IHG Saragih Fisika SMK N 1 Batipuh

Besaran dan satuan

[ Pembelajaran  IPAS Peserta didik Kelas X TKR1,XTKR2 dan  X DPIB SMK N 1 Batipuh Semester 1 TP.2023/2024]

Pengertian Besaran

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka. Satuan adalah suatu patokan yang digunakan sebagai pembanding dalam pengukuran. Pembacaan hasil pengukuran adalah satuan dan nilai besaran yang diukur. Nilai hasil pengukuran massa kertas menggunakan neraca sebesar 80 gr. Massa kertas sebagai besaran sedangkan 80 adalah nilai. dan gram adalah satuan dari besaran massa, sedang neraca adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran massa.

A. BESARAN POKOK

Besaran dibedakan menjadi dua yaitu dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya sudah ditetapkan lebih dulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Penetapan besaran ini dilakukan oleh organisasi International Timbanagan dan Pengukuran. Selain itu ditetapkan juga satuan dari besaran tersebutyang merupakan dasar bagi Sistem Internasional(SI). Ada tujuh besaran pokok dalam Sistem Internasional.

Simbol fisika biasanya diambilkan dari kata serapan bahasa Inggris. Contohnya besaran panjang dengan simbol l dari kata length artinya panjang, besaran waktu dengan simbol t dari kata time. Sedangkan dimensi menunjukkan nilai kebenaran suatu rumus.

1. Satuan Panjang

Satuan panjang menurut SI adalah meter (disingkat m). Satuan ini didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh dalam perjalanan cahaya di ruang hampa ( vakum) selama (1/299.792.458) detik.

Standar panjang internasional pertama kali dibuat adalah sebuah batang yang terbuat dari campuran platina iridium yang disebut meter standar. Batang meter tersebut disimpan oleh Organisasi Internasional Timbangan dan Ukuran di Sevres , dekat Paris. Satu meter didefinisikan jarak antara dua goresan pada meter standar yang bersuhu 0° C.

Pada tahun 1960 standar satuan panjang diubah lagi. Satu meter didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom -atom Krypton -86 pada suatu lucutan listrik di ruang hampa.

Pada tahun 1983, definisi satu meter diubah lagi. Definisi satu meter yang baru adalah jarak yang ditemapih cahaya dalam ruang hampa selama (1/299.792.458) detik.

2. Satuan Massa

Massa menyatakan banyaknya zat yang dikandung oleh sutau benda. Massa benda selalu sama dimanapun benda itu berada. Satuan SI untuk massa benda adalah Kilogram (Kg). Satu kilogram standar adalah massa sebuah silinder platina iridium yang disimpan di Sevres dekat Paris.

Dengan meniru kilogram standar, dibuatlah standar sekunder. Stadar sekunder ini kemudian disebarkan ke badan metrologi diberbagai negara. Massa dapat ditentukan dengan menggunakan neraca berlengan sama.

3. Satuan Waktu

Standar satuan waktu adalah sekon (detik). Sekon didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh atom Caesium -133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. Waktu standar ini disebut juga jam atom karena ditentukan dari getaran atom caesium.

4. Satuan Kuat Arus

Standar arus listrik adalah ampere (disingkat A). Satu amper didefinisikan sebagai arus tetap, yang dipertahankan untuk tetap mengalir pada dua batang penghantar sejajardengan panjang tak terhingga, dengan luas penampang dapat diabaikan dan terpisah sejauh satu meter dalam ruang hampa, sehingga menghasilkan gaya antara kedua batang penghantar sebesar  2 x 10 ¯³ N/m

5. Satuan Suhu

Suhu memiliki satuan internasionalKelvin (disingkat K). Kelvin dijadikan satuan standar karena pada skala o° K molekul suatu zat tidak akan bergetar dan berotasi. Dan setiap kenaikan 1 K berarti suhu mengalami kenaikan 1/273,16 º C.

6. Satuan internasional cahaya

1. Satuan intensitas cahaya adalah candela (Cd) adalah besaran yang menyatakan daya yang dipancarkan suatu sumber cahaya pada arah tertentu per satuan sudut. Pengukuran intensitas cahaya media optika dan fotometri sebesar 1 candela sama dengan intensitas sebuah sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekwensi 540 x 10 pangkat 12 Hz dan memiliki intensitas pancaran 1/683 watt per steradian pada arah tertentu.

7. Satuan Jumlah Zat

Jumlah zat memiliki satuan Internasional mol. Istilah mol diperkirakan berasal dari kata bahasa Jerman yaitu molekul.Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat suatu sistem yang mengandung “entitas elementer”( atom, molekul, ion, elektron) sebanyak atom – atom yang berada dalam 12 gram atom karbon -12. sehingga :

• Satu mol besi mengandung sejumlah atom yang sama banyaknya dengan satu mol emas
• Satu mol benzena mengandung sejumlah molekul yang sama banyaknya dengan satu mol air
• Jumlah atom dalam satu mol besi  sama dengan jumlah molekul dalam satu mol air.

B. Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Penurunan besaran pokok ini, minimal terdiri dari 2
besaran pokok, baik yang sejenis maupun yang tidak sejenis. Contoh dari besaran turunan antara lain, luas, volume, gaya,
kecepatan. Contoh-conto’n besaran turunan yang
lain seperti pada Tabel 1.2. Perhatikan tabel di bawah ini :

Standar Satuan Besaran
Standar untuk Satuan Panjang

Satuan standar untuk panjang adalah meter. dinyatakan dengan dua goresan pada batang meter standar yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di the International Bureau of Weights and Measures (Sevres, Frances). satu meter adalah jarak antara equator dan kutub utara sepanjang meridian melalui Paris sebesar 10 juta meter. Pada tahun 1960 satu meter didefinisikan sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas Krypton-86 (Kr-86) di dalam ruang hampa.Pada November 1983 satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) pada selang waktu 1/299.792.458 sekon

Standar untuk Satuan Massa
Standar untuk satuan massa adalah sebuah silinder platinum-iridium yang disimpan di lembaga Berat dan Ukuran 7 Internasional dan berdasarkan perjanjian Internasional disebut sebagai massa sebesar satu kilogram.

Standar untuk Satuan Waktu
Standar untuk satuan waktu adalah sekon (s) atau detik
satu detik didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali,

Standar untuk satuan Arus listrik, Suhu, Intensitas Cahaya dan Jumlah Zat
Secara singkat standar untuk Arus listrik, Suhu, Intensitas
Cahaya dan Jumlah Zat dapat dituliskan sebagai berikut:
1. Satu Ampere adalah jumlah muatan listrik satu coulomb (1 coulomb = 6,25.1018  elektron ) yang melewati suatu penampang dalam 1 detik.
2. Suhu titik lebur es pada 76 cmHg adalah : T = 273,15 K, Suhu titik didih air pada 76 cmHg adalah : T = 373,150  K.
3. Satuan Kandela adalah benda hitam seluas 1 m2  yang bersuhu hk lebur platina ( 1773 ^o C )  akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 x 10⁵  kandela.
4. Satu mol zat terdiri atas 6,025 x10²³ buah partikel. ( 6,025 x 10²³  disebut dengan bilangan Avogadro )

Macam Alat Ukur Alat Ukur Panjang dan Ketelitiannya
A. Mistar
Skala terkecil dari mistar adalah 1 mm (0,1 cm) dan ketelitiannya setengah skala terkecil 0, 5 mm (0,05 cm).

B. Jangka Sorong
alat ukur yang mampu membaca hasil ukur sampai ketelitian 0,1 mm (0,01 cm)

Tugas:
Coba ulangi kegiatan 1 dengan dua macam benda yang berbeda.
a) Catat berapa skala utama dan skala nonius untuk setiap benda
yang anda ukur.
b) Nyatakan hasil yang anda dapat dengan satuan cm dan mm.

Tugas:
Coba ulangi kegiatan 2 dengan dua macam benda yang berbeda.
a) Catat berapa skala utama dan skala nonius untuk setiap benda
yang anda ukur.
b) Nyatakan hasil yang anda dapat dengan satuan cm dan mm.

Tugas:
Coba ulangi kegiatan 3 dengan dua macam benda yang berbeda.
a) Catat berapa skala utama dan skala nonius untuk setiap benda
yang anda ukur.
b) Nyatakan hasil yang anda dapat dengan satuan cm dan mm.

C. Mikrometer Sekrup
Alat ukur panjang yang paling teliti adalah mikrometer sekrup yang memiliki ketelitian 0,001 mm

Kegiatan 4: Pembacaan skala diameter ulir

Tugas:

Coba ulangi kegiatan 4 dengan dua macam benda yang berbeda.
a) Catat berapa skala utama dan skala nonius untuk setiap benda
yang anda ukur.
b) Nyatakan hasil yang anda dapat dengan satuan cm dan mm.

Kegiatan 5: Pembacaan skala ketebalan benda

Tugas:
Coba ulangi kegiatan 5 dengan dua macam benda yang berbeda.
a) Catat berapa skala utama dan skala nonius untuk setiap benda
yang anda ukur.
b) Nyatakan hasil yang anda dapat dengan satuan cm dan mm.

Berdasarkan arahnya besaran dibedakan menjadi dua yaitu :

• besaran vektor yaitu besaran yang memiliki arah misal perpindahan, keepatan, percepatan, gaya dan lain – lain
• besaran skalar yaitu besaran yang tak punya arah misal kelajuan, jarak, energi, daya, dan lain  lain

Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan sebuah satuan, misal mengukur panjang buku menggunakan penggaris, besarannya adalah panjang buku sedangkan satuannya adalah penggaris.

Alat Ukur Massa
Massa tidak dipengaruhi gravitasi, sedangkan berat dipengaruhi oleh gravitasi. Bila satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg), satuan SI untuk berat adalah newton (N). Massa diukur dengan neraca lengan, berat diukur dengan neraca pegas.

Alat Ukur Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian/peristiwa. alat pengukur waktu, misalnya  stopwatch dan jam tangan

Dimensi
Untuk menyederhanakan pernyataan suatu besaran turunan dengan besaran pokok digunakan dengan simbol yang disebut dimensi besaran.

Angka Penting
Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran disebut Angka Penting, terdiri atas angka-angka pasti dan angka-angka terakhir yang ditaksir (angka taksiran).
Aturan penulisan/penyajian angka penting dalam pengukuran:
1. Semua angka yang bukan nol adalah angka penting.  Contoh: 72,753   (5 angka penting).
2. Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting.Contoh: 9000,1009  (9 angka penting).
3. Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimaladalah angka penting.  Contoh: 3,0000  (5 angka penting).
4. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting.  Contoh: 67,50000  (7 angka penting).
5. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan tidak dengan tanda desimal adalah
angka tidak penting. Contoh: 4700000  (2 angka penting).
6. Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka tidak penting.Contoh: 0,0000789  (3 angka penting).

Ketentuan – Ketentuan Pada Operasi Angka Penting:
1. Hasil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka-
angka penting hanya boleh terdapat Satu Angka Taksiran saja.
Contoh:  2,34   angka 4 = angka taksiran
0,345 + angka 5 = angka taksiran
2,685 angka 8 dan 5 (dua angka terakhir) taksiran maka ditulis: 2,69 (Untuk penambahan/pengurangan perhatikan angka di belakang koma yang paling sedikit).
13,46   angka 6 = angka taksiran
2,2347 –  angka 7 = angka taksiran
11,2253    angka 2, 5 dan 3 (tiga angka terakhir) taksiran   maka ditulis : 11,23
2. Angka penting pada hasil perkalian dan pembagian, sama banyaknya dengan angka penting yang paling sedikit.
Contoh:   8,141       (empat angka penting)
0,22 x    (dua angka penting)
1,79102
Penulisannya: 1,79102 ditulis 1,8 (dua angka
penting)
1,432      (empat angka penting)
2,68  :      (tiga angka penting)
0,53432
Penulisannya: 0,53432 ditulis 0,534 (tiga angka
penting)
3. Untuk angka 5 atau lebih dibulatkan ke atas, sedangkan angka
kurang dari 5 dihilangkan, Jika angkanya tepat sama dengan
5, dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya ganjil dan
dibulatkan ke bawah jika angka sebelumnya genap.
Contoh: Bulatkanlah sehingga mempunyai tiga angka
penting:
a) 24,48 (4 angka penting)
b) 56,635 (5 angka penting)
c) 73,054 (5 angka penting)
d) 33,127 (5 angka penting)