Fisika merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala - gejala alam. Gejala alam dan interaksi yang bisa diungkapkan biasanya dapat pula dirumuskan dalam besaran-besaran Fisika. Di antara besaran-besaran Fisika tersebut terdapat besaran-besaran yang dapat diukur. Oleh karena itu, pengukuran merupakan satu bagian penting dalam Fisika. Dalam Fisika terapan, Pengukuran memegang peranan penting. Misalnya dalam Pesawat Terbang.
Pada kokpit pesawat, terdapat alat ukur ketinggian pesawat (altimeter) , alat ukur tekanan udara (barometer), alat ukur kecepatan angin (anemometer), Alat ukur ini diperlukan oleh seorang Pilot dan awak pesawat, untuk mengukur dan mengendalikan pesawat, sehingga dapat melayang di udara. Untuk lebih jelas dan rinci, dapat dipelajari dipelajari pada Materi berikut
Pengukuran
Standar Kompetensi/Competency Kompetensi/Competency Standards
Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya Angka Penting Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
Kompetensi Dasar (Basic (Basic Competence) Pengukuran
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Angka Penting
Indikator (Indicators)
Siswa dapat : (Student should be able to) Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
1. Menggunakan alat ukur ukur besaran panjang, massa, massa, dan waktu dengan beberapa jenis alat ukur. 2. Mengukur besaran panjang, massa, dan waktu dengan mempertimbangkan aspek pengukuran
Kompetensi Dasar (Basic (Basic Competence) Pengukuran
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Angka Penting
Indikator (Indicators)
Siswa dapat : (Student should be able to) Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
1.
Mendefinisikan angka penting dan menerapkannya
Kompetensi Dasar (Basic (Basic Competence) Pengukuran
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Angka Penting
Indikator (Indicators)
Siswa dapat : (Student should be able to) Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
1. Mengolah data hasil pengukuran sesuai dengan prinsip aturan angka penting dan kesalahan relative
Kompetensi Dasar (Basic (Basic Competence) Pengukuran
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Angka Penting
Indikator (Indicators)
Siswa dapat : (Student should be able to) Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
1. Membandingkan Membanding kan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat memberikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari 2. Menerapkan satuan besaran pokok dalam sistem internasional
Kompetensi Dasar (Basic (Basic Competence) Pengukuran
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Angka Penting
Indikator (Indicators)
Siswa dapat : (Student should be able to) Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
1. Menentukan dimensi suatu besaran pokok. 2. Menerapkan analisis dimensional dalam pemecahan masalah
Kompetensi Dasar (Basic (Basic Competence) Pengukuran
Mengukur besaran fisika (massa, panjang, dan waktu)
Angka Penting
Indikator (Indicators)
Siswa dapat : (Student should be able to) Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data Besaran dan Satuan
Dimensi
Besaran Vektor
1. Menjumlah Menjumlahkan kan dua vektor vektor ata atau u lebih lebih dengan dengan metod metode e jajargenjang dan poligon. 2. Menjumlahkan dua vektor segaris atau membentuk sudut secara grafis dan menggunakan rumus cosinus. 3. Menguraikan Menguraikan sebuah vektor vektor dalam bidang bidang datar menjadi menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus. 4. Menjumlahkan Menjumla hkan dua vektor atau lebih dengan cara analisis
A. Pengukuran 1. Memilih Alat Ukur dan Menentukan Ketelitiannya Ketelitiannya a. Alat Ukur Panjang 1. Mistar/Penggaris
Dari beberapa jenis mistar yang sering digunakan antara lain: Stik meter, memiliki panjang 1 meter dan memiliki skala desimeter, sentimeter dan milimeter.
Skala terkecil = 1 mm, maka ketelitian pengggaris = (1/2 x skala terkecil ) =0,5 mm
2. Jangka Sorong Bagian-bagian jangka sorong: 0,05cm
2,1cm
mengukur dimensi dalam dari suatu benda,
2
3 5
Jadi: X=2,15 cm
mengukur dimensi luar suatu
Ketelitian Jangka Sorong adalah 0,1 mm; yaitu 1 mm pada skala utama, dibagi 10
3. Mikrometer Sekrup Bagian-bagian Mikrometer Sekrup Selubung Ulir
Skala Utama
Skala Nonius
Skala terkecil = 0,5 mm dan dibagi 50 skala oleh skala nonius yang terdapat pada selubung luar (teromol putar) sehinga,
b. Alat Ukur Massa 1. Neraca Pegas
3. Neraca Dua Lengan
2. Neraca Elektronik 4. Neraca Ohauss
c. Alat Ukur Waktu 1. Jam Dinding
2. Jam Matahari
3. Stop Watch
4. Jam Pasir
2. Jenis Pengukuran dan Cara Melakukannya a. Pengukuran Tunggal 1. Pengukuran dengan Mistar/Penggaris
Ukur panjang kertas disamping, perhatikan ujung salah satu kertas harus tepat berada pada angka nol. Dari hasli pengukuran didapatkan hasil 5,6 cm. Mistar mempunyai tingkat ketelitian setengah dari skala terkecil, yaitu ½ x 1 mm = 0,5 mm = 0,05 cm. Sehingga dari hasil pengukuran dapat ditulis: ( 5,60 cm 0,05 ) cm
Arti penulisan hasil pengukuran tersebut adalah panjang kertas (5,60 – 0,05) cm sampai (5,60 + 0,05) cm. Secara matematis panjang kertas dapat dituliskan antara 5,55 ≤ xo ≤ 5,65 cm, dengan xo adalah panjang kertas yang sebenarnya
2. Pengukuran dengan Jangka Sorong
Ukur tebal kotak (sesuaikan dengan alat yang ada disekitar meja belajarmu). Jangka sorong mempunyai skala terkecil 0,01 cm, tingkat ketelitiannya ½ x 0,01 cm = 0,005 cm. Hasil pengukuran dapat ditulis : ( hasil pembacaan skala alat ukur 0,005 ) cm.
Jika tebal kotak adalah 2,440 cm, hasil pengukuran dapat ditulis : (2,440 0,005) cm. Berarti hasil pengukuran tebal kotak berada diantara 2,435 ≤ do ≤ 2,445 cm
3. Pengukuran dengan Mikrometer Sekrup Ukur tebal kertas cover buku tulismu. Catat hasil pembacaan skala alat ukur. Mikrometer sekrup mempunyai tingkat ketelitian ½ x 0,01 mm = 0,005 mm. Hasil pengukuran dapat ditulis : (hasil pembacaan skala alat ukur 0,005 ) mm.
Jika ketebalan cover buku tulis 2,980 mm, maka dapat ditulis : (2,980 0,005) mm. Berarti hasil pengukuran yang sebenarnya adalah : 2,975 ≤ do ≤ 2,985 mm.
Simulasi Pengukuran
Simulasi Pengukuran
b. Pengukuran Berulang
Dalam melakukan kegiatan pengukuran, untuk mendapatkan hasil yang lebih baik atau mendekati harga yang sebenarnya, perlu dilakukan pengukuran berulang. Misalnya kita melakukan pengukuran sebanyak n kali pada keadaan yang sama, dengan hasil pengukuran x1, x2, x3, x4, .. xn. Dari hasil tersebut dapat ditentukan rata-rata hasil pengukuran sebagai berikut : x
x1 x 2 x3 x 4 ..... xn n
xi n
Jika didalam pengukuran tunggal,nilai ketidakpastian sebesar setengah skala terkecil. Dalam pengukuran berulang, nilai ketidakpastian didapatkan dari simpangan baku (sx) Sx
( xi x ) (n 1)
2
Sx
2 2 n xi ( xi)
n(n 1)
3. Aspek Pengukuran a. Ketepatan (Presisi)
Kemampuan proses pengukuran untuk mendapatkan hasil yang sama, khususnya pada pengukuran yang dilakukan secara berulang-ulang dengan cara yang sama. Presisi berkaitan dengan pembagian skala terkecil pada sebuah alat ukur Alat ukur yang presisi berkaitan dengan penunjukan yang konsisten
Skala mm (lebih Presisi)
Skala cm
b. Akurasi (Ketelitian)
Kesesuaian antara hasil pengukuran dan nilai yang sebenarnya Akurasi parameter penting dalam pengukuran.
Misalkan termometer yang akurat Menunjukkan nilai yang sama/dekat dengan nilai yang sebenarnya
Sensitif dan berespon terhadap perubahan kecil pada temperatur
Akurasi (Ketelitian) VS Ketepatan (Presisi)
Presisi namun tidak Akurat
0
Nilai sebenarnya 0
Akurat namun tidak Presisi
0
Akurat dan Presisi
c. Kalibrasi
Kalibrasi/Peneraan: mencocokkan harga-harga yang tercantum pada skala alat ukur dengan harga-harga standar (atau yang dianggap benar) Belum ada yang diukur, tapi kok angkanya tidak nol ???
d. Kepekaan (Sensitivitas)
Kemampuan alat ukur untuk mendapatkan suatu perbedaan yang relatif kecil dari harga hasil pengukuran
Y (pembacaan skala) A
YA
YA B
>
YB
Alat ukur A lebih peka dari alat ukur B dalam mengukur perbedaan suhu yang relatif kecil
YB
Yx
X (harga yang diukur)
Alat ukur A dapat menunjukkan perbedaan suhu yang lebih jelas dibandingkan dengan alat ukur B
3. Kesalahan Pengukuran Kesalahan Paralaks
Kesalahan pembacaan alat ukur karena posisi mata yang tidak tepat.
Sebutkan kesalahan yang dilakukan oleh orang ini ketika mengukur panjang kayu yang dipegangnya.
B. Angka Penting Angka Penting : Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan alat ukur. ukur. Angka Penting terdiri atas angka-angka pasti (eksak) dan angka-angka terakhir yang ditaksir ( Angka taksiran ). Hasil pengukuran dalam fisika tidak pernah eksak, selalu terjadi kesalahan pada waktu mengukurnya. Kesalahan ini dapat diperkecil dengan menggunakan alat ukur yang lebih teliti.
1. Aturan Penulisan Penulisan Angka Penting a. Semua angka angka yang bukan bukan nol adalah adalah angka penting. penting. Contoh : 14,256 ( 5 angka penting ). b. Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting. Contoh : 7000,2003 ( 8 angka penting ). c. Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting.
d. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting. Contoh : 23,50000 ( 7 angka penting ). e. Angka Angka nol yang yang terlet terletak ak di belaka belakang ng angka angka bukan bukan nol yang yang terakhi terakhirr dan tidak tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting. Contoh : 3500000 ( 2 angka penting ). f.
Angka Angka nol yang terlet terletak ak di di depan depan angka angka bukan bukan nol nol yang yang perta pertama ma adal adalah ah angka angka tidak penting. Contoh : 0,0000352 ( 3 angka penting ).
g. Penulis Penulisan an angka angka penting penting dengan dengan notasi notasi garis garis bawah bawah,, berakhi berakhirr pada angka angka yang yang diberi garis bawah, dan angka selanjutnya bukan angka penting. Contoh : 12000 (3 angka penting),. 10000000 (6 angka penting)
2. Operasi-operasi Operasi-operasi dalam Angka Penting a. Penjumlahan dan Pengurangan Angka Penting
Hasil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka-angka penting hanya boleh terdapat SATU ANGKA TAKSIRAN saja. Contoh :
2,34 angka 4 taksiran (3 angka penting) 0,345 + angka 5 taksiran (3 angka penting) 2,685 angka 8 dan 5 ( dua angka terakhir ) taksiran. maka ditulis : 2,69 ( 3 angka penting)
( Untuk hasil penjumlahan/pengurangan, perhatikan angka dibelakang koma yang paling sedikit).
13,46 angka 6 taksiran (4 angka penting) 2,2347 - angka 7 taksiran ( 5 angka penting) 11,2253 angka 2, 5 dan 3 ( tiga angka terakhir ) taksiran
b. Perkalian dan Pembagian Angka Penting
Angka penting pada hasil perkalian dan pembagian, sama banyaknya dengan angka penting yang paling sedikit. Contoh :
8,141 ( 4 angka penting ) 0,22 x ( 2 angka penting ) 1,79102 Penulisannya : 1,79102 ditulis 1,8 ( 2 angka penting ) 1,432 ( 4 angka penting ) 2,68 : ( 3 angka penting ) 0,53432 Penulisannya : 0,53432 di tulis 0,534 ( 3 angka penting )
Untuk angka 5 atau lebih dibulatkan ke atas, sedangkan angka kurang dari 5 dihilangkan.
c. Operasi Pemangkatan dan Penarikan Akar Bilangan 2 mempunyai 1. 2 = 1,4142 mempunyai satu angka penting, maka maka penulisan hasil 2 = 1 (sesuai dengan aaturan pembulatan) pembulatan)
2. (12,5)2 = 156,25 Memiliki tiga angka penting, sehingga 156,25 dituliskan menjadi 156 (sesuai aturan pembulatan) 3.
144 = 12 Bilangan 144 memiliki tiga angka penting. Penulisan hasil 144 = 12,0
NOTASI ILMIAH = BENTUK BAKU Untuk mempermudah penulisan bilangan-bilangan yang besar dan kecil digunakan Notasi Ilmiah atau Cara Baku. Baku. p,... .10 n
dimana : p,... ( angka-angka penting ) 10n disebut orde n bilangan bulat positif atau negatif contoh : - Massa bumi - Massa elektron - 0,00000435 - 345000000
= = = =
5,98 . 10 24 9,11 9,11 . 10 -31 4,35 . 10 -6 3,45 . 10 8
C. Pengolahan dan Penyajian Data Seorang siswa melakukan pengukuran, didapatkan data sebagai berikut : Massa (gram)
71,2
72,3
70,8
72,4
73, 0 73,0
Volume (ml)
23,4
24,8
25,1
25,4
25,6
Tuliskan data-data di atas kedalam kedalam tabel pengolahan data, Tentukan massa jenis rata-rata Tentukan tingkat kesalahan dalam pengukuran p engukuran Catatan : (pengolahan data harus sesuai dengan aturan angka penting)
Tabel pengolahan data: No
massa
volume
m/v =
1
71,2
23,4
3,04
0,15
0,0225
2
72,3
24,8
2,92
0,03
0,0009
3
70,8
25,1
2,82
-0,07
0,0049
4
72,4
25,4
2,85
-0,04
0,0016
5
73,0
25,6
2,85
-0,04
0,0016
14,48
14,48 5
2,896
Sx
( )
2
n 1
Hasil pengukuran (o) = 2,896 0,0887
( )
0,0315 0,0315 4
0,0887
D. Besaran dan Satuan Besaran Pokok : Besaran yang tidak diturunkan dari besaran yang lain Besaran Turunan : Besaran yang diturunkan dari satu atau beberapa besaran pokok Satuan Baku : Satuan yang telah diakui secara Internasional. Misalnya meter, kilogram, dan sekon Satuan tidak Baku : Satuan yang tidak diakui secara Internasional, misalnya didaerah-daerah di Indonesia (depa, jengkal, hasta, dll), di Inggris Inci, feet (kaki) Besaran Pokok BESARAN DASAR
SATUAN SI Nama
Lambang
Rumus Dimensi
1.
Panjang
Meter
m
L
2.
Massa
Kilogram
kg
M
3.
Waktu
Sekon
s
T
4.
Arus listrik
Ampere
A
I
5.
Suhu termodinamika
Kelvin
K
6.
Jumlah zat
Mol
m
N
7.
Intensitas cahaya
Kandela
cd
J
Besaran Turunan BESARAN TURUNAN
SATUAN SI
1.
Energi
Joule
J
2.
Gaya
Newton
N
3.
Daya
Watt
W
4.
Tekanan
Pascal
Pa
5.
Frekwensi
Hertz
Hz
6.
Beda Potensial
Volt
V
7.
Muatan listrik
Coulomb
C
8.
Fluks magnit
Weber
9.
Tahanan listrik
10.
Awalan Yang Yang Digunakan Dalam S.I. AWALAN
SIMBOL
FAKTOR
Kilo
K
10 3
Mega
M
10 6
Giga
G
10 9
Wb
Tera
T
10 12
Farad
F
Milli
m
10 -3
Induksi magnetik
Tesla
T
Mikro
10 -6
11 .
Induktansi
Henry
Hb
Nano
n
10 -9
12.
Fluks cahaya
Lumen
Lm
Piko
p
10 -12
Femco
f
10 -15
13.
Kuat penerangan
Lux
Lx
Ato
a
10 -18
E. Dimensi Dimensi suatu besaran menunjukkan cara suatu besaran itu tersusun dari besaranbesaran pokoknya. SATUAN SI
BESARAN DASAR Nama
Lambang
Rumus Dimensi
1.
Panjang
Meter
m
L
2.
Massa
Kilogram
kg
M
3.
Waktu
Sekon
s
T
4.
Arus listrik
Ampere
A
I
5.
Suhu termodinamika
Kelvin
K
6.
Jumlah zat
Mol
m
N
7.
Intensitas cahaya
Kandela
cd
J
BESARAN TAMBAHAN
SATUAN SI
8.
Sudut datar
radian
rad
9.
Sudut ruang
steradian
sr
Dimensi Primer yaitu : M : untuk satuaan massa. L : untuk satuan panjang. panjang. T : untuk satuan waktu. Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua besaran yang dinyatakan dalam massa, panjang dan waktu. contoh : - Dimensi gaya gaya : M L T-2 - Dimensi percepatan : L T-2
Contoh : P=F.v daya = gaya x kecepatan. M L2 T-3 = ( M L T-2 ) ( L T-1 ) M L2 T-3 = M L2 T-3
F=m.a gaya = massa x percepatan M L T-2 = ( M ) ( L T-2 ) M L T-2 = M L T-2
Kegunaan Dimensi 1. Untuk Untuk mengungkap mengungkapkan kan keset kesetara araan an beberapa beberapa besaran besaran fisika fisika yang sepintas sepintas tampak berbeda. 2. Untuk Untuk mene menent ntuk ukan an satua satuan n besar besaran an turun turunan an 3. Untuk Untuk menguj mengujii kebena kebenaran ran suatu suatu rumusan rumusan fisika fisika
Contoh :
Ek 1 mv2 2 m M
Ep E p mgh
W F .s
m M
2
F MLT ML T
h L
1
v LT
Ek M [ LT 1 ]2 2
Ek ML2T
s L
2
g LT
2
Ep E p ML M L T 2
2
2
W ML T
Dari analisis dimensi di atas, maka energi kinetik, energi potensial, dan usaha
F. Besaran Besa ran Vektor Di samping besaran-besaran pokok yang telah kita pelajari yaitu massa, waktu, suhu, panjang, intensitas cahaya, kuat arus, dan jumlah zat, masih ada satu hal lagi dalam ilmu fisika yang perlu kita ketahui yaitu : sifat s ifat yang menyangkut arah. Oleh karena itu besaran-besaran tersebut masih dapat dibagi dalam dua golongan yaitu : besaran Skalar dan besaran Vektor . Besaran Skalar : adalah besaran yang hanya ditentukan oleh besarnya atau nilainya saja. Contoh : panjang, massa, waktu, kelajuan, dan sebagainya. Besaran Vektor : adalah Besaran yang selain ditentukan oleh besarnya atau nilainya, juga ditentukan oleh arahnya. Contoh : kecepatan, percepatan, gaya dan sebagainya. Notasi Vektor
Secara grafis vektor dapat dilukiskan sebagai sebuah anak panah. Panjang anak panah menunjukkan nilai atau besar vektor dan anak panah menunjukkan arah
/
1. Notasi Vektor
Secara grafis vektor dapat dilukiskan sebagai sebuah anak panah. Panjang anak panah menunjukkan nilai atau besar vektor dan anak panah menunjukkan arah vektor.
Vektor F di tulis : F atau F Besar vektor F ditulis / F / atau F Contoh : F = / F / = 10 satuan 1. A = B, jika kedua vektor tersebut mempunyai panjang dan arah yang sama sama
2. A adalah vektor yang panjangnya sama dengan panjang A tetapi arahnya
berlawanan dengan arah A
3. k A adalah vektor yang panjangnya k kali panjang A dengan arah yang sama dengan A
jika k positif. Dan berlawanan dengan A jika k negatif.
2. Penjumlahan dan Pengurangan Vektor Vektor a. Penjumlahan Vektor
1). Metode Jajargenjang
2). Metode Segitiga
3). Metode Poligon
b. Pengurangan Vektor
Untuk Selisih dilakukan penjumlahan dengan lawannya (invers jumlah). A B c. Menetukan Resultan Vektor dan Arah Resultan Vektor
/ R / = / A/ 2 / B/ 2 2 / A/ / B/ cos
Arahnya:
/ R / sin
/ A / sin 2
/ B / sin 1
A ( B)
d. Penguraian Vektor / v X / / v / cos / vY / / v / s in 2
/ v /
2
/ v X / / v Y /
e. Vektor Analisis Vektor
v x = v cos
v y = v sin
v1
1 2 3
v1 x = v cos 1
v1 y = v sin 1
v2 x = v cos 2
v2 y = v sin 2
v3 x = v cos 3
v3 y = v sin 3
v2 v3
v x = ................
Resultan / v / =
2
( v X ) ( vY )
v y = ................ 2
Pengukuran Angka Penting Pengolahan Pengolahan dan Penyajian Data
Nama
: Burhani, S.Pd
NIP
: 19751009 200012 1 001
Pangkat/Gol
: Penata Tk.I/III D
Tempat/Tgl.Lahir
: Kerinci, Kerinci, 09 Oktober 1975
Jenis Kelamin
: Pria
Alamat Rumah
: Komp. SMA Titian Teras Jambi No. C7 Jl. Lintas Jambi – Ma. Bulian Km. 21 Pijoan Jaluko 36363
Besaran dan Satuan
Dimensi
Telp. HP
: 081366188363,. 081366188363,. 081919020120
Pekerjaan
: Guru Fisika
Alamat Kantor
: SMA Titian Teras Jambi Jl. Lintas Jambi – Ma. Bulian Km. 21 Pijoan Jaluko 36363
Besaran Vektor
Telp/Fax. Kantor
: 0741-7551162
