K

Cara 2 Penyelesaian

0 C

0 F

��

�� =

��

��

��

�� =

��

��

100 373

100 ( x -273 ) = 2700 27 x 100 x – 27300 = 2700

100 x = 2700 + 27300

100 x = 30000

0 273 x = ��

��

x = 300

6. Menentukan rumus konversi dari satuan suhu 0 K menjadi

0 C

0 C

0 K

100 373 t 0 K =

��

�� ( t - 273 )

0 K

t 0 C = ( t - 273 )

0 K

100 100

0 273


Contoh soal

Jika suhu sebuah benda diukur menggunakan termometer Kelvin menunjukkan angka 3000 C,

berapakah suhu benda tersebut jika diukur menggunakan termometer Celcius?

Penyeklesaian

Cara 1

t 0 K = ( t - 273 )

0 C

3000 K = ( 300 - 273 )

0 C

= 270 C

Cara 2

Penyelesaian

0 C

0 K

��

�� =

��

��

�

�� =

��

��

100 373

100x = 2700

X 300 x = ��

��

x = 27

0 273

Beberapa contah termometer :

a. Termometer maksimum - minimum

Digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan suhu terendah dalam satu hari. Termometer ini

dibuat oleh Six dan Bellani.

Termometer tersebut menggunakan raksa dan alkohol sebagai zat termometrik dalam tabung

berbentuk U.

b. Termometer klinik ( Termometer

suhu badan )

Digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Skala terendah dari termometer tersebut adalah

35 o C dan tertinggi 42

o C , sesuai dengan suhu tubuh manusia.

Zat termometrik yang digunakan untuk mengisi tabung adalah raksa.

c. Pirometer optik

Pada umumnya digunakan ilmuwan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi.

d. Termometer laboratorium

Biasanya digunakan untuk penelitian di laboratorium.

e. Termometer Dinding

Termometer dinding sering kita temui didalam ruangan. Termometer ini dipasang tegak di dinding

dan digunakan untuk mengukur suhu ruang.

BESARAN DAN SATUAN2

Documents

Transcript of BESARAN DAN SATUAN2