RINGKASAN MATERI DAN LKPD BAB-I, BESARAN DAN PENGUKURAN

   

BAB-BESARAN FISIKA DAN PENGUKURAN.

Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempunyai pengaruh besar terhadap perkembangan ilmu pengetahuan yang lainnya, misalnya teknologi elektronika, teknologi informasi, dan teknologi alat ukur. Hal ini disebabkan di dalam fisika mengandung prinsip-prinsip dasar mengenai gejala-gejala alam yang ada di sekitar kita.

Fenomena dan gejala-gejala alam tersebut meliputi:

Ø  Besaran-besaran fisika di antaranya: gerak, cahaya, kalor, listrik, dan energi.

Penerapan besaran-besaran fisika dalam aktivitas kegiatan sehari-hari senantiasa berkaitan dengan pengamatan dan pengu-kuran. Sebagai contoh, informasi kecepatan gerak pesawat terbang bagi seorang pilot berguna untuk mengoperasikan pesawat yang dikendalikannya.

Ø  Besarnya suhu badan kita merupakan informasi untuk mengetahui apakah badan kita sehat atau tidak. Sepatu dan pakaian yang kita gunakan mempunyai ukuran tertentu.

Melihat betapa pentingnya pengukuran besaran fisika, maka di dalam bab ini akan dipelajari pengertian besaran fisika,

Ø  pengukuran besaran fisika yang meliputi massa, panjang, waktu, dan suhu serta konversi satuannya.

A)Besaran Fisika dan Satuan.

1, Pengertian Besaran Fisika, Besaran Pokok, dan Besaran Turunan.

Berapakah tinggi dan berat badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi badanmu dengan alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat badanmu? Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan adalah massa, sedangkan dalam fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat badan dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan. Misalnya, setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam fisika bermassa 50 kg. Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita nyatakan dengan angka dan satuan.

Ø  Besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan secara kuantitas.

Ø Besaran-besaran yang bukan besaran fisika, misalnya perasaan sedih, gembira, dan lelah. Karena perasaan tidak dapat diukur dan tidak dapat dinyatakan dengan angka dan satuan, maka perasaan bukan besaran fisika.

Ø  Besaran fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

·         besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu

·         besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok.

Sistem satuan besaran fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut sistem internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

Alat untuk menguku besaran

1)      Alat-alat yang digunakan untuk pengukuran besaran panjang antara lain:

Ø  mistar,

Ø  rol meter,

Ø  jangka sorong,

Ø  mikrometer sekrup.

2)      Alat untuk mengukur besaran massa disebut timbangan atau neraca. Terdapat bermacam-macam jenis timbangan atau neraca sesuai kegunaannya.

3)      Alat pengukuran waktu adalah jam dan stopwatch.

            4)    Stopwatch digunakan dalam pengukuran waktu yang membutuhkan ketelitian seperti                            mencatat waktu dalam perlombaan olahraga lari, renang, balap mobil,

5)      Suhu adalah besaran untuk menyatakan tingkat panas dinginnya suatu keadaan. Alat pengukuran suhu adalah termometer.

Tabel :Satuan Besaran Pokok dalam Sistem Metrik.

Besaran Pokok Satuan SI / MKS, Singkatan , Satuan Sistem CGS dan  Singkatan.

1) Besaran Panjang, satuannya meter, disingkat m; dalam sistem CGS satuannya centimeter – cm.

2) Besaran Massa, satuannya kilogram, disingkat kg; ; dalam sistem CGS satuannya gram – g.

3) Besaran Waktu, satuannya detik, disingkat s ; dalam sistem CGS satuannya detik – s.

4) Besaran Suhu, satuannya kelvin, disingkat K ; dalam sistem CGS satuannya Kelvin – K.

5) Besaran Kuat arus listrik, satuannya ampere, disingkat A ; dalam sistem CGS satuannya stat ampere – statA

6) Besaran Intensitas cahaya, satuannya candela , disingkat Cd ; dalam sistem CGS satuannya candela Cd.

7) Besaran Jumlah zat, satuannya kilo mol, disingkat kmol ; dalam sistem CGS satuannya mol – mol.

Tabel : Beberapa Besaran Turunan beserta Satuannya

Besaran Turunan – Penjabaran dari Besaran Pokok – Satuan Sistem MKS :

    1) Luas Panjang × Lebar; satuanya adalah m2 (meter persegi).
2) Volume Panjang × Lebar × Tinggi; satuanya adalah m3 (meter kubik).
3) Massa jenis Massa : Volume ; satuanya adalah kg/m3 (kg per meter kubik).
4) Kecepatan Perpindahan : Waktu ; satuanya adalah m/s.
5) Percepatan Kecepatan : Waktu ; satuanya adalah m/s2.
6) Gaya Massa × Percepatan newton (N) = kg.m/s2.
7) Usaha Gaya × Perpindahan joule (J) = kg.m2/s2.
8) Daya Usaha : Waktu watt (W) = kg.m2/s3.
9) Tekanan Gaya : Luas pascal (Pa) = N/m2.
10) Momentum Massa × Kecepatan ; satuanya adalah kg.m/s.

Satuan Sistem Internasional (SI) digunakan di seluruh negara ada satuan standar, misalnya satu kilogram dan satu meter kubik.

a.Satuan Internasional untuk Panjang

Hasil pengukuran besaran panjang biasanya dinyatakan dalam satuan meter, centimeter, milimeter, atau kilometer. Satuan besaran panjang dalam SI adalah meter.

Pada mulanya satu meter ditetapkan sama dengan panjang sepersepuluh juta ( 1 / 10000000 )  kutub utara ke khatulistiwa melalui Paris. Kemudian dibuatlah batang meter standar dari campuran Platina-Iridium. Satu meter didefinisikan sebagai jarak dua goresan pada batang ketika bersuhu 0ºC. Meter standar ini disimpan di  International Bureau of Weights and Measure di Sevres, dekat Paris. Batang meter standar dapat berubah dan rusak karena dipengaruhi suhu, serta menimbulkan kesulitan dalam menentukan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, pada tahun 1960 definisi satu meter diubah. Satu meter didefinisikan sebagai jarak 1650763,72 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom gas krypton-86 dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik.

Pada tahun 1983, Konferensi Internasional tentang timbangan dan ukuran memutuskan bahwa satu meter merupakan jarak yang ditempuh cahaya pada selang waktu ( 1 / 299792458 ) sekon. Penggunaan kecepatan cahaya ini, karena nilainya dianggap selalu konstan.

b, Satuan Internasional untuk Massa.

Besaran massa dalam SI dinyatakan dalam satuan kilogram (kg). Pada mulanya para ahli mendefinisikan satu kilogram sebagai massa sebuah silinder yang terbuat dari bahan campuran Platina dan Iridium yang disimpan di Sevres, dekat Paris. Untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik, massa standar satu kilogram didefinisikan sebagai massa satu liter air murni pada suhu 4ºC.

c, Satuan Internasional untuk Waktu.

Besaran waktu dinyatakan dalam satuan detik atau sekon dalam SI. Pada awalnya satuan waktu dinyatakan atas dasar waktu rotasi bumi pada porosnya, yaitu 1 hari. Satu detik didefinisikan sebagai ( 1/ 26400 ) kali satu hari rata-rata = 86400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu ke waktu, maka pada tahun 1956 para ahli menetapkan definisi baru. Satu detik adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9192631770 kali

Tokoh : Christiaan Huygens.

Christiaan Huygens (14 April 1629—8 Juli 1695), merupakan ahli matematika dan ahli fisika; lahir di Den Haag, Belanda, sebagai anak dari Constantin Huygens. Ahli sejarah umumnya mengaitkan Huygens dengan revolusi ilmiah.

Christiaan umumnya menerima penghargaan minor atas perannya dalam perkembangan kalkulus modern. Ia juga mendapatkan peringatan atas argumennya bahwa cahaya terdiri dari gelombang. Tahun 1655, ia menemukan bulan Saturnus, yaitu Titan. Selain itu, Christiaan Huygens adalah penemu pertama jam pendulum atau jam bandul.

 2, Mengonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu.

Hasil suatu pengukuran belum tentu dinyatakan dalam satuan yang sesuai dengan keinginan kita atau yang kita perlukan.

Contohnya:

Ø  Panjang meja 1,5 m, sedangkan kita memerlukan dalam satuan cm, satuan gram dinyatakan dalam kilogram, dari satuan milisekon menjadi sekon. Untuk mengonversi atau mengubah dari suatu satuan ke satuan yang lainnya diperlukan tangga konversi. menunjukkan tangga konversi panjang, massa, dan waktu, beserta dengan langkah-langkah penggunaannya.

kilometer (km),
hektometer (hm),
dekameter (dam),
meter (m),
desimeter (dm),
centimeter (cm),
milimeter (mm).

Turun satu satuan di kalikan 10.

3, Awalan Satuan dan Sistem Satuan di Luar Sistem Metrik.

Di samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem metrik dengan patokan yang ditentukan.

Konversi besaran panjang menggunakan acuan sebagai berikut:
a) 1 mil = 1760 yard;  (1 yard adalah jarak pundak sampai ujung jari tangan orang dewasa).
b) 1 yard = 3 feet ; (1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari kaki orang dewasa).
c) 1 feet = 12 inci ; (1 inci adalah lebar maksimal ibu jari tangan orang dewasa).
d) 1 inci = 2,54 cm
e) 1 cm = 0,01 m.

Satuan mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem SI.
Contohnya sebagai berikut.

• 1 ton = 1000 kg ;
• 1 ons (oz) = 0,02835 kg;
• 1 kuintal = 100 kg ;
• 1 pon (lb) = 0,4536 kg;
• 1 slug = 14,59 kg;

Satuan waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu detik atau sekon.

Contohnya sebagai berikut:
• 1 tahun = 3,156 x 10^7 detik .
• 1 jam = 3600 detik.
• 1 hari = 8,640 x 10^4 detik.
• 1 menit = 60 detik.

Di dalam sistem metrik juga dikenal sistem awalan dari sistem MKS baik ke sistem makro maupun ke sistem mikro. Perhatikan Tabel 1.3 berikut ini.

Sistem – Awalan Satuan – Lambang – Konversi.

Konversi Makro :
– Eksa, lambang E, konversi  10^18.
– Peta, lambang  P, konversi 10^15.
– Tera, lambang  T, konversi  10^12.
– Giga, lambang G, konversi 10^9.
– Mega, lambang M, konversi 10^6.
– kilo. lambang k (huruf kecil) , konversi  10^3.
– hekto, lambangnya h, konversinya  10^2.
– deka, lambangnya da, konversinya 10^1.
– meter, lambar m, konversi  1 x .

Konversi Mikro :
– centi, lambangnya c , konversi 10^-2.
– mili, lambangnya m , konversi 10^-3.
– mikro, lambangnya μ , konversi 10^-6.
– nano, lambangnya n , konversi 10^-9.
– piko, lambangnya p , konversi 10^-12.
– femto, lambangnya f , konversi 10^-15.
– atto, lambangnya a , konversi 10^-18.

Penelitian jagad mikro dengan konversi sistem mikro banyak berkembang dalam bidang teknolgi dewasa ini, contohnya teknologi nano yang menyelidiki jagad renik seperti sel, virus, bakteriofage, dan DNA. Adapun penelitian jagad makro menggunakan konversi sistem makro karena objek penelitiannya mencakup wilayah lain dari jagad raya, yaitu objek alam semesta di luar bumi.

4, Mengonversi Satuan Besaran Turunan.

Besaran turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran-besaran pokok yang mendefinisikan besaran turunan tersebut. contoh, satuan percepatan dapat ditulis dengan m/s² dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah

• 1 dyne = 10^-5 newton.
• 1 erg = 10^-7 joule.
• 1 kalori = 0,24 joule.
• 1 kWh = 3,6 x 10^6 joule
• 1 liter = 10^-3 m^3 = 1 dm^3.
• 1 ml = 1 cm^3 = 1 cc.
• 1 atm = 1,013 x 10^5 pascal.
• 1 gauss = 10^-4 tesla.

 AMATI VIDIO DI BAWAH INI 

CARA MENGKONVERSIKAN SATUANDALAM FISIKA

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

NAMA:........................
KELAS : 7  .................

       A.  KANVERSIKAN  SATUAN DI BAWAN INI  DENGAN MUSYAWAROH PADA
             KELOMPOK KALIAN

    1.  5 km   = ... hm   = ... dam = ... m

2.  20 hm = ... km   = ... dam = ... m

3. 40 dam = ... km  = ... hm    =     m

4.  60 m   = ... km  = ... hm     = ... dam =    cm

5.  75 dm = ... km  = ... hm     = ... dam =    m

6.  85 cm = ... m =     mm

7. 95 mm....... = ... cm  = m1.  5 km   = ... hm   = ... dam = ... 

1.     5 kg	=... hg
2.     20 hg	=... kg
3.     40 dag	=... kg
4.     60 gr	=... kg
5.     75 dg	=... kg
6.     85 cg	=... gr

1.            2 jam	=... menit
2.            8 jam	=... menit
3.            45 menit	=... jam
4.            125 menit	=... jam
5.            30 sekon	=... menit
6.            12 JAM	=   menit

PELAJARAN KE 2

1.    Pengukuran Baku pada Besaran Turunan

Masih Ingatkah kamu, apa saja besaran turunan itu? Dalam pembelajaran kita akan mengukur luas dan volume.

a.    Mengukur Luas

Luas sebagai besaran turunan, yang berasal dari besaran pokok panjang dan panjang. Satuan luas menurut SI adalah meter persegi (m²). Mengukur luas dapat meng-gunakan rumus. Rumusnya tergantung dari bentuk bendanya. Perhatikan rumus mengukur luas pada beberapa bentuk benda di samping ini.

b.    Mengukur Volume

Volume atau isi merupakan besaran turunan dari panjang, panjang, dan panjang. Satuan volume menurut SI adalah meter kubik (m³). Mengukur volume dapat menggunakan rumus seperti pada gambar di samping ini.

Sedangkan untuk benda yang tidak beraturan seperti batu, untuk mengukur volumenya