1 of 37

FISIKA DASAR

​

​

Universitas Tanjungpura

2023

​

​

1

2 of 37

Besaran, Satuan dan Pengukuran

Outline

  1. Besaran dan satuan
  2. Konversi Satuan
  3. Dimensi Besaran Fisis
  4. Pengukuran
  5. Alat Ukur
  6. Angka Signifikan/Penting
  7. Besaran Skalar dan Besaran Vektor

​

2

3 of 37

I. Besaran dan Satuan

  • Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka.
  • Satuan adalah suatu pembanding dalam pengukuran dan menunjukkan kuantitas suatu besaran atau membandingkan besaran dengan sesuatu yang digunakan sebagai patokan.�

​

panjang rantai:

3 jengkal

2 kaki

1 lengan

​

​

​

Besaran

Satuan

Sumber gambar: www.google.com

3

4 of 37

Kasus kesalahan konversi satuan

  • Kesepakatan 🡪 STANDAR dalam penamaan 🡪 Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) - Internasional Buerau of Weight and Measures -

​

Sumber : http://ypk.or.id/artikel2/17-pendidikan/95-salah-konversi-satuan-membawa-petaka

Besaran dan Satuan

4

5 of 37

Jenis Besaran

1. Besaran Pokok

  • Sistem satuan yang digunakan secara universal oleh masyarakat ilmiah (Sistem Internasional).
  • Dalam Sistem Internasional (SI) ditentukan 7 besaran pokok*:

​

​

​

No

Nama Besaran

Lambang

Satuan

1

Massa

m

kilogram (kg)

2

Panjang

l

meter (m)

3

Waktu

t

detik / sekon (s)

4

Arus Listrik

I

ampere (A)

5

Temperatur

T

kelvin (K)

6

Jumlah Zat

n

mol (mol)

7

Intensitas Cahaya

Iv

candela (cd)

* Berdasarkan BIPM ke-14 tahun 1971

Besaran dan Satuan

5

6 of 37

2. Besaran Turunan

  • Besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
  • Beberapa contoh besaran turunan:

​

​

​

No

Nama Besaran

Lambang

Satuan

1

Kelajuan

v

meter/sekon (m/s)

2

Percepatan

a

meter/sekon2 (m/s2)

3

Gaya

F

newton (N)

4

Luas

A

meter persegi (m2)

5

Volume

V

meter kubik (m3)

6

Usaha

W

Joule (J)

...

...

...

...

Besaran dan Satuan

6

7 of 37

Sistem satuan yang sering digunakan

- Sistem statis

1. Sistem metric Dinamis besar 🡪 Sistem MKS (sistem praktis/Giorgie)

- Sistem dinamis

Dinamis kecil 🡪 Sistem CGS (sistem Gauss)

​

Contoh sistem statis Contoh sistem dinamis

  • Satuan panjang
  • Satuan gaya
  • Satuan massa

​

��

Sistem Satuan

Dinamis Besar

Dinamis Kecil

Panjang

Massa

Waktu

Gaya

Usaha

Daya

meter

kg

sec

newton

joule

joule/sec

cm

g

sec

dyne

dyne.cm = erg

erg/sec

Besaran dan Satuan

7

8 of 37

2. Sistem internasional (SI)

Contoh SI:���

Besaran Dasar/ Pokok

Satuan SI

Panjang

Massa

Waktu

Arus listrik

Suhu

Jumlah zat

Intensitas cahaya

Meter (m)

Kilogram (kg)

Sekon (s)

Ampere (A)

Kelvin (K)

Mol (mol)

Candela (cd)

Besaran Tambahan

Satuan SI

Sudut datar

Radian (rad)

Besaran Jabaran/Turunan

Satuan SI

Energi

Gaya

Daya

Frekuensi

Tekanan

Beda potensial

Muatan listrik

Induksi magnetik

Fluks cahaya

Joule (J)

Newton (N)

Watt (W)

Hertz (Hz)

Pascal (Pa)

Volt (V)

Coulomb (C)

Tesla (T)

Lumen (Lm)

Besaran dan Satuan

8

9 of 37

3. Sistem Satuan Britania (British System)

Contoh:���

Sistem Satuan

British

Panjang

Massa

Waktu

Gaya

Usaha

Daya

Foot (Ft)

Slug

Sec

Pound (lb)

Ft.lb

Ft.lb/sec

Besaran dan Satuan

9

10 of 37

* Awalan yang digunakan dalam SI

Besaran dan Satuan

Awalan

Simbol

Faktor

Kilo

Mega

Giga

Tera

mili

mikro

nano

piko

femco

ato

​

103

106

109

1012

10-3

10-6

10-9

10-12

10-15

10-18

Besaran dan Satuan

10

11 of 37

II. Konversi Satuan

  • Contoh konversi satuan besaran turunan
  • Berapakah nilai ekivalen dari 90 km/jam dalam meter per sekon dan dalam mil per jam?

​

​

​

​

  1. Berapakah 65 mi/jam apabila dinyatakan dalam meter per sekon?�

km/jam <-------> mil/jam

km/jam <-------> m/s

  • Tujuan: Menyatakan besaran fisis yang sama dalam dua satuan yang berbeda.
  • Satuan dapat dibagi atau dikalikan sebagaimana simbol-simbol aljabar pada umumnya.�

Sumber gambar: www.google.com

11

12 of 37

III. Dimensi Besaran Fisis

  • Ekspresi huruf/sifat fisis dari kuantitas yang diturunkan dari besaran pokok, tanpa mempertimbangkan nilai numerik.
  • Dimensi besaran dinyatakan dengan lambang berupa huruf besar dan diberi tanda kurung siku.�

No

Nama Besaran

Lambang dimensi

1

Massa

[M]

2

Panjang

[L]

3

Waktu

[T]

4

Arus Listrik

[I]

5

Temperatur

[Ɵ]

6

Jumlah Zat

[N]

7

Intensitas Cahaya

[J]

No

Nama Besaran

Lambang dimensi

1

Kelajuan

[L] [T]-1

2

Percepatan

[L] [T]-2

3

Gaya

?

4

Luas

?

5

Volume

?

6

Usaha

?

7

Massa jenis

?

Besaran Pokok

Besaran Turunan

12

13 of 37

  • Dimensi kelajuan (v)?

​

​

​

​

​

​

  • Dimensi percepatan (a)?

Contoh menentukan dimensi turunan

Nama Besaran

Dimensi

Panjang

[L]

Waktu

[T]

Dimensi Besaran Fisis

13

14 of 37

No

Nama Besaran

Lambang dimensi

1

Kecepatan

[L] [T]-1

2

Percepatan

[L] [T]-2

3

Gaya

[M] [L] [T]-2

4

Luas

[L]2

5

Volume

[L]3

6

Usaha

[M] [L]2 [T]-2

7

Massa Jenis

[M] [L]-3

Besaran Turunan

Dimensi Besaran Fisis

14

15 of 37

Analisis Dimensional

  • Tujuan :

1. Mengungkapkan adanya hubungan kesetaraan antara dua besaran yang nampak berbeda.

Contoh:

​

​

Dimensi energi kinetik dapat diturunkan: Dimensi usaha dapat diturunkan:

​

​

​

​

Energi kinetik dan usaha terdapat kesetaraan, sehingga memiliki satuan yang sama (Joule). Konsekuensinya besaran yang setara dapat dijumlahkan atau dikurangi.

Energi kinetik (T)

½ m.v2

Usaha (W)

F.s

Dimensi Besaran Fisis

15

16 of 37

Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka persaamaan ini benar secara dimensi

2. Menentukan tepat tidaknya suatu persamaan.

Dimensi Besaran Fisis

16

17 of 37

IV. Pengukuran

  • Pengukuran adalah kegiatan membandingkan besaran dengan satuan atau suatu cara untuk mengetahui besarnya suatu besaran dengan menggunakan satuannya.
  • Pada setiap pengukuran selalu muncul ketidakpastian yang terbawa ke dalam perhitungan, biasanya disebabkan oleh:

- keterbatasan alat ukur

- keterbatasan pengamat

  • Cara untuk melakukan pendekatan ketidakpastian hasil perhitungan adalah dengan menggunakan aturan angka penting.����

17

18 of 37

V. Alat Ukur

  • Mistar

Batas ketelitian : nst = 0,1 cm = 0,05 cm

  • Posisi pengukuran

Sumber gambar: belajarsainsfisika.blogspot.com

Keterbatasan alat ukur

Kesalahan pengamat

18

19 of 37

  • Jangka sorong

Batas ketelitian : 0,1 mm

​

Alat Ukur

Sumber gambar: belajarsainsfisika.blogspot.com

19

20 of 37

  • Mikrometer

Batas ketelitian : 0,01 mm

​

Alat Ukur

Sumber gambar: belajarsainsfisika.blogspot.com

20

21 of 37

  • Neraca

​

*

​

​

​

**

​

​

​

200 + 20 + 5,5 = 225,5 gram

**Sumber gambar: tubanexpresive.blogspot.com

*Sumber gambar: id.wikipedia.org

Alat Ukur

21

22 of 37

VI. Angka Signifikan / Penting

  • Angka yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terdiri dari angka pasti dan angka yang diragukan.
  • Contoh menentukan angka penting

2,50 🡪 mempunyai 3 angka penting

2,503 🡪 mempunyai 4 angka penting

0,00253 🡪 mempunyai 3 angka penting 2,53 x 10-3

  1. 🡪 mempunyai 2 angka penting

2500000 🡪 mempunyai 2 angka penting

​

​

​

​

​

Dalam notasi ilmiah

22

23 of 37

​

Aturan angka penting

1. Penjumlahan atau pengurangan

Hasil dari penjumlahan atau pengurangan dua bilangan mempunyai angka penting dengan desimal terkecil diantara semua bilangan dalam penjumlahan atau pengurangan.

​

1,040 + 0,2134 = 1,2535 = 1,253

​

2. Perkalian atau pembagian

Jumlah perkalian atau pembagian, tidaklah lebih besar daripada jumlah terkecil angka penting pada masing-masing bilangan yang terlibat dalam perkalian atau pembagian.

​

1,53 x 0,03 = 0,0459 = 0,05

​

​

​

867,8 x 2,4 = 2082,72 🡪 2100 atau 2,1 x 103

Angka Penting

23

24 of 37

VII. Besaran Skalar dan Vektor

  • Sifat besaran yang menyangkut arah

​

Skalar Vektor

​

  • Besaran Skalar : adalah besaran yang hanya ditentukan oleh besarnya/nilainya saja.

Contoh : panjang, massa, waktu, kelajuan, dsb.

  • Besaran Vektor : adalah Besaran yang selain ditentukan oleh besarnya, juga ditentukan oleh arahnya.

Contoh : kecepatan, percepatan, gaya dsb.

​

24

25 of 37

  • Notasi Vektor
  • Cara penulisan vektor atau A
  • Secara grafis vektor dapat dilukiskan sebagai sebuah anak panah. Panjang anak panah menunjukkan nilai atau besar vektor dan anak panah menunjukkan arah vektor.

​

Besaran Vektor

25

26 of 37

  • Menggambar Vektor

Contoh:

  1. Sebuah sepeda motor bergerak ke utara dengan kecepatan 40 km/jam. Gambarkan vektor kecepatan motor tersebut

​

skala 10 km/jam = 1 satuan

​

2. Sebuah mobil bergerak ke timur sejauh 70 km. Gambarkan perpindahan mobil tersebut.

skala 10 km = 1 satuan

3. Vektor gaya 20 N dalam arah 45° terhadap sumbu x positif.

​

​

skala 10 N = 1 satuan

​

Besaran Vektor

u

26

27 of 37

  • 4 Operasi vektor:
  • Penjumlahan/ pengurangan antara 2 vektor atau lebih
  • Perkalian vektor dengan skalar
  • Perkalian titik antara 2 vektor (Dot product)
  • Perkalian silang antara 2 vektor (Cross product)
  • Uraian vektor pada sistem koordinat ruang (x, y, z)

​

Perbedaan operasi skalar dengan operasi vektor

​

​

​

​

Besaran Vektor

Materi Pengayaan

HASIL

Operasi skalar

Operasi vektor

Tetap skalar

Skalar, Vektor

(Tergantung operasi vektor)

27

28 of 37

  1. Penjumlahan/ pengurangan antara 2 vektor atau lebih

​

​

  • Grafis

​

​

​

​

​

  • Analisis

Besaran Vektor

Cara Segitiga

Cara Poligon

Cara Jajaran genjang

  1. Grafis

​

  • Analisis

Dalam bentuk gambar

Rumus Phytagoras

Rumus Cosinus

Vektor komponen

Cara segitiga

Proyeksi ke sumbu koordinat

Cara Jajaran genjang

Perhitungan

28

29 of 37

1. Cara Segitiga 2. Cara Poligon

Besaran Vektor

Hanya bisa menjumlahkan 2 vektor

Poligon = Segi banyak

  • Secara Grafis

29

30 of 37

3. Cara Jajaran genjang

Besaran Vektor

  • Secara Grafis

30

31 of 37

  1. Metode jajaran genjang

​

​

​

​

​

​

  • Metode Segitiga

Besaran Vektor

  • Secara Analisis
  • Rumus Cosinus

31

32 of 37

  • Resultan Kasus Khusus

Diketahui:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Besaran Vektor

 

 

  • Rumus Phytagoras

32

33 of 37

  • Vektor Komponen [Penguraian Sebuah Vektor (Kartesian 2D)]

Besaran Vektor

Vektor

Sb.x

Sb.y

​

​

​

33

34 of 37

2. Perkalian vektor dengan skalar

​

​

​

​

​

​

​

Besaran Vektor

34

35 of 37

  • Sifat-sifat aljabar vektor:

Besaran Vektor

Hasil berupa vektor

35

36 of 37

3. Perkalian titik antara 2 vektor

(Dot product)

​

​

​

​

​

​

​

Materi Pengayaan

4. Perkalian silang antara 2 vektor

(Cross product)

​

​

​

​

​

​

​

Gunakan kaedah tangan kanan

Hasil berupa skalar

Hasil berupa vektor

36

37 of 37

Daftar Pustaka

  • Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I, Jakarta : Penerbit Erlangga
  • Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Jakarta : Penerbit Erlangga
  • Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I, Jakarta : Penebit Erlangga.
  • Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas, Jakarta : Penerbit Erlangga.��

37