MODUL 1 Besaran Dan Satuan

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

Siswa dapat membaca nilai

yang ditunjukkan oleh alat

ukur secara tepat, serta

menuliskan hasil pengukuran

sesuai dengan aturan angka

penting disertai

ketidakpastiannya dengan

tepat

MODUL

BESARAN DAN

SATUAN

KOMPETENSI INTI :

Menerapkan konsep besaran fisika, menuliskan dan menyatakan dalam satuan SI dengan baik dan benar(

meliputi lambing, nilai dan satuan)

KOMPETENSI DASAR :

Mengukur besaran fisika dengan alat yang sesuai dan mengolah data hasil dengan menggunakan aturan

angka penting, membedakan besaran pokok dan besaran turunan beserta satuannya.

INDIKATOR

Mengidentifikasi perbedaan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat memberikan contohnya

dalam kehidupan sehari-hari.

Menunjukkan kemampuan melakukan pengukuran dengan alat ukur yang sesuai.*

Melakukan pengukuran dengan benar berkaitan dengan besaran pokok panjang, massa, waktu dengan

mempertimbangkan aspek ketepatan (akurasi) dan ketelitian.

Tujuan Pembelajaran

KETERKAITAN DENGAN MODUL

LAIN

Masalah Besaran dan satuan sangat

bekaitan dengan semua materi

yang akan anda pelajari pada modul

yang akan dipelajari

PANDUAN MENGGUNAKAN MODUL

Agar anda lebih mudah dalam belajar menggunakan system modul, maka lakukan hal-hal berikut:

1. Pahami dengan benar dan mendalam setiap konsep dasar pendukung modul,

2. Ambilah pengalaman yang bermakna secara teliti yang ada pada modul

3. Kerjakan tugas dengan sebaik-baiknya sesuai dengan kemampuan anda.

4. Catatlah semua kesulitan untuk dibahas pada saat kegiatan tatap muka.

5. Konsultasikan dengan guru, apabila ada kesulitan dalam mengerjakan tugas.

6. Bacalah referensi lain yang berhubungan dengan materi dalam modul ini.

Diskusikan dengan teman sekelas untuk memperdalam pemahaman anda

Alokasi waktu

6 X 45 menit

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

BESARAN DAN SATUAN

1. Besaran Pokok

Apakah yang dimaksud dengan besaran?. Besaran merupakan suatu istilah dalam

fisika. Besaran didefinisikan sebagai sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan

dengan angka-angka. Jika ada sesuatu yang dapat diukur dan besarnya dapat

dinyatakan dengan angka-angka maka kita patut mencurigainya sebagai sebuah

besaran. Apalagi jika besar sesuatu itu itu bisa dibandingkan satu dengan yang lain

secara eksak apakah lebih besar, lebih kecil atau sama besarnya.

Fisika adalah ilmu pengetahuan yang didasarkan atas percobaan. Percobaan

memerlukan pengukuran dan untuk menjelaskan hasil pengukuran biasanya

digunakan angka atau bilangan. Misalnya dalam suatu percobaan diperoleh hasil

pengukuran panjang 2 cm, volume 5 cm3, waktu 30 sekon, suhu 40

0 C dll. Dari hasil

pengukuran tersebut meter, cm3, sekon dan Celsius merupakan satuan.

Besran pokok yaitu besaran yang satuannya ditetapkan terlebih dahulu. Dalam fisikan

dikenal tujuh macam besaran pokok yaitu :

Besaran Satuan Singkatan satuan

Panjang meter M

Massa kilogram Kg

Waktu sekon S

Suhu Kelvin K

Arus listrik Ampere A

Intensitas cahaya kandela Cd

Jumlah zat mole Mol

2. Besaran Turunan.

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran-besaran pokok.

Contohnya :

a. Kecepatan = waktu

nperpindaha satuannya m/s

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

b. Massa jenis =volume

massa satuannya kg/m

3

c. Luas = panjang x lebar satuannya m2

Besaran-besaran lain yang termasuk besaran turunan adalah gaya, energi, tekanan,

daya, beda potensial dll.

3. Satuan Baku

Masyarakat di Jawa pada jaman dahulu biasanya mengukur sesuatu menggunakan alat

atau benda yang mudah didapat. Misalnya mengukur volume beras dengan batok

(kulit kelapa yang keras), mengukur panjang tikar dengan kaki, mengukur panjang tali

dengan depa dll. Satuan yang digunakan tersebut mungkin tidak dikenal oleh

masyarakat daerah lain di Indonesia apalagi di dunia. Oleh karena itu satuan yang

benar-benar dapat diterima oleh semua pihak dan tidak mengalami perubahan. Ini

yang disebut satuan baku. Satuan baku harus memenuhi persyaratan :

a. Bersifat tetap

b. Mudah ditiru

c. Bersifat internasional

Dengan adanya satuan baku yang ditetapkan secara internasional harapannya ukuran

suatu benda di Negara lain akan dapat dimengerti oleh Negara yang memerlukan

benda tersebut.

Untuk menetapkan satuan misalnya 1 meter itu sebenarnya berapa, dan tidak

mengalami perubahan sepanjang jaman maka ditetapkanlah nilai dari tiap-tiap satuan.

Penetapan satuan sebagai berikut :

1. Satu meter adalah 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya merah jingga yang

dipancarkan isotop krypton 86.

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

Pengukur Panjang

Alat ukur panjang dapat berupa mistar, rol meter, jangka sorong, micrometer sekrup

2. Satu kilogram adalah massa sebuah silinder platina iridium yang aslinya disimpan di Biro

Internasional tenyang berat dan ukuran di Serves, Perancis.

3. Satu sekon adalah 9.192.631.770 kali perioda getaran pancaran yang dikeluarkan atom

Cesium 133.

Alat ukur waktu salah satunya adalah stopwatch

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

4. Satu Ampere adalah Jumlah muatan listrik satu coulomb ( 1 coulomb = 6,25.1018

elektron

) yang melewati suatu penampang dalam 1 detik.

Alat ukur arus listrik adalah amperemeter

5. Suhu titik lebur es pada 76 cm Hg adalah : T = 273,150 K, Suhu titik didih air pada 76 cm

Hg adalah : T = 373,150 K.

Alat ukur suhu adalah thermometer

6. Satuan Kandela adalah benda hitam seluas 1 m2 yang bersuhu titik lebur platina ( 1773 C

) akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 x 105

kandela.

7. Satu mol zat terdiri atas 6,025 x 1023

buah partikel. ( 6,025 x 1023

disebut dengan

bilangan avogadro ).

A. ANGKA PENTING

1. Pengertian angka penting

Jika kita melakukan pengukuran, misalnya mengukur panjang buku, maka kita akan

mendapatkan nilai atau hasil pengukuran, misalnya panjang buku 7,50 cm maka

angka yang kita peroleh yaitu 17,50 cm disebut angka penting. Sedangkan angka yang

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

diperoleh dengan cara menghitung secara langsung tanpa bantuan alat ukur disebut

angka eksak/angka mutlak. Jadi angka penting adalah angka yang diperoleh dari hasil

pengukuran dengan menggunakan alat ukur. Sedangkan angka mutlak adalah angka

yang diperoleh dengan cara menghitung atau menjumlah.

2. Aturan angka penting

Yang termasuk angka penting adalah:

a. angka bukan nol

b. angka nol di tengah

c. angka nol di belakang untuk decimal

Yang bukan angka penting yaitu :

a. angka nol di depan decimal

b. angka nol di belakang untuk non decimal

a. Semua angka bukan nol termasuk angka penting kecuali ada tanda khusus

Contoh :

23,41 cm 4 angka penting



b. Angka nol yang terletak sebelum angka bukan nol bukan angka penting

Contoh :




c. Angka nol yang terletak diantara angka bukan nol termasuk angka penting

Contoh :

4001 cm 4 angka penting



d. Angka nol yang terletak setelah angka bukan nol termasuk angka penting jika

decimal

Contoh :

7,80 mm 3 angka penting

0,00100 kg 3 angka penting


Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

e. Angka nol yang terletak setelah angka bukan nol bukan termasuk angka penting

jika bukan decimal

Contoh :


21000 km 4 angka penting

Notasi Ilmiah

Dalam suatu eksperimen angka yang diperoleh dari hasil perhitungan sering memiliki

angka penting yang banyak jumlahnya namun dari kesalahan relatifnya mensyratkan

untuk menulis hasil eksperimen dengan jumlah angka penting yang terbatas. Untuk

mngatasi hal ini sebaiknya penulisan dilakukan dalam bentuk notasi ilmiah.

Misalnya : 49000 m dapat ditulis

4,9 x 104 m 2 angka penting



3. Aturan pembulatan

a. Angka lebih besar 5 dibulatkan ke atas

Contoh :

4,786 cm 4,79 cm

4,786 cm 4,8 cm

b. Angka kurang dari 5 dibulatkan ke bawah

Contoh :

8,4312 cm 8,431 cm

8,4312 cm 8,43 cm

c. Angka tepat 5 dapat dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya ganjil dan ke

bawah jika angka sebelumnya genap

Contoh :

4,435 cm 4,43 cm

4,465 cm 4,47 cm

4. Operasi aljabar dalam angka penting

Aturan Penjumlahan dan Pengurangan

Dalam penjumlahan atau pengurangan hasil penjumlahan /pengurangan hanya boleh

mengandung satu aangka taksiran.

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

Contoh :

41,321 (angka taksiranya angka 1)

23,34 (angka taksirannya angka 4)

---------- +

64,681 (angka taksirannya angka 8 dan 1) maka penulisan hasil penjumlahan menurut

aturan angka penting adalah 64,68 ( angka 8 angka taksiran )

78,362 9 (angka taksirannya 9)

24,65 (angka taksirannya 5)

------------ -

43,7129 (angka taksirannya angka 1, 2 dan 9) penulisannya 43,71

Aturan pembagian dan perkalian

Hasil bagi atau kali jumlah angka pentingnya harus sama dengan jumlah angka

penting yang kecil dari bilangan-bilangan yang dibagikan atau dikalikan.

Contoh :

2,1 x 0,0500 = 0,10500

2,1 memiliki dua angka penting sedangkan 0,0500 memiliki empat angka penting,

maka penulisan hasilnya harus dua angka penting yaitu ditulis 0,11

4,846 : 2,5 = 1,9384

4,846 mempunyai 4 angka penting sedangkan 2,5 mempunyai 2 angka penting. Maka

penulisan hasil baginya adalah 1,9 ( dua angka penting)

B. KESALAHAN PENGUKURAN

1. Pengertian kesalahan pengukuran

Dalam mengukur dengan alat ukur untuk melakukan percobaan hasilnya tidak sesuai

dengan harapan kita. Salah satu penyebabnya bisa dari kesalahan hasil pengukuran.

Kesalahan adalah penyimpangan nilai yang diukur dari nilai sebenarnya. Kesalahan

dapat digolongkan menjadi tiga yaitu :

a. Kesalahan umum (keteledoran)

Kesalahan ini lebih sering disebabkan oleh keterbatasan pengamat dan kurang

mahirnya dalam menggunakan alat/merangkai alat

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

b. Kesalahan sistematis

Kesalahan ini dapat disebabkan oleh kesalahan instrument/alat itu sendiri

seperti kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, keausan alat,kesalahan paralaks

dsb.

c. Kesalahan acak (random)

Kesalahan ini banyak diakibatkan oleh fluktuasi-fluktuasi yang sulit

dikendalikan, misalnya fluktuasi tegangan listrik PLN, panas yang terserap ke

lingkungan, gerak acak dari partikel.

Apabila kita melakukan pengukuran suatu besaran dengan menggunakan alat ukur

berskala, seringkali kita tidak dapat menyatakan secara pasti hasil pengukuran

tersebut. Ketidakpastian dalam menentukan hasil pengukuran dapat disebabkan oleh

beberapa hal antara lain :

a. Kesalahan alamiah

Disebabkan karena factor lingkungan yang sulit dikontrol. Misalnya pengaruh

suhu luar (cuaca), grafitasi, angin dan sebagainya.

b. Kesalahan alat

Disebabkan karena kesalahan kalibrasi, factor keausan alat

c. Kesalahan obyek ukur

Obyek yang diuku bentuknya tidak sempurna (cacat)

d. Kesalahan manusia

Pengamatan yang tidak tepat atau merangkai alat tidak benar.

2. Pengukuran Tunggal

Yaitu pengukuran yang dilakukan sekali saja terhadap obyek ukur. Besarnya

ketidakpastian adalah setengah dari skala terkecil.

Penulisan hasil ukur :

HU = ( x ± x )

Dengan :

HU = hasil ukur

x = nilai dari hasil pengukuran

x = ketidakpastian pengukuran

Misalnya : kita ingin mengukur panjang batang dengan menggunakan mistar yang

memiliki skala terkecil 1 mm maka hasil pengukurannya dapat ditulis :

L = ( L ± 0,5) mm

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

3. Pengukuran Berulang

Pengukuran berulang adalah pengukuran yang dilakukan sebanyak n kali terhadap

obyek ukur (besaran) yang sama sehingga akan diperoleh nilai data lebih mendekati

kebenaran yang secara statistic ditulis :

x = nilai rata-rata

Sedangkan ketidakpastian pengukuran diperoleh dari

simpangan baku rata-rata :

SB = )1(

)( 2

nn

xxi

Penulisan hasil ukur ditulis :

X = x ± SB

C. DIMENSI

Jika dalam suatu pengukuran benda A.

A = 127 cm = 1270 milimeter = 1,27 x 106 mikron

Nilai besaran A adalah 127 apabila dinyatakan dalam cm,

Nilai besaran A adalah 1270 apabila dinyatakan dalam mm,

Nilai besaran A adalah 1,27 apabila dinyatakan dalam meter dan seterusnya.

Jadi satuan yang dipakai menentukan besar-kecilnya bilangan yang dilaporkan.

Mengapa satuan cm dapat di ganti dengan m, mm, atau mikron ?

Jawabannya, karena keempat satuan itu sama dimensinya, yakni berdimensi panjang.

Ada dua macam dimensi yaitu :

- Dimensi Primer

- Dimensi Sekunder

Dimensi Primer yaitu :

M : untuk satuaan massa.

L : untuk satuan panjang.

T : untuk satuan waktu.

Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua besaran yang dinyatakan dalam

massa, panjang dan waktu.

contoh : - Dimensi gaya : M L T-2

- Dimensi percepatan : L T-2

n

x

n

xxxx

n

n

...21

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

Catatan : Semua besaran fisis dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran

pokok ( Dimensi Primer ) yaitu panjang, massa dan waktu.

Kegunaan dimensi :

Untuk Checking persamaan-persamaan fisika, dimana dalam setiap persamaan dimensi

ruas kiri harus sama dengan dimensi ruas kanan.

Contoh :

1. P = F . V

daya = gaya x kecepatan.

M L2

T-3

= ( M L T-2

) ( L T-1

)

M L-2

T-3

= M L2

T-3

2. F = m . a

gaya = massa x percepatan

M L T-2

= ( M ) ( L T-2

)

M L T-2

= M L T-2

A. Pilihlah satu jawaban yang paling anda anggap benar !

1. Dari sistem besaran di bawah ini yang termasuk besaran pokok dari sistem S.I adalah … .

a. berat d. kecepatan

b. muatan listrik e. suhu

c. volume

2. Besaran-besaran dibawah ini yang meru-pakan besaran turunan adalah … .

a. gaya, kecepatan, dan panjang

b. berat, daya, dan waktu

c. massa, waktu,dan percepatan

d. berat, energi, dan massa

e. tekanan, gaya, dan berat

3. Satuan dari tekanan adalah …..

a. kg.m-1

.s-2

d. kg.m2.s

-1

b. kg.m-1

.s2 e. kg.m

-2.s

-2

c. kg.m-2

.s-1

4. Pada pengukuran panjang benda, didapat hasil pengukurannya 0,04070 meter. Hasil

pengukuran tersebut mengandung angka penting

a. dua d. lima

b. tiga e. enam

c. empat

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

5. Lima belas kelereng yang sejenis yang massanya sama, dari hasil pengukuran massa tiap-

tiap kelereng adalah 12,25 gram. Maka seluruh kelereng tersebut bermassa

a. 1,84 x 103 gram d. 183,75 gram

b. 184gram e. 183 gram

c. 183,8 gram

6. Dalam suatu pengukuan massa jenis raksa ialah 13,6 gram.cm-3

. Dalam S.I massa jenis

raksa tersebut ialah ……..

a. 1,36 x 104 kg.m

-3 d. 13,6 kg.m

-3

b. 1,36 x 103 kg.m

-3 e. 1,36kg.m

-3

c. 136 kg.m-3

7. Kapasitas suatu kapasitor adalah 10 pF nilai ini setara dengan … F

a 10–12

d. 109

b 10–9

e. 1012

c 10–6

8. Orde bilangan dari 0,000 000 023 456 adalah … .

a –10 d. 10–9

b – 8 e. 10–8

c 10–12

9. Sebuah besaran yang punya dimensi M.L2.T

-2 besaran tersebut adalah …..

a. gaya d. tekanan

b. daya e. momentum

c. usaha

10. Tekanan ( P ) adalah gaya ( F ) persatuan luas ( A ). Jadi 1AF.A

FP . Dimensi tekanan

( P ) yang benar adalah ….

a. M.L.T-1

d. M.L-1

.T-2

b. M.L2.T

-2 e. M.L

2.T

-1

c. M.L.T-2

11. Menurut hukum Newton 2

21

R

m.MG.F ( F gaya interaksi antar planet ; M1 & m2

adalah massa planet yang berinteraksi dan R = jarak antara dua planet ). Dimensi yang

benar untuk G ( konstanta gravitasi ) adalah

a. M-1

.L3.T

-2 d. M

-3.L

2.T

-2

b. M-2

.L2.T

-3 e. M

-1.L

2.T

-3

c. M2.L

-1.T

-2

12. Diantara kelompok besaran dibawah ini yang merupakan kelompok besaran vektor adalah

a. panjang, gaya, percepatan, kelajuan.

b. kecepatan, berat, percepatan

c. momentum, jarak, suhu

d. luas, volume, massa jenis

e. impuls, waktu, massa, jarak.

13. Tinggi sebuah batu bata 8,95 cm, tentukan tinggi 17 tumpukan batu bata tersebut.........

a. 12 cm d. 75,0 m2

Modul MA/X/Fisika/

Besaran dan Satuan

b. 161 cm e. 152cm

c. 50 m3

14. Lima Siswa diukur tingginya, hasil pengukuran = 155 cm, 159 cm, 165 cm, 168 cm, 174

cm, hitung tinggi rata – rata siswa itu............

a. 1,64 cm d. 164 m

b. 2 3m6 e. 98,1 m3

c. 164 cm

15. Tentukan hasil penarikan akar dari 225 m2

a. 1,50 m 2 ( Tiga angka penting )

b. 15,0 cm3 ( Tiga angka penting )

c. 15,0 m ( Tiga angka penting )

d. 15 m ( Dua angka penting )

e. 61,5 cm ( Tiga angka penting )

B. Kerjakan dengan singkat, jelas dan benar!.

1. Berikan definisi dari:

a Besaran

b Besaran pokok

c 1 meter standard

d 1 kilogram standard

e Dimensi

2. Hitunglah beberapa operasi bilangan berikut berdasarkan aturan angka penting :

a. 11,725 + 12,8 = …………….

b. 626 – 320 = …………….

c. 0,0005 x 25,35 = …………….

d. 43,75 : 0,35 = …………….

e. ( 4,25 )2 = …………….

f. 225 = …………….

3. Tuliskan rumus dimensi dari :

a. massa jenis

b. tekanan

c. berat jenis

d. daya

e. kalor

4. Berdasarkan aturan angka penting, jika sebuah lingkaran mempunyai jari-jari 15,5 cm,

berapa:

a. keliling lingkaran

b. luas lingkaran.

MODUL 1 Besaran Dan Satuan

Documents

Transcript of MODUL 1 Besaran Dan Satuan