Buku ajar 1Besaran Pokok dan Turunan

Besaran pokok adalah besaran fisika yang satuannya ditetapkan terlebih dahulu melalui kesepakatan. Sementara itu, besaran turunan adalah besaran fisika yang satuannya diturunkan dari satuan-satuan besaran pokok. Terdapat tujuh besaran pokok, yaitu seperti di lihat pada tabel berikut.Tabel 1.3 Besaran pokok dan satuannyaBesaran FisikaSatuanLambang

PanjangMeterm

MassaKilogramKg

WaktuDetiks

Kuat arus listrikAmpereA

SuhuKelvinK

Intensitas cahayaCandelaCd

Jumlah zatmolmol

Sementara itu, besaran turunan berjumlah sangat banyak. Tabel berikut ini menampilkan beberapa contoh besaran turunanTabel 1.4 Contoh-contoh besaran turunan dan satuannyaBesaran FisikaSatuanLambang

Luasmeter persegim2

Volumemeter kubikm3

Massa jeniskilogram/meter kubikkg/m3

Kecepatanmeter/sekonm/s

EnergyjouleJ

Dayawattw

Sistem Satuan InternasionalDalam fisika, terdapat beberapa system satuan, seperti system satuan MKS (system metric) system CGS, dan system satuan FPS (system inggris). Tabel berikut ini menunjukkan satuan panjang, massa, dan waktu dalam system satuan MKS, CGS, dan FPS.Tabel 1.5 Satuan beberapa besaran dalam system satuan MKS, CGS, dan FPSNoBesaran FisikaSatuan

MKSCGSFPS

1Panjangmetercentimeterkaki

2MassakilogramgramPon

3waktudetikdetikDetik

Kita telah mempelajari bahwa satuan adalah besaran fisika tertentu yang didefenisikan dan diadopsi melalui kesepakatan yang digunakan untuk menyatakan nilai besaran-besaran sejenisnya lainnya. Dengan kata lain, satuan merupakan acuan atau standar dari suatu besaran fisika sehingga satuan harus memenuhi aturan-aturan sebagai berikut:1. Harus mempunyai nilai yang tetap2. Harus bersifat umum3. Harus dapat dikonversi ke dalam system satuan lain yang sejenis

Penggunaan alat ukur

Nama alatBesaran

PenggarisMeteran/pita meterJangka sorongMicrometer sekrupPanjang

Timbangan/neracaMassa

StopwatchWaktu

thermometerSuhu

Neraca pegas (dynamometer)Gaya mekanik, berat

Tabung ukur (gelas ukur)Volume

1. Mistar atau penggaris merupakan alat untuk mengukur panjang. Pada mistar jarak antara 2 goresan yang berdekatan merupakan skala terkecilnya. Umumnya skala terkecil mistar adalah 1 mm, tetapi ada juga mistar yang skala terkecilnya lebih dari 1 mm, misalnya 1 cm. Gambar. 1

2. Jangka sorong adalah alat mengukur panjang yang lebih teliti atau presisi dari pada mistar. Nilai skala terkecil jangka sorong tergantung pada pembagian skala noniusnya yang terdapat pada rahang geser, jika pada rahang geser terdapat 11 garis skala (skala 0-10), maka setiap 1 mm skala utama dibagi menjadi 10 skala nonius. Hal ini berarti skala terkecil jangka sorong tersebut adalah 1mm:10=0,1 mm. Umunya jangkas sorong dengan skala terkecil 0,1 mm, banyak beredar dipasaran pada saat ini, tetapi ada juga jangka sorong dengan nilai skala terkecil yang lebih kecil dari 0,1 mm, misalnya 0,05 mm dan 0,02 mm. untuk jangka sorong dengan nilai skala terkecil 0,05 mm, maka pada rahang geseranya terdapat 21 skala sehingga skala terkecilnya dapat ditentukan dengan 1mm:20=0,05 mm.Gambar. 2

Hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong diberikan oleh persamaan:Hasil Pengukuran (HP) = Nilai Skala Utama (SU) Nilai Stala Nonius (SN)Dengan, Nilai Skala Utama (SU)= Penunjukan skala utama x NST skala utamaNilai Skala Nonius (SN) = Penunjukan skala nonius x NST skala nonius.atau,HasilPengukuran (HP) (PSUNST SU) + (PSN NST Jangka Sorong)dengan NST jangka sorong = , dimana N = jumlah skala noniusContoh: Perhatikan gambar hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong di bawah ini!

Gambar. 3

Cara 1:Dari gambar terlihat bahwa jumlah skala nonius adalah 20 skala. Jika angka nol skala nonius diimpitkan dengan angka nol skala utamanya maka, angka 20 pada skala nonius akan tepat segaris dengan angka 39 pada skala utama (dapat dilihat langsung pada alatnya), sehingga:

Pada gambar terlihat, skala yang paling segaris adalah 60 pada skala utama dan 15 pada skala nonius, sehingga hasil pengukurannya adalahHasilPengukuran (HP) =

Cara 2:Dari gambar dapat dilihat, jangka sorong memiliki NST skala utama = 1 mm dan jumlah skala nonius adalah 20 skala, sehingga NST jangka sorong tersebut = Pada gambar di samping, penunjukan nol skala nonius berada antara 30 mm dan 31 mm, atau 30 mm lebih. Sedangkan skala nonius yang tepat berimpit atau segaris dengan salah satu skala utama adalah skala ke 15, maka hasil pengukurannya adalah :

3. Micrometer sekrup digunakan untuk mengukur panjang suatu benda yang lebih teliti dari pada mistar maupun jangka sorong. Hal ini karena micrometer sekrup mempunyai skala terkecil 0,01 mm. Mikrometer memiliki dua bagian skala mendatar sebagar sekala utama (SU) dan skala putar (SP) sebagai skala nonius. NST micrometer sekrup dapat ditentukan dengan cara yang sama prinsipnya dengan jangka sorong, yaituGambar. 4

NST micrometer = Pada umumnya micrometer sekrup memiliki NST skala mendatar (SU) 0,5 mm dan jumlah skala putar (SN) sebanyak 50 skala. Hasil pengukuran dari suatu micrometer dapat ditentukan dengan cara membaca penunjukan bagian ujung skala putar terhadap skalautama dan garis horizontal (yang membagi dua skala utama menjadi skala bagian atas dan bawah) terhadap skala putar.

Gambar. 5

Penunjukan skala mendatar (SU) terhadap ujung skala putar (nonius) pada gambar di atas adalah 5 skala, atau 5 x 0,5 mm= 2,5 mm. Penunjukan skala putar terhadapa garis horizontal skala utama adalah = 32,5 skala, atau 32,5 x0,01 mm. Sehingga hasil pengukuran adalah 2,5 mm + (32,5 x 0,01 mm) = 2,825 mm

4. Untuk mengukur waktu kita dapat menggunakan jam tangan, jam dinding, dan stopwatch. Jarak antara 2 goresan panjang yang ada angkanya adalah 2 s. jarak itu dibagi menjadi 20 skala. Dengan demikian skala terkecilnya adalah 2/20=0,1 s. tentu sja ketelitian stopwatch adalah x skala terkecil= 1/2x0,1s=0,05 s.Gambar. 6

5. Alat untuk mengukur kuat arus listrik disebut amperemeter. Amperemeter mempunyai hambatan dalam sangat kecil, pemakaiannya harus dihubungkan secara seri pada rangkaian yang diukur, sehingga jarum menunjuk angka yang merupakan besarnya arus listrik.

6. Untuk mengukur suhu suatu system umumnya menggunakan thermometer. Thermometer dibuat berdasarkan prinsip pemuaian. Thermometer dibuat berdasarkan prinsip pemuaian. Thermometer biasanya terbuat dari sebuah tabung pipa kapiler tertutup yang berisi air raksa yang diberi skala. Ketika suhu bertambah, air raksa dan tabung memuai.Pemuaian yang terjadi pada air raksa lebih besar dibandingkan pemuaian pada tabung kapiler. Naiknya ketinggian permukaan raksa dalam tabung kapiler dibaca sebagai kenaikan suhu. Ada dua jenis thermometer yang umum digunakan dalam laboratorium, yaitu temometer air raksa dan alcohol. Keduanya adalah thermometer jenis batang gelas dengan batas ukur minimum -10oC dan batas ukur maksimum +110oC. Nilai skala terkecil untuk kedua jenis thermometer tersebut dapat ditentukan seperti halnya menentukan nilai skala terkecil sebuah mistar biasa, yaitu dengan mengambil batas ukur tertentu dan membaginya dengan jumlah skala dari nol sampai pada ukur yang diambil tersebut. Berdasarkan skala temperaturnya, thermometer dibagi dalam empata macam, yaitu thermometer skala Fahrenheit, skala Celcius, skala Kelvin, dan skala Reamur. Gambar. 7

7. Neraca ohauss 331 g mengukur massa benda. Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam masing-masing benda disebut massa benda. Massa benda diukur dengan menggunakan neraca lengan, salah satu jenis neraca lengan yaitu neraca lengan Ohauss tipe 311 gram.Gambar. 8

Nearaca ini mempunyai 4 lengan, masing-masing lengan mempunyai batas ukur dan NST yang berbeda-beda.