Besaran Dan Satuan Fisika Dasar Farmasi

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Tanpa kita sadari, setiap hari kita menggunakan alat ukur sebagai alat untuk mempermudah pekerjaan maupun untuk mempermudah aktivitas kita. Alat ukur yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari yang sering kita temui adalah alat ukur dari besaran pokok. Berbagai macam alat ukur dari besaran pokok inilah yang mempermudah kita mengetahui berapa hasil dari pengukuran yang didapat. Namun yang sering kita temui dan kita gunakan, dari 7 besaran pokok yang ditetapkan dalam satuan internasional berupa panjang, suhu, massa, waktu, kuat arus listirik, intensitas cahaya dan jumlah at, untuk daerah di kabupaten situbondo hanya ! besaran pokok yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari meiputi panjang, suhu, massa, waktu dan kuat arus listrik. "ontoh sederhana penggunaan alat ukur besaran pokok adalah maha mahasi sisw swaa di kamp kampus us yang ang

masi masih h meng menggu guna naka kan n mist mistar ar #pen #pengg ggar aris is$$ untu untuk k

mengerjakan soal yang berhubungan dengan menggambar atau lainnya. Tak hanya itu saja, saja, di kampus kampus maupun maupun di sekola sekolah-s h-seko ekolah lah memilik memilikii labora laborator torium ium dimana dimana dalam dalam laboratorium terdapat berbagai alat yang diantaranya merupakan alat ukur besaran pokok seperti termometer, jangka sorong, sorong, mikrometer sekrup dan stopwatch.

1.2

Tujuan

%.&. %.&.% %

'ntu 'ntuk k meng mengid iden enti ti(k (kasi asi perb perbed edaan aan besar besaran an poko pokok k dan dan besar besaran an turu turuna nan n serta serta satuannya.

%.&.& %.&.&

'ntuk 'ntuk mengi mengiden denti(i ti(ikasi kasi alat alat ukur ukur dan keteli ketelitian tianny nya. a.

%.&.) %.&.)

'ntuk 'ntuk mengid mengident enti(i i(ikasi kasi ketida ketidakpa kpastia stian n pengukur pengukuran. an.

%.&.* %.&.*

'ntuk 'ntuk mengeta mengetahui hui apa itu angka angka pent penting ing..

1

Zumatul Amilin, Amilin, Student of Pharmacy

BAB II PEMBAHASAN

2.1

Besaran Besaran Pokok Pokok dan dan Besaran Besaran Turunan runan serta serta Satuanny Satuannya a

+alam ilmu (isika dikenal dikenal istilah  Besaran dan  Satuan, kedua istilah dalam bidang (isika tersebut dapat diartikan sebagai berikut. Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, mempunyai nilai yang dapat dinyatakan dengan angka dan memiliki satuan tertentu. Satuan adalah pernyataan adalah pernyataan yang menjelaskan arti dari suatu besaran. 2.1.1 .1.1 Be Bessaran aran Pokok okok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. +idalam istem /nternasional #/$ terdapat 7 besaran pokok yang memiliki dimensi dan & besaran tambahan yang tidak memiliki dimensi. esuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran. "ontoh "ontoh besaran besaran adalah adalah panjang panjang,, massa, massa, dan waktu. waktu. Besaran Besaran pada pada umumn umumnya ya memi memili liki ki satua satuan. n. 0anj 0anjan ang g memi memilik likii satu satuan an meter meter,, massa massa memi memilik likii satu satuan an kilogram, dan waktu memiliki satuan sekon. Tetapi nanti akan ada beberapa besaran yang tidak memiliki satuan, misalnya indeks bias cahaya dan massa jenis relati(. ebelum ebelum adanya adanya standar standar internasiona internasional, l, hampir hampir tiap negara menetapkan menetapkan sistem satuannya satuannya sendiri. sendiri. 0enggunaan 0enggunaan bermacam-macam bermacam-macam satuan untuk suatu besaran ini menimbulkan kesukaran. 1esukaran pertama adalah diperlukannya bermacam-macam alat ukur yang sesuai dengan satuan yang digunakan. 1esukaran 1esukaran kedua adalah kerumitan kerumitan konversi dari satu satuan ke satuan lainnya, lainnya, misalnya dari jengkal ke kaki. /ni disebabkan tidak adanya keteraturan yang mengatur konversi satuan-satuan tersebut. Akibat kesukaran yang ditimbulkan oleh penggunaan sistem satuan yang berbeda maka muncul gagasan untuk menggunkan hanya satu jenis satuan saja untuk untuk besaran besaran-be -besara saran n dalam dalam ilmu ilmu penget pengetahu ahuan an alam dan teknol teknologi ogi.. uatu uatu perjanjian

internasional

telah

menetapkan

satuan

sistem

internasional

#/nternasional ystem o( 'nits$ disingkat satuan /. atuan / ini diambil dari sistem metrik yang telah digunakan di 0erancis. 2

Zumatul Amilin, Amilin, Student of Pharmacy

Besaran pokok dalam satuan sistem internasional #/$ yang memiliki dimensi ada 7, antara lain 2 %. Besaran pokok panjang satuannya meter dengan lambang m &. Besaran pokok suhu satuannya kelvin dengan lambang 1 ). Besaran pokok waktu satuannya detik3sekon dengan lambang a *. Besaran pokok arus listrik panjang satuannya ampere dengan lambang A !. Besaran pokok massa satuannya kilogram dengan lambang kg 4. Besaran pokok intensitas cahaya satuannya candela3kandela dengan lambang cd 7. Besaran pokok jumlah at satuannya mole dengan lambang mol edangkan, besaran tambahan dalam satuan sistem internasional #/$ yang tidak memiliki dimensi ada &, antara lain 2 %. Besaran tambahan sudut datar satuan radian dengan lambang rad &. Besaran tambahan sudut ruang satuan steradian dengan lambang sr Berkut adala! ta"el "esaran #okok dala$ satuan sste$ nternasonal %SI& '

a.

Besaran Pokok

Satuan

Sngkatan

D$ens

panjang

meter

m

56

massa

kilogram

kg

587

waktu

sekon

s

5T

kuat arus listrik

ampere

A

5/7

.uhu

1elvin

1

Teta

jumlah at

mol

mol

5N7

intensitas cahaya

candela

cd

597

0anjang 0anjang adalah jarak dalam suatu ruang. 0erlihatkanlah lengan anda dan bentangkanlah jari anda, maka jarak antara siku dan ujung jari terjauh anda dikenal sebagai satu cubit, inilah cara yang dilakukan selama kurang lebih *::: tahun lalu di 8esir dan 8esopotamia. atu cubit diambil sebagai satuan panjang. 0iramida besar masa lalu dibangun dengan berdasarkan satuan cubit. 3

Zumatul Amilin, Student of Pharmacy

Tetapi sangat sukar jika harus menggunakan satuan cubit, karena satu cubit setiap orang berbeda-beda. ekarang orang menggunakan meter sebagai satuan /. emula satu meter ditetapkan sebagi jarak antara dua goresan pada meter standar sehingga jarak dari kutub utara ke khatulistiwa melalui paris adalah %: juta meter. 8eter standar adalah sebuah batang yang terbuat dari campuran platina-iridium. 8eter standar sulit dibuat ulang. ;leh karena itu, dibuat turunan-turunannya dengan proses yang sangat teliti. Adapun kendala dalam penggunaan meter standar sebagai standar primer untuk panjang. 0ertama, meter standar mudah rusak dan jika rusak batang itu sukar dibuat ulang. 1edua, ketelitian pengukuran tidak lagi memadai untuk ilmu pengetahuan dan teknologi modern. 'ntuk mengatasi kendala-kendala tersebut, pada pertemuan ke %% 1on(erensi 'mum Timbangan dan 'kuran tahun %<4:, ditetapkan suatu standar atomic untuk panjang. 0ilihan jatuh kepada gelombang cahaya yang dipancarkan oleh gas kripton-=4 #simbol 1r-=4$. atu meter dide(isinikan sama dengan % 4!: 74%,7) kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas kripton-=4 didalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik #">08 ke-%%, %<4:$. 8eter yang di ?atom@ kan ini sama panjang dengan meter standar. 8eter ini mudah dibuat dengan ketelitian yang tinggi. ">08 adalah singkatan dari Conference Generale des Poids et Measures ㅡ 1on(erensi 'mum Timbangan dan 'kuran, yaitu suatu badan yang bernaung dibawah ;rganisasi /nternasional Timbangan dan 'kuran #;/08 ㅡ ;rganisation /nternationale des 0oids et 8easures$. Tugas badan ini, yaitu mengadakan kon(erensi sedikitnya satu kali dalam enam tahun dan mengesahkan ketentuan baru dalam bidang metrologi dasar. +e(inisi baru satuan meter  sejak lama sudah diketahui bahwa laju cahaya dalam vakum adalam tetapan c dengan nilai &<< 7<& *!= m3s, dengan ketelitian sama dengan ketelitian c, yaitu * 2%:

<

#lebih teliti daripada menggunakan =

loncatan listrik oleh atom-atom 1r-=4 dengan ketelitian % 2 %: $ karena alasan inilah ahli metrology sepakat untuk membuang de(inisi yang

4


berhubungan dengan pancaran atom kripton dan menggantikannya dengan meter yang berhubungan dengan tetapan c dan sekon. b.

8assa ;rang awam sering menyamakan massa dengan berat. +alam (isika kedua istilah itu berbeda. 8assa berkaitan dengan jumlah at #materi$ yang dikandung suatu benda. edangkan berat adalah gaya berarah ke pusat bumi yang dikerjakan oleh bumi pada suatu benda. ;leh karena itu, massa tetap tidak bergantung pada lokasi benda, sedangkan berat bergantung pada lokasi benda. +alam / saruan massa adalah kilogram #1g$. satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar #sebuah silinder terbuat dari platina-iridium$, yang disimpan di lembaga Timbangan dan 'kuran /nternasional #">08 ke% %=<<$. 'ntuk menentukan massa sebuah atom, ilmuwan menetapkan standar massa kedua, yaitu berdasarkan massa atom karbon-%&. Berdasarkan persetujuan internasional, ditetapkan bahwa massa sebuah atom karbon-%& sama dengan %&u #u adalah lambing untuk atomic mass unit $. % u  %,44:!*:& C %:

-%7

1g

+alam menentukan massa sebuah atom, ilmuwan menggunakan spektrometer massa, yang didesain pertama kali oleh Francis William pada tahun %<%<. +alam spektrometer massa, kita menentukan perbandingan massa terhadap muatan #m/q) dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari orbit melingkar ion tersebut dalam medan magnetik seragam. +engan spektrometer massa pertama saja, perbedaan massa dapat diukur hingga ketelitian % bagian dalam %: :::. c.

Daktu 6ebih dari )::: tahun yang lalu Bangsa 8esir membagi siang dan malam hari atas %& jam yang sama. Aritmatika bangsa Babilonia memiliki bilangan dasar 4:. /ni kemungkinan yang menyebabkan ketika jam mekanik berhasil dibuat pada abad ke-%*, % jam dibagi lagi atas 4: menit. 1emudian, ketika jam mekanik bisa mengukur selang waktu yang lebih singkat, % menit dibagi lagi atas 4: detik. 5


+an satuan dari waktu adalah sekon atau detik. atu sekon adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom sesium!"" untuk melakukan getaran sebanyak < %<& 4)% 77: kali dalam transisi antara dua tingkat energi di tingkat energi dasarnya #">08 ke-%) %<47$ d.

1uat Arus atuan kuat arus listrik adalah ampere #disingkat A$. atu ampere adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah % meter dalam vakum, menghasilkan gaya & E %:-7 newton pada setiap meter kawat. % A adalah arus yang dalam keadaan mengalir melalui dua konduktor berciri lurus dan sejajar dengan panjang tak terhingga dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada ruang hampa dengan terpisah oleh jarak sepanjang % m, menghasilkan diantara -4

kedua konduktor pada setiap meter panjangnya gaya sebesar :,&.%: N. e.

uhu atuan suhu adalah kelvin #disingkat 1$. atu kelvin adalah %3&7),%4 kali suhu termodinamika titik tripel air #">08 ke-%), %<47$. +engan demikian, suhu termodinamika titik tripel air adalah &7),%4 1. Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dengan es dan uap jenuhnya. %1 adalah %3&7),%7 suhu termodinamis dari air #F&;$ pada titik bekunya. 0ada skala celcius, suhu titik beku air sama o

o

dengan :.:% ". +alam hal ini : "&7),%4 1 /nterval skala temperature o

untuk % " sama dengan interval skala untuk % 1 (.

9umlah 8olekul atuan jumlah molekul adalah mol. % mol adalah banyaknya materi dari suatu at yang sama dengan banyaknya partikel-partikel atom "-%& sebanyak :,:%& kg. 8acam dari partikel-partikel harus disebutkan.

g.

/ntesitas "ahaya atuan intensitas cahaya adalah kandela #disingkat cd$. atu kandenla adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada (rekuensi !*: E %:%& hert dengan intensitas radiasi sebesar %34=) watt per steradian dalam arah tersebut #">08 ke-%4, %<7<$. % 6


cd adalah intensitas cahaya dari sumber radiasi sinar monokromatik dengan (rekuensi !*: Th #Terahert$ pada arah tertentu, dalam keadaan intensitas radiasi sumber cahaya tersebut pada arah ini adalah %34=) D3sr #watt per steradial$. % steradial adalah suatu satuan sudut ruang yang mencakup % m

&

luas permukaan bola dengan jari-jari %m. 6uas permukaan keseluruhan dari &

bola ini dapat dituliskan sebagai Asp#%m$  * m . ehingga sudut ruang keseluruhan dari steradial adalah  *. 2.1.2

Besaran Turunan Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. +engan demikian satuan besaran turunan diturunkan dari satuan besaran pokok. ebagai contoh adalah luas, volum, massa jenis, kecepatan, dan percepatan.

Berikut ini adalah berbagai contoh besaran turunan sesuai dengan sistem internasional 3 / yang diturunkan dari sistem 81 #meter - kilogram sekon3second$ 2 

Besaran turunan energi satuannya joule dengan lambang 9



Besaran turunan gaya satuannya newton dengan lambang N



Besaran turunan daya satuannya watt dengan lambang D



Besaran turunan tekanan satuannya pascal dengan lambang 0a



Besaran turunan (rekuensi satuannya Fert dengan lambang F



Besaran turunan muatan listrik satuannya coulomb dengan lambang "



Besaran turunan beda potensial satuannya volt dengan lambang G



Besaran turunan hambatan listrik satuannya ohm



Besaran turunan kapasitas kapasitor satuannya (arad dengan lambang H



Besaran turunan (luks magnet satuannya tesla dengan lambang T



Besaran turunan induktansi satuannya henry dengan lambang F Besaran turunan (luks cahaya satuannya lumen dengan lambang ln



Besaran turunan kuat penerangan satuannya luC dengan lambang lC

7


+an dalam bentuk tabel, sebagai berikut 2

Satuan dan

Besaran Turunan

(u$us

D$ens

6uas

0anjang C lebar

56

Golum

0anjang C lebar C tinggi

56

8assa jenis

8assa 3 volum

5856

1ecepatan

0erpindahan 3 waktu

565T

0ercepatan

1ecepatan 3 waktu

565T

>aya

8assa C perpindahan

58565T

'saha dan Inergi

>aya C perpindahan

587567 5T7

Sngkatan

&

m

)

m) -)

kgm

-%

ms

-&

ms

-&

+aya

'saha 3 waktu

/mpuls dan

&

2.2

& -&

-&

&

-)

587567 5T7

5875675T7

>aya C waktu

8omentum

kgms-&  newton #N$

-&

-%

>aya 3 luas

-)

-%

kgm s B joule #9$

587567 5T7-&

Tekanan

&

-% -&

kgm s B pascal #0a$ & -)

kgm s B watt #D$

-%

-%

kgms B Ns

Alat Ukur dan )eteltannya 2.2.1 Alat Ukur Besaran *ska

Hisika

tidak

bisa

dilepaskan

dari

proses

pengukuran

berbagai besaran (isika dan alat ukur yang digunakan dalam (isika sedikit berbeda

dengan

alat

ukur

yang

digunakan

dalam

kehidupan

sehari-

hari. Fal ini dikarenakan dalam (isika membutuhkan tingkat ketelitian yang sangat tinggi.

8


Berikut adalah beberapa alat ukur yang digunakan dalam proses pengukuran besaran (isika. 1. Alat ukur #anjang

Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat #pita$, mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda. Mistar

- 'ntuk mengukur benda yang panjangnya kurang dari !: cm atau %:: cm.

- Tingkat ketelitiannya :,! mm # ?3s C % cm$ - atuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi. 'ntuk mendapatkan basil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak lotus dengan obyek dan mistar. Meteran Pita

+igunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisadilakukan deng an mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus. 8empunyai tingkat ketelitian sampai dengan % mm. Mikrometer Sekrup

- >unakan untuk mengetahui ukuran panjang yang sangat kecil

- 8empunyai tingkat ketelitian sampai dengan :,:% mm

9


2. Alat Ukur Massa Nera+a Pasar, yaitu neraca yang biasa

digunakan

di

pasar-pasar

tradisional,

bentuknya seperti pada gambar di samping. "ara pemakaian neraca ini yaitu dengan meletakkan benda yang akan ditimbang di bagian yang berbentuk mirip baskom, lalu di bagian sebelahnya yang datar diletakkan bandul neraca yang hampir seimbang dengan bobot benda, selanjutnya lengan neraca akan bergerak dan hasil pengukuran dapat diketahui. Nera+a Dua Lengan , yaitu neraca yang biasanya

terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di diatas. "ara pemakaian neraca ini hampir sama dengan cara pemakaian neraca pasar, bedanya bandul neraca yang terdapat pada neraca pasar dapat digantikan dengan barang lain.

Nera+a Tga Lengan , yaitu neraca yang juga

biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti

pada

pemakaian

gambar

neraca

ini

di

samping.

yaitu

"ara

dengan

cara

menggeser ketiga penunjuk ke sisi paling kiri #skalanya menjadi nol$, kemudian letakkan benda yang akan diukur pada bagian kiri yang terdapat tempat untuk benda yang akan diukur, lalu geser ketiga penunjuk ke kanan hingga muncul keseimbangan, dan hasil pengukuran dapat diketahui. 2.2.2

Ma+a$,Ma+a$ Alat Ukur Dala$ *ska 1. A$#ere$eter - A$#ere Meter

Amperemeter

adalah

alat

yang

digunakan

untuk

mengukur kuat arus listrik. 'mumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari (ungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. 10


Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang ber(ungsi untuk deteksi arca pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorent gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti melon magnet akan menimbulkan gayalorent yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. emakin besar arus yangmengalir maka semakin besar pula simpangannya. 2. olt$eter - olt Meter

Goltmeter adalah suatu alat yang ber(ungsi untuk mengukur tegangan listrik. +engan ditambah alat

multiplier

akan

dapat

meningkatkan

kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat. >aya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. >aya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. emakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi. /. 0!$$eter - 0!$ Meter

;hm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor.Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yangkemudian dikalibrasi ke satuan ohm. . Ter$o$eter

0engukur suhu, baik suhu udara maupun suhu air. atuan yang digunakan adalah celcius. . 3angka Sorong

9angka sorong adalah suatu alat ukur

panjang

yang dapat dipergunakan amok mengukur panjang suatu

benda

dengan ketelitian

hingga

:,% mm.

keuntungan penggunaan jangka sorong adalah dapat dipergunakan amok mengukur diameter sebuah kelereng, diameter dalam sebuah 11


tabung atau cincin, maupun kedalam sebuah tabung. 1egunaan jangka sorong adalah2

- 'ntuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit - 'ntuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang#pada pipa, maupun lainnya$ dengan cara diulur

- 'ntuk mengukur kedalamanan celah3lubang pada suatu benda dengan caramenancapkan3menusukkan bagian pengukur. Bagian pengukur tidak terlihat pada gambar karena berada di sisi pemegang . Lu4 Meter

Alat ukur cahaya #luC meter$ adalah alat yang digunakan amok mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. 'ntuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. ehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital.

Farga dari besarnya cahayadapat ditampilkan pada layar 6"+ #6iJuid "rystal +isplay$ dengan menggunakan sebuah A+" #Analog to +igital "onverter$ 8aC /"6@7%:4 dengan tegangan masukan antara&:: mG K & G dan tegangan re(erensi antara %:: mG K % G. ensor cahaya yang digunakan adalah solar cell dengan tegangan keluaran sebesar :.! G dan arus&: mA sampai ): mA. Alat ukur ini dibuat portable dengan menggunakan tegangan somber < G +" dari baterai. . Baro$eter

Barometer merupakan alat pengukur tekanan dalam satuan mb. Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid. Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara, Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan. Barometer baik raksa maupun anaeroid dipengaruhi oleh ketinggian, mengingat tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian.

12


sehingga perlu selalu pensettingan awal. Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick barometer.

0rinsip kerja wheel barometer adalah2 0eningkatan

tekanan

udara

akan

berpengaruh

pada

kolom

merkuri

menyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah kiri meningkat dan di sebelah

kanan

menurun terdapat pemberat kecil yang mengapung di atas merkuri, yang mengikuti pergerakan turun naik merkuri ini dan menyebabkan dorongan yangt erhubung pads pointer dimana akan mengindikasikan kenaikan tekanan. 9ika terjadi penurunan tekanan makan akan terjadi proses sebaliknya. Barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu sebelum digunakan. Stick barometer mempunyai prinsip kerja sebagai berikut2

Barometer

jenis

ini

dirancang

untuk

dapat

membaca tekanan pada sea level dan juga dapat langsung dibaca oleh penggna pada

skala

yang

biasanya

tercatat

pada

stick

barometer

tersebut,

sehingga memerlukan pengaturan yang lebih rumit dibanding wheel barometer untuk menyesuaikannya dengan ketinggian. 0rinsip kerjanya hampir sama dengan wheel barometer karena sama-sama menggunakan air raksa #merkuri$. Barometer anaeroid, terdiri dari sate kapsul vacum yang bereaksi terhadap perubahan tekanan udara dan meneruskan pergerakan ringan pada ujung pengungkit B. uatu seri kumparan " melanjutkan pergerakan ini pada rantai + dan mendorong pegas I kepada pointer H yang disesuaikan. 2./

)etdak#astan Pengukuran

aat melakukan pengukuran mengunakan alat, tidaklah mungkin Anda mendapatkan nilai yang pasti benar # #o$, melainkan selalu terdapat ketidakpastian. Apakah penyebab ketidakpastian pada hasil pengukuranL ecara umum penyebab 13


ketidakpastian hasil pengukuran ada tiga, yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik, dan kesalahan acak. 2./.1

)esala!an U$u$

$esalahan umum adalah kesalahan yang disebabkan keterbatasan pada pengamat saat melakukan pengukuran. 1esalahan ini dapat disebabkan karena kesalahan membaca skala kecil, dan kekurangterampilan dalam menyusun dan memakai alat, terutama untuk alat yang melibatkan banyak komponen. 2./.2

)esala!an Sste$atk

$esalahan sistematik merupakan kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan dan atau lingkungan di sekitar alat yang memengaruhi kinerja alat. 8isalnya, kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen alat atau kerusakan alat, kesalahan paralaks, perubahan suhu, dan kelembaban. a. 1esalahan 1alibrasi 1esalahan kalibrasi terjadi karena pemberian nilai skala pada saat pembuatan atau kalibrasi #standarisasi$ tidak tepat. Fal ini mengakibatkan pembacaan hasil pengukuran menjadi lebih besar atau lebih kecil dari nilai sebenarnya. 1esalahan ini dapat diatasi dengan mengkalibrasi ulang alat menggunakan alat yang telah terstandarisasi. b. 1esalahan Titik Nol 1esalahan titik nol terjadi karena titik nol skala pada alat yang digunakan tidak tepat berhimpit dengan jarum penunjuk atau jarum penunjuk yang tidak bisa kembali tepat pada skala nol. Akibatnya, hasil pengukuran dapat mengalami penambahan atau pengurangan sesuai dengan selisih dari skala nol semestinya. 1esalahan titik nol dapat diatasi dengan melakukan koreksi pada penulisan hasil pengukuran. c. 1esalahan 1omponen Alat 1erusakan pada alat jelas sangat berpengaruh pada pembacaan alat ukur. 8isalnya, pada neraca pegas. 9ika pegas yang digunakan sudah lama dan aus, maka akan berpengaruh pada pengurangan konstanta pegas. Fal ini menjadikan jarum atau skala penunjuk tidak tepat pada angka nol yang membuat skala berikutnya bergeser. d. 1esalahan 0aralaks

14


1esalahan paralaks terjadi bila ada jarak antara jarum penunjuk dengan garisgaris skala dan posisi mata pengamat tidak tegak lurus dengan jarum. 2././

)esala!an A+ak

$esalahan acak adalah kesalahaan yang terjadi karena adanya (luktuasi(luktuasi halus pada saat melakukan pengukuran. 1esalahan ini dapat disebabkan karena adanya gerak brown molekul udara, (luktuasi tegangan listrik, landasan bergetar, bising, dan radiasi. a. >erak Brown 8olekul 'dara 8olekul udara seperti Anda ketahui keadaannya selalu bergerak secara tidak teratur atau rambang. >erak ini dapat mengalami (luktuasi yang sangat cepat dan menyebabkan jarum penunjuk yang sangat halus seperti pada mikrogalvanometer terganggu karena tumbukan dengan molekul udara. b. Hluktuasi Tegangan 6istrik Tegangan listrik 06N atau sumber tegangan lain seperti aki dan baterai selalu mengalami perubahan kecil yang tidak teratur dan cepat sehingga menghasilkan data pengukuran besaran listrik yang tidak konsisten. c. 6andasan yang Bergetar >etaran pada landasan tempat alat berada dapat berakibat pembacaan skala yang berbeda, terutama alat yang sensiti( terhadap gerak. Alat seperti seismogra( butuh tempat yang stabil dan tidak bergetar. 9ika landasannya bergetar, maka akan berpengaruh pada penunjukkan skala pada saat terjadi gempa bumi. d. Bising Bising merupakan gangguan yang selalu Anda jumpai pada alat elektronik. >angguan ini dapat berupa (luktuasi yang cepat pada tegangan akibat dari komponen alat bersuhu. e. Madiasi 6atar Belakang Madiasi gelombang elektromagnetik dari kosmos #luar angkasa$ dapat mengganggu pembacaan dan menganggu operasional alat. 8isalnya, ponsel tidak boleh digunakan di 0B' dan pesawat karena bisa mengganggu alat ukur dalam 0B' atau pesawat. >angguan ini dikarenakan gelombang elektromagnetik pada telepon seluler dapat mengasilkan gelombang radiasi yang mengacaukan alat ukur pada 0B' atau pesawat. 15


Adanya banyak (aktor yang menyebabkan kemungkinan terjadinya kesalahan dalam suatu pengukuran, menjadikan tidak mungkin mendapatkan hasil pengukuran yang tepat benar. ;leh karena itu, harus menuliskan ketidakpastiannya setiap kali melaporkan hasil dari suatu pengukuran. 'ntuk menyatakan hasil ketidakpastian suatu pengukuran dapat menggunakan cara penulisan #  # #o  #$, dengan # merupakan nilai pendekatan hasil pengukuran terhadap nilai benar, #o merupakan nilai hasil pengukuran, dan # merupakan ketidakpastiannya #angka taksiran ketidakpastian$. 2.

Angka Pentng 2..1 Penulsan Angka Pentng 0enulisan angka nol pada angka penting, ternyata memberikan implikasi yang amat berharga. 'ntuk mengidenti(ikasi apakah suatu angka tertentu termasuk angka penting atau bukan, dapat diikuti beberapa kriteria di bawah ini2 

emua angka bukan nol termasuk angka penting. "ontoh2 &,*! memiliki ) angka penting.



emua angka nol yang tertulis setelah titik desimal termasuk angka penting. "ontoh2 &,4: memiliki ) angka penting %4,:: memiliki * angka penting.



Angka nol yang tertulis di antara angka-angka penting #angka-angka bukan nol$, juga termasuk angka penting. "ontoh2 ):! memiliki ) angka penting. &:,4: memiliki * angka penting.



Angka nol yang tertulis sebelum angka bukan nol dan hanya ber(ungsi sebagai penunjuk titik desimal, tidak termasuk angka penting. "ontoh2 :,! memiliki % angka penting. :,:=4: memiliki ) angka penting. Fasil pengukuran %=4.::: meter memiliki berapa angka pentingL ulit

untuk menjawab pertanyaan ini. Angka 4 mungkin angka taksiran dan tiga angka nol di belakangnya menunjukkan titik desimal. Tetapi dapat pula semua angka tersebut merupakan hasil pengukuran. Ada dua cara untuk memecahkan kesulitan ini. 0ertama2 titik desimal diubah menjadi satuan, diperoleh %=4 km #terdiri ) angka penting$ atau %=4,::: km #terdiri 4 angka penting$. 1edua2 ditulis dalam !

bentuk notasi baku, yaitu %,=4 C %: m #terdiri ) angka penting$ atau %,=4::: C !

%: m #terdiri 4 angka penting$. 9umlah angka penting dalam penulisan hasil pengukuran dapat dijadikan indikator tingkat ketelitian pengukuran yang dilakukan. emakin banyak angka 16


penting yang dituliskan, berarti pengukuran yang dilakukan semakin teliti. Berikut beberapa contoh penulisan hasil pengukuran dengan memperhatikan angka penting2 atu angka penting +ua angka penting Tiga angka penting Impat angka penting 2..2

&, &,4 &:,% &:,%&

:,% %,: %,&! %,:::

:,::& :,:%: :,:4&% :,%:&:

-&

:,:% C %: -& :,%: C %: -& ),:% C %: -& %,::% C %:

Per!tungan dengan Angka Pentng

etelah mencatat hasil pengukuran dengan tepat, diperoleh data-data kuantitati( yang mengandung sejumlah angka-angka penting. ering kali, angkaangka tersebut harus dijumlahkan, dikurangkan, dibagi, atau dikalikan. 1etika kita mengoperasikan angka-angka penting hasil pengukuran, jangan lupa hasil yang kita dapatkan melalui perhitungan tidak mungkin memiliki ketelitian melebihi ketelitian hasil pengukuran. a.

Penju$la!an dan #engurangan

Bila angka-angka penting dijumlahkan atau dikurangkan, maka hasil penjumlahan atau pengurangan tersebut memiliki ketelitian sama dengan ketelitian angka-angka yang dijumlahkan atau dikurangkan, yang paling tidak teliti. "ontoh2 &*,4=% ketelitian hingga seperseribu &,)*

ketelitian hingga seperseratus

),& O ketelitian hingga sepersepuluh ):,&&% P 0enulisan hasil yang benar ):,& ketelitian hingga sepersepuluh. Bila jawaban ditulis ):,&& ketelitiannya hingga seperseratus. Fal ini menunjukkan hasil perhitungan lebih teliti dibanding hasil pengukuran, karena hasil pengukuran yang dijumlahkan ada yang ketelitiannya hanya sampai sepersepuluh, yaitu ),&. Apakah mungkinL Apalagi bila hasil perhitungan ditulis ):,&&%, berarti ketelitian hasil perhitungan hingga seperseribu. ". Perkalan dan #e$"agan Bila angka-angka penting dibagi atau dikalikan, maka jumlah angka penting pada hasil operasi pembagian atau perkalian tersebut paling banyak sama dengan jumlah angka penting terkecil dari bilangan-bilangan 17


yang dioperasikan. "ontoh2 &

),&& cm C &,% cm  4,74& cm , +.

ditulis 4,= cm

&

Aturan #e$"ulatan angka,angka #entng

ebagaimana telah didiskusikan pada bagian sebelumnya, perhitungan yang melibatkan angka penting tidak dapat diperlakukan sama seperti operasi matematik biasa. Ada beberapa aturan yang harus diperhatikan, sehingga hasil perhitungannya tidak memiliki ketelitian melebihi ketelitian hasil pengukuran yang dioperasikan. 1ita ambil kembali contoh penjumlahan dan perkalian sebelumnya &*,4=% O &,)*) O ),&%  ):,&)* ),&& C &,%  4,74&

ditulis ):,&) ditulis 4,=

8engapa pada hasil penjumlahan nilai :,::* dihilangkan, sedangkan pada hasil perkalian nilai :,:4& dibulatkan menjadi :,%L 'ntuk membulatkan angka-angka penting, ada beberapa aturan yang harus kita ikuti2 

Angka kurang dari !, dibulatkan ke bawah #ditiadakan$ "ontoh2 %&,7* dibulatkan menjadi %&,7



Angka lebih dari !, dibulatkan ke atas "ontoh2 %&,7= dibulatkan menjadi %&,=



Angka !, dibulatkan ke atas bila angka sebelumnya ganjil dan ditiadakan bila angka sebelumnya genap. "ontoh2 %&,7! dibulatkan menjadi %&,= . %&,4! dibulatkan menjadi %&,4

Berikut aturan angka penting yang umum 2 1. Angka yang bukan nol adalah angka penting, misal 2 156  ! angka penting, 25  * angka penting 2. Angka nol di sebelah kanan tanda desimal dan tidak diapit bukan angka nol "ukan angka penting, misal 2 2,::  & angka penting. 2,:::  & angka penting , 277  * angka penting # mengapa L sebab tidak ada tanda desimalnya$ 277,:: 

* angka penting /. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol atau setelah tanda

desimal "ukan angka penting. 8isal 2 :,::!!4  ) angka penting. :,:)!::!  ! angka penting #karena angka nol diapit oleh angka bukan nol$ :,:::: 577  * angka penting 18


*. Angka nol yang berada di antara angka bukan nol termasuk angka penting. 8isal 2 :,:: 775  * angka penting !. +alam #enju$la!an dan #engurangan angka penting, hasil dinyatakan memiliki % angka perkiraan dan % angka yang meragukan. "ontoh 2 1,425 + 2,56 = 3,985 dan hasilnya ditulis sebagai /866.

%I& 28/7 9 85 9 78/22 : /1812; dtuls se"aga /1812; % angka #entng& %II& <87 9 7877/< 9 7877771 : <8772<1 dtuls $enjad <87 %III&

827

%I&

1282

9 1852/ 9

/85 9

9 7871 782/<

: :

8<5;/ dtuls 168/;< dtuls

$enjad $enjad

8<; 168

0ada contoh #/$ ditulis tetap karena kesemua unsur memiliki angka yang berada di belakang tanda desimal jumlahnya sama. 0ada contoh #//$ ditulis menjadi !=,: karena mengikuti

angka

penting

terakhir aalah

angka

yang

diragukan

kepastiannya. 0ada contoh #///$ ditulis menjadi !,=7 karena mengikuti aturan angka penting terakhir ialah angka yang diragukan kepastiannya. Fal yang sama juga ditulis sebagaimana contoh #/G$. 4. +alam #erkalan dan #e$"agan, hasil operasi dinyatakan dalam jumlah angka penting yang paling sedikit sebagaimana banyaknya angka penting dari bilangan bilangan yang dioperasikan. Fasilnya harus dibulatkan hingga jumlah angka penting sama dengan jumlah angka penting berdasarkan (aktor yang paling kecil jumlah angka pentingnya. "ontoh 2 ),&! C *,::!  Q ",%& ' men(andun( " an(ka pentin( ,**& ' men(andun(  an(ka pentin(+ Ternyata ada perkecualian sebagaimana contoh berikut yaitu 68< ' 68/ : 1875 ditulis dalam aturan angka #entng se"anyak / angka #entng seharusnya menurut angka penting dalam perkalian3pembagian

harus ditulis sebagai 181 #dalam & angka penting$ tetapi #er"edaan 1 d "elakang tanda des$al #ada angka terak!r 68/ yakn 68/ 9 781 $engga$"arkan kesala!an sektar 1= ter!ada# !asl #e$"agan %kesala!an 1= d#erole! dar 781'68/ ke$udan dkal seratus #ersen&. Per"edaan dar #enulsan angka #entng 181 dar 181 9 781 $eng!aslkan kesala!an 17= %dda#at dar 781 d"ag 181 ke$udan dkal 177 #ersen&. Berdasarkan analss terse"ut8 $aka kete#atan #enulsan ja>a"an hasil bagi menjadi %,% jauh lebih rendah dibandingkan dengan

menuliskan jawabannya menjadi %,:4. 9awaban yang benar dituliskan sebagai %,:4 karena perbedaan % pada 19


angka terakhir bilangan (aktor yang turut dalam unsur pembagian #<,)$ memberi kesalahan relati( sebesar #kira-kira %R$ atau dapat ditulis sebagai %,:4 O :,:% lasan -an( serupa .u(a diberikan pada soalan *,% # !,!" hasiln-a ditulis seba(ai !,* dibandin(kan men.adi !,*"0 1-an( sudah san(at .elas lebih dari faktor an(ka pentin( palin( sedikit -an( diproses dalam pemba(ian tampak .ika ditulis !,*"

memiliki  an(ka pentin(, .ika ditulis !,*"0 memiliki & an(ka pentin()+ 9ika dikalikan, hasilnya diperoleh menjadi 1/87152 maka hasilnya ditulis menjadi %,): C %:

%

7. Batasan jumlah angka penting bergantung dengan tanda yang diberikan pada urutan angka dimaksud. 8isal 2 %&!4 * angka %&!4 : ) angka penting #garis bawah di bawah angka

penting !$ atau

dituliskan seperti %&4 : ) angka penting #angka ! dipertebal$.

20


BAB III PENUTUP

/.1

S$#ulan

).%.%

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, mempunyai nilai yang dapat dinyatakan dengan angka dan memiliki satuan tertentu. Satuan adalah pernyataan yang menjelaskan arti dari suatu besaran. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. +i dalam istem /nternasional #/$ terdapat 7 besaran pokok yang memiliki dimensi yaitu panjang, suhu, waktu, arus listrik, massa intensitas cahaya dan jumlah at, dan & besaran tambahan yang tidak memiliki dimensi yaitu sudut datar dan sudut ruang. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. +engan demikian satuan besaran turunan diturunkan dari satuan besaran pokok. ebagai contoh adalah luas, volum, massa jenis, kecepatan, dan percepatan.

).%.&

Alat ukur besaran (isika meliputi alat ukur panjang yang terdiri dari mistar, meteran pita serta mikrometer sekrup, alat ukur massa yang terdiri dari neraca pasar, neraca dua lengan, neraca tiga lengan. Alat ukur dalam (isika yaitu amperemeter, voltmeter, ohmmeter, termometer, jangka sorong, luC meter, dan barometer.

).%.)

1etidakpastian pengukuran ada tiga yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik #kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen alat, kesalahan paralaks$, dan kesalahan acak yang disebabkan gerak brown molekul udara, (luktuasi tegangan listrik, landasan yang bergetar, bising serta radiasi latar belakang.

).%.*

Angka penting merupakan bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terjadi dari angka-angka penting yang sudah pasti #terbaca pada alat ukur$ dan suatu angka terakhir yang dita(sir atau diragukan.

21


Besaran Dan Satuan Fisika Dasar Farmasi

Recommend Documents