Belajar Besaran dan Satuan

 

 Besaran dan Satuan

I.     Pendahuluan Besaran dan Satuan, Besaran Pokok

1.     Pendahuluan Dalam fisika, untuk memahami dan menjelaskan fenomena alam, kita perlu melakukan pengukuran. Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Hasil dari pengukuran selalu dinyatakan dalam angka dan satuan. Konsep besaran dan satuan adalah fundamental dalam fisika karena memungkinkan kita untuk mengkuantifikasi observasi dan mengembangkan teori-teori yang presisi.

·       Besaran: Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka serta memiliki satuan. Contoh: panjang, massa, waktu, suhu.

·       Satuan: Pembanding dalam suatu pengukuran, atau nilai standar untuk besaran. Satuan harus bersifat universal (dapat digunakan di mana saja) dan tidak berubah-ubah. Contoh: meter (untuk panjang), kilogram (untuk massa), detik (untuk waktu).

2.     Sistem Satuan Internasional (SI) Untuk menghindari kebingungan dan memungkinkan komunikasi ilmiah yang efektif antarnegara, pada tahun 1960 Konferensi Umum Timbangan dan Ukuran (CGPM) menetapkan Sistem Satuan Internasional (SI). SI adalah sistem satuan yang paling banyak digunakan di dunia, dan didasarkan pada tujuh besaran pokok yang independen satu sama lain. Keuntungan SI meliputi:

• Koheren         : Turunan dari besaran pokok dapat dengan mudah diturunkan.
• Metrik                        : Berbasis kelipatan 10, memudahkan perhitungan.
• Universal       : Digunakan secara global dalam sains, teknik, dan perdagangan.

3.     Besaran Pokok Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada besaran lain. Ada tujuh besaran pokok dalam SI:

No.	Besaran Pokok	Simbol Besaran	Satuan SI	Simbol Satuan SI	Dimensi	Keterangan
1.	Panjang	l,x,h,r	Meter	m	[L]	Jarak antara dua titik. Definisi meter saat ini berdasarkan kecepatan cahaya.
2.	Massa	m	Kilogram	kg	[M]	Ukuran kelembaman suatu benda. Kilogram adalah satu-satunya besaran pokok yang masih didefinisikan berdasarkan artefak fisik (sampai 2019, sekarang berdasarkan konstanta Planck).
3.	Waktu	t	Detik (Sekon)	s	[T]	Selang antara dua kejadian. Definisi detik berdasarkan transisi atom Cesium-133.
4.	Kuat Arus Listrik	I	Ampere	A	[I]	Jumlah muatan listrik yang mengalir per satuan waktu. Definisi Ampere berdasarkan gaya antara dua konduktor.
5.	Suhu	T	Kelvin	K	[θ]	Ukuran energi kinetik rata-rata partikel dalam suatu sistem. Kelvin adalah skala suhu termodinamika mutlak.
6.	Intensitas Cahaya	Iv​	Candela	cd	[J]	Daya yang dipancarkan oleh sumber cahaya per satuan sudut ruang, dalam arah tertentu.
7.	Jumlah Zat	n	Mol	mol	[N]	Jumlah partikel elementer (atom, molekul, ion, dll.) dalam suatu zat. Satu mol mengandung sekitar 6.022×1023 partikel (bilangan Avogadro).

Penting: Setiap besaran pokok memiliki dimensi unik yang sering digunakan dalam analisis dimensional untuk memeriksa konsistensi rumus fisika. Dimensi dinyatakan dalam kurung siku, contoh: [L] untuk panjang.

---

II. Besaran Turunan, Satuan Turunan, dan Dimensi

4.     Besaran Turunan Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Hampir semua besaran dalam fisika adalah besaran turunan.

Berikut adalah beberapa contoh besaran turunan beserta rumus, satuan SI, dan dimensinya:

No.	Besaran Turunan	Rumus	Satuan SI	Dimensi	Keterangan
1.	Luas	Panjang × Lebar	m2	[L]2	Daerah yang ditempati suatu permukaan.
2.	Volume	Panjang × Lebar × Tinggi	m3	[L]3	Ruang yang ditempati suatu benda.
3.	Kecepatan	Jarak / Waktu	m/s	[L][T]−1	Laju perubahan posisi.
4.	Percepatan	Perubahan Kecepatan / Waktu	m/s2	[L][T]−2	Laju perubahan kecepatan.
5.	Gaya	Massa × Percepatan	N (Newton) atau kg⋅m/s2	[M][L][T]−2	Dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan perubahan gerak benda.
6.	Usaha / Energi	Gaya × Jarak	J (Joule) atau kg⋅m2/s2	[M][L]2[T]−2	Kemampuan untuk melakukan kerja.
7.	Daya	Usaha / Waktu	W (Watt) atau kg⋅m2/s3	[M][L]2[T]−3	Laju melakukan usaha.
8.	Tekanan	Gaya / Luas	Pa (Pascal) atau N/m2	[M][L]−1[T]−2	Gaya per satuan luas.
9.	Massa Jenis	Massa / Volume	kg/m3	[M][L]−3	Massa per satuan volume.
10.	Frekuensi	1 / Periode	Hz (Hertz) atau s−1	[T]−1	Jumlah kejadian per satuan waktu.
11.	Muatan Listrik	Arus × Waktu	C (Coulomb) atau A⋅s	[I][T]	Sifat dasar partikel yang menyebabkan interaksi elektromagnetik.
12.	Beda Potensial	Energi / Muatan	V (Volt) atau J/C	[M][L]2[T]−3[I]−1	Energi per satuan muatan.

5.     Satuan Turunan Setiap besaran turunan memiliki satuan turunan yang diturunkan dari kombinasi satuan-satuan pokok. Beberapa satuan turunan memiliki nama khusus (misalnya Newton, Joule, Watt, Pascal, Hertz, Coulomb, Volt) untuk memudahkan penggunaan, tetapi semuanya dapat diuraikan kembali ke dalam satuan pokok SI.

6.     Dimensi Suatu Besaran Dimensi suatu besaran adalah cara besaran tersebut dibangun dari besaran-besaran pokok. Dimensi dinyatakan dalam simbol-simbol besaran pokok yang ditulis dalam kurung siku.

Fungsi Dimensi:

• Menganalisis Konsistensi Rumus: Semua suku dalam suatu persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama agar persamaan tersebut valid secara dimensional. Ini adalah alat yang sangat berguna untuk memeriksa kesalahan dalam penurunan rumus.
• Contoh: Untuk persamaan gerak v=v0​+at:
• Dimensi v: [L][T]−1
• Dimensi v0​: [L][T]−1
• Dimensi at: Dimensi a ([L][T]−2) × Dimensi t ([T]) = [L][T]−1 Karena semua suku memiliki dimensi yang sama, persamaan ini konsisten secara dimensional.
• Menurunkan Satuan: Dari dimensi suatu besaran, kita dapat menentukan satuan SI-nya.
• Memprediksi Hubungan Antar Besaran (Analisis Dimensional): Meskipun tidak selalu memberikan rumus eksak, analisis dimensional dapat memberikan gambaran tentang bagaimana suatu besaran mungkin bergantung pada besaran lain.

Prinsip Homogenitas Dimensional: Dalam suatu persamaan fisika, dimensi di kedua sisi persamaan harus sama. Selain itu, setiap suku yang dijumlahkan atau dikurangkan dalam persamaan juga harus memiliki dimensi yang sama.

III.           Awalan SI, Konversi Satuan, dan Pengukuran

7.     Untuk menyatakan nilai-nilai yang sangat besar atau sangat kecil, SI menggunakan awalan yang menunjukkan kelipatan sepuluh dari satuan dasar. Ini membuat penulisan dan pembacaan angka menjadi lebih ringkas.

Awalan	Simbol	Faktor Pengali
Yotta	Y	1024
Zetta	Z	1021
Exa	E	1018
Peta	P	1015
Tera	T	1012
Giga	G	109
Mega	M	106
Kilo	k	103
Hecto	h	102
Deca	da	101
(Satuan Dasar)		100
Deci	d	10−1
Centi	c	10−2
Mili	m	10−3
Mikro	μ	10−6
Nano	n	10−9
Pico	p	10−12
Femto	f	10−15
Atto	a	10−18
Zepto	z	10−21
Yocto	y	10−24

Contoh Penggunaan:

• 1 kilometer (km)=10³ meter (m)
• 1 miligram (mg)=10⁻³ gram (g)
• 1 nanometer (nm)=10⁻⁹ meter (m)
• 1 gigahertz (GHz)=10⁹ hertz (Hz)

8.     Konversi Satuan Terkadang, kita perlu mengubah satuan dari satu sistem ke sistem lain, atau dari satu awalan ke awalan lain. Konversi satuan dilakukan dengan menggunakan faktor konversi yang setara dengan satu.

Contoh Konversi:

• Mengubah km/jam ke m/s: 72 km/jam = 72000 m /3600 s = 20 m/s
• Mengubah cm² ke m² : 1 cm² = (10⁻² m)² = 10⁻⁴ m²

500 cm² = 500×10⁻⁴ m²= 0,05 m²

9. Pengukuran Pengukuran adalah inti dari fisika eksperimental. Dalam pengukuran, kita harus memperhatikan:

• Ketepatan (Accuracy): Seberapa dekat hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya (nilai acuan).
• Ketelitian (Precision): Seberapa dekat nilai-nilai yang terukur satu sama lain ketika pengukuran diulang (konsistensi hasil pengukuran).
• Angka Penting (Significant Figures): Angka-angka hasil pengukuran yang memiliki arti dan memberikan informasi mengenai ketelitian pengukuran. Angka penting terdiri dari angka pasti dan satu angka taksiran terakhir.
• Aturan Angka Penting:
• Semua angka bukan nol adalah angka penting. (Contoh: 123,4 memiliki 4 angka penting)
• Angka nol yang berada di antara angka bukan nol adalah angka penting. (Contoh: 1005 memiliki 4 angka penting)
• Angka nol di belakang koma desimal dan setelah angka bukan nol adalah angka penting. (Contoh: 12,00 memiliki 4 angka penting)
• Angka nol di depan angka bukan nol pertama (nol pembuka) bukan angka penting. (Contoh: 0,0025 memiliki 2 angka penting)
• Angka nol di akhir bilangan bulat tanpa koma desimal bisa menjadi angka penting atau tidak (ambigu). Untuk menghindari ambiguitas, gunakan notasi ilmiah. (Contoh: 1200 bisa 2, 3, atau 4 angka penting. 1.2×103 (2 AP), 1.20×103 (3 AP), 1.200×103 (4 AP)).
• Notasi Ilmiah (Scientific Notation): Cara penulisan angka yang sangat besar atau sangat kecil dalam bentuk a×10ⁿ, di mana 1≤∣a∣<10 dan n adalah bilangan bulat. Notasi ilmiah memudahkan penulisan dan penentuan angka penting.
• Contoh: 3.000.000 m = 3×10⁶ m (1 AP), 3,00×10⁶ m (3 AP)
• 0.000000005 s = 5×10⁻⁹ s (1 AP)

 

Besaran dan Satuan SMP

@surikajus

This interactive crossword puzzle requires JavaScript and any recent web browser, including Windows Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, or Apple Safari. If you have disabled web page scripting, please re-enable it and refresh the page. If this web page is saved on your computer, you may need to click the yellow Information Bar at the top or bottom of the page to allow the puzzle to load.

EclipseCrossword © 2000-2013 Welcome! Click a word in the puzzle to get started.   Congratulations! You have completed this crossword puzzle. If you would like to be able to create interactive crosswords like this yourself, get EclipseCrossword from Green Eclipse—it's free!