Sabtu, 20 September 2014

MATERI FISIKA KLS X SEMUA JURUSAN



AN DAN SATUAN

A.Besaran 
1.  Besaran Pokok (Base Quantities)
Hasil pengukuran selalu mengandung dua hal, yakni: kuantitas atau nilai dan satuan. suatu yang memiliki kuantitas dan satuan tersebut dinamakan besaran.
Berbagai besaran yang kuantitasnya dapat diukur, baik secara langsung maupun tak langsung, disebut besaran fisis, misalnya panjang dan waktu.Tetapi banyak juga besaran-besaran yang dikategorikan non-fisis, karena kuantitasny belum dapat diukur, misalnya cinta, bau, dan rasa.
Dahulu orang sering menggunakan anggota tubuh sebagai satuan pengukuran, misalnya jari, hasta, kaki, jengkal, dan depa. Namun satuan-satuan tersebut menyulitkan dalam komunikasi, karena nilainya berbeda-beda untuk setiap orang. Satuan semacam ini disebut satuan tak baku. Untuk kebutuhan komunikasi, apalagi untuk kepentingan ilmiah, pengukuran harus menggunakan satuan baku, yaitu satuan pengukuran yang nilainya tetap dan disepakati secara internasional, misalnya meter, sekaon, dan kilogram.

Adanya kemungkinan perbedaan penafsiran terhadap hasil pengukuran dengan berbagai standar tersebut, memacu para ilmuwan untuk menetapkan suatu sistem satuan internasional yang digunakan sebagai acuan semua orang di penjuru dunia. Pada tahun 1960, dalam The Eleventh General Conference on Weights and Measures (Konferensi Umum ke-11 tentang Berat dan Ukuran) yang diselenggarakan di Paris, ditetapkanlah suatu sistem satuan internasional, yang disebut sistem SI (Sistem International). Sampai saat ini ada dua jenis satuan yang masih digunakan, yaitu:

1) Sistem metrik
2) Sistem Inggris (imperial sistem)

Sistem metrik dikenal sebagai: meter, kilogram, dan sekon (disingkat MKS), sistem Inggris dikenal sebagai: foot,pound dan second (disingkat FPS). Dalam Sistem Internasional dikenal dua besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya ditetapkan lebih dulu atau besaran yang satuannya didefinisikan sendiri berdasarkan hasil konferensi internasional mengenai berat dan ukuran. Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, besaran pokok ada tujuh, yaitu panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, temperatur, jumlah zat, dan intensitas cahaya.

Tabel 1.1 menunjukkan tujuh besaran pokok tersebut

NO
BESARAN
SATUAN DASAR SI
SIMBOL
DIMENSI
1.
Panjang
Meter
m
L
2.
Massa
Kilogram
Kg
M
3.
Waktu
Sekon
s
T
4.
Kuat Arus
ampere
A
I
5..
Suhu
Kelvin
K
[]
6.
Jumlah zat
Mol
N
N
7
Intensitas cahaya
kandela
Cd
J

Standar dan alat ukur:
1. Standar dan alat ukur panjang
a.  Mistar
Mungkin alat ukur ini sudah sangat familiar bagi kita. Alat ukur ini adalah alat ukur panjang yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Skala terkecil dari mistar adalah 1 mm (0,1 cm) dan ketelitiannya setengah skala terkecil 0,5 mm (0,05 cm). Alat ukur ini bisa digunakan untuk melakukan pengukuran sederhana, seperti mengukur panjang buku, lebar meja, dan lain sebagainya.

Gambar 1: Mistar


b. Jangka Sorong
Dalam sebuah pengukuran, mengukur panjang kadang-kadang memerlukan alat ukur yang mampu membaca hasil ukur sampai ketelitian 0,1 mm (0,01 cm), untuk pengukuran semacam ini kita bisa menggunakan jangka sorong.
http://pustakafisika.files.wordpress.com/2011/08/fi154.jpg

Gambar 2: Jangka Sorong

alat ukur ini dapat digunakan untuk mengukur ketebalan, diameter dalam, dan lebar dari sebuah benda.

c.  Mikrometer Sekrup
Alat ukur panjang selanjutnya yang paling teliti adalah mikrometer sekrup yang memiliki ketelitian 0,001 mm, biasanya digunakan oleh para  teknisi mesin, terutama pada saat penggantian komponen mesin yang mengalami keausan.

http://pustakafisika.files.wordpress.com/2011/08/1003.jpg

Gambar 3: Mikrometer Sekrup

Skala pada alat ukur ini terbagi menjadi dua, yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama terdiri dari skala 1, 2, 3, 4, 5, mm dan seterusnya. Skala nonius yang berbentuk skala putar mempunya 1 s/d 50 skala. Setiap skala putar berputar mundur 1 putaran, maka skala utama bertambah 0, 5 mm. Sehingga 1 skala putar = 1/100 mm = 0,01 mm.
Demikianlah posting kami tentang alat ukur panjang dan ketelitiannya, dan untuk cara pakai masing-masing dari alat ukur diatas akan kami bahas pada posting selanjutnya.


2. Standar dan alat ukur massa

http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/06/timbangan-pasar.jpgTimbangan Pasar
Timbangan yang banyak digunakan di pasar. Terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian tempat benda dan bagian anak timbangan. Berkapasitas ukur maksimal 15-20 kg dan bisa dibawa dengan tangan.
http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/06/neraca-ohaus-dua-lengan.jpg
Neraca Dua Lengan dan Tiga Lengan

Alat ukur massa ini mempunyai ketelitian yang lebih dibandingkan dengan timbangan pasar. Disebut dua lengan karena terdiri dari dua lengan utama, demikian juga berlaku untuk penyebutan tiga lengan. Neraca tiga lengan lebih presisi dari neraca dua lengan. Untuk lebih jelasnya silahkan baca di Neracat Dua Lengan
http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/06/timbangan-gantung.jpg
Timbangan Gantung
Banyak di jumpai di pasar-pasar, kapasitas ukur maksimal 100 s.d. 150 kilogram. Cara menimbangnya yaitu dengan membungkus benda dalam wadah karung (bisa yang lain) kemudian di kaitkan dengan pengait yang ada di timbangan gantung.
http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/06/timbangan-kamar-mandi.jpg
Timbangan Kamar Mandi
Bagi sebagian orang timbangan ini ditakuti. :D. Timbangan kamar madi adalah sebutan timbangan badan yang sering kita pakai dengan berdiri di atasnya. Biasanya maksimal timbangan ini adalah 150-180 kilogtam.
Berbagai Macam Timbangan Lainnya
Timbangan Bayi, Timbangan Duduk, Timbangan Digital, Timbangan Mejad, dan lain sebagainya.

3. Standar dan alat ukur waktu

http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/06/jam-alat-ukur-waktu.jpg
Jam
Jam atau arloji adalah alat ukur waktu paling  populer, macam dan bentuknya sangat banyak. Ada jam dinding, jam tangan, jam mekanik, jam digital, dan lain sebagainya. Tingkat ketlitian jam mulai dari 0,1 s hingga 1s
http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/06/stopwatch-digital.jpg
Stopwatch
Alat ini cocok untuk mengurkur waktu dalam range tertentu. Prinsipnya sama seperti jam digital.
Description: jam pasir
Jam Pasir
Alat ukur waktu jaman dahulu. Terbuat dari kaca dengan media pasir sebagai pengukur waktunya.
Tanggal
Sistem penanggalan adalah alat ukur waktu untuk jangka waktu yang relatif lama, mulai dari hari, bulan, tahun, abad, hingga milenium.




3. ALAT UKUR GAYA ATAU BERAT
Neraca Pegas atau Dinamo Meter


Merupakan alat ukur gaya yang menggunakan pegas yang natinya akan ditarik oleh gaya atau berat benda sehingga menghasilkan nilai tertentu. Alat ukur gaya  (force gauge) ada banyak jenisnya ada yang mekanik ada juga yang sudah canggih berbasis sistem pengukuran digital.


Description: voltmeter
Voltmeter
Alat Ukur Tegangan (satuan Volt)
Description: ampere meter alat ukur listrik
Amperemeter
Untuk mengukur arus listrik (Satuan Ampere)
Description: ohmmeter
Ohmmeter
Untuk mengukur besarnya hambatan listrik
Galvanometer
Alat ukur arus listrik dalam jumlah yang sangat kecil
Description: multimeter
Multimeter
Gabungan, alat ukur listrik yang bisa digunakan untuk mengukur tegangan, arus, dan hambatan listrik sekaligus
Wattmeter
Alat ukut daya listrik (satuan watt)
Eletrometer
Untuk mengukur muatan listrik (satuan Coloumb)
ALAT-ALAT UKUR LAINNYA
Nama Alat
Ukur
Kegunaan
Altimeter
untuk mengukur ketinggian suatu tempat dari permukaan air laut
Anemometer
Mengukur kecepatan angin
Evaporimeter
tingkat evaporasi
Barometer
Alat ukur tekanan udara
Kalorimeter
Mengukur panas atau jumlah kalori
Radar Doppler
Kecepatan
Densimeter
Mengukur kerapatan
Graphometer
Alat ukur sudut, bisa juga menggunakan busur maupun kompas
Hidrometer
mengukur curah hujan
Higrometer
Kelembapan
Lux Meter
Alat ukur intensitas cahaya (satuan candela)
Manometer
Alat ukur tekanan
Termometer
Alat ukur suhu, skala TERMOMETER terganung jenis termometer.
Tensimeter
Mengukut tekanan suatu cairan (ex. darah)
Dosimeter
alat untuk megukur dosis radiasi
Spektroskopi
Alat ukur Intensitas radiasi


2. Besaran Turunan (Derived Quantities)
Besaran turunan adalah besaran yang satuan satuannya diturunkan dari satuan-satuan besaran pokok. Jumlah besaran turunan sangat banyak, semakin berkembangnya ilmu fisika, dimungkinkan akan muncul lagi besaran turunan yang baru. Contoh besaran turunan yang sekarang dikenal dapat kamu lihat pada tabel berikut ini.
No.
Besaran
Satuan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
luas
volume
kecepatan
gaya
massa jenis
daya
usaha
meter persegi
meter kubik
meter per sekon
newton
kilogram per meter kubik
watt
joule

B. Pengertian Satuan

Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya. Untuk melihat berbagai rumus dalam bab besaran dan satuan silakan klik Besaran berdasarkan arah dapat dibedakan menjadi 2 macam
  1. Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah sebagai contoh besaran kecepatan, percepatan dan lain-lain.
  2. Besaran skalar adalah besaranyang mempunyai nilai saja sebagai contoh kelajuan, perlajuan dan lain-lain
.
BESARAN VEKTOR
A.    Menggabungkan atau Menjumlahkan Besaran vektor
a.      Secara Grafis

1.      Metode Poligon
Penggabungan vektor secara poligon dilakukan dengan cara menggambar vektor-vektor yang digabungkan tersebut secara berurutan (diteruskan). Kemudian Vektor resultannya (R) digambar dengan menghubungkan titik awal sampai akhir.


2.      Metode Jajaran genjang
Penggabungan vektor secara jajaran genjang dibuat dengan cara menggambar vektor-vektor yang akan digabungkan dari titik awal yang sama, kemudian buatlah garis sejajar vektor tadi (garis putus-putus) dari kedua ujung vektor yang digabungkan sehingga diperoleh titik potongnya. Terakhir gambarlah Vektor Resultannya dengan menghubungkan titik awal ke titik potong.




b.      Secara Analitis (Perhitungan)

1.      Jika arahnya sama
Resultan vektor yang arahnya sama dihitung dengan menjumlahkan besar dari kedua vektor yang digabungkan.

                        R  = V1  +  V2

2.      Jika arahnya berlawanan
Resultan vektor yang arahnya sama dihitung dengan mengurangkan besar dari kedua vektor yang digabungkan (dihitung selisihnya).

                        R  = V1  -  V2

3.      Jika saling mengapit sudut
Resultan dari vektor yang arahnya tidak sama dan tidak berlawanan atau arahnya saling mengapit sudut dihitung dengan menggunakan rumus sbb :

Contoh Soal :
  1. Vektor Fa dan Fb berturut-turut 30 N dan 50 N. Berapa resultan kedua vektor tersebut jika :
a.       kedua vektor searah !
b.      kedua vektor berlawanan arah !
c.       kedua vektor saling mengapit sudut 60° !
Diketahui :                  Fa = 30 N
                                    Fb = 50 N
Ditanyakan :    a) R = ................. ? (searah)
                        b) R = ................. ? (berlawanan arah)
                        c) R = ................. ?  α = 60°

a)      R = Fa  +  Fb                                        b) R = Fa  -  Fb
R = 30  +  50                                            R = 30  -  50          
R =  80 N                                                 R = - 20 N
                                    (tanda – menyatakan arah R sama dengan Fb)




 2.  Vektor V = 400 N dengan arah 30°  terhadap arah horizontal.
      Tentukan  komponen vektor diatas pada sumbu X dan sumbu Y !
      Diketahui :      V = 400 N
      Ditanyakan :    Vx = .................. ?
                               Vy = .................  ?

                        Vx  =  V Cos α                                                            Vy  =  V Sin α
                        Vx  =  400 Cos 30°                                          Vy  =  400 Sin 30°
                        Vx  =  400 0,87                                                Vy =  400 0,5
                        Vx  =  348 N                                                    Vy  =  200 N

B.    Menguraikan Besaran Vektor
Perhatikan vektor P pada gambar  dibawah !
Arah vektor P adalah ke kanan atas, vektor ini dapat diuraikan menjadi dua komponen yaitu (Px) ke kanan dan (Py) ke atas seperti pada gambar.


Contoh 1
Sebuah vektor P mempunyai besar 200 satuan  dengan arah membentuk sudut 30 ˚ dengan sumbu X positif. Berapakah besar komponen vektor diatas pada sumbu X dan pada sumbu Y ?
            Diketahui  :     P = 200 satauan
                                    α = 30˚
            Diatanya    :     Px  ..... ?
                                    Py .....  ?

            a.         Px = P Cos α                                       b.         Py = P Sin α
                        Px = 200 Cos 30˚                                            Py = 200 Sin 30˚
                        Px = 200 . 0,5√3                                             Py = 200 . 0,5
                        Px = 100 √3 satuan                                         Py = 100 satuan


Contoh 2

            Komponen dari vektor A pada sumbu X adalah 150 satuan. Bila vektor A mengapit sudut 60˚ dengan sumbu X positif. Berapakah besar komponen vektor A pada sumbu Y dan berapa pula besar vektor A tersebut ?
            Diketahui :      Ax = 150 satuan