Fisika yakni ilmu yang mempelajari perihal bahan (zat) dan energi. Fisika menyatakan keteraturan kekerabatan besaran-besaran fisik melalui hukumhukum Fisika. Untuk keperluan itu dibutuhkan pendefinisian secara tepat dan pengukuran secara teliti.
A. MENGENAL ALAT-ALAT UKUR
Dalam aktivitas Fisika tentu tidak terlepas dari aktivitas pengukuran. Kegiatan pengukuran meperlukan alat ukur yang sesuai.
Alat Ukur Panjang
Alat ukur panjang baku sanggup berupa mistar, rol meter, jangka sorong, atau mikrometer skrup.
1. Mistar
Mistar yakni alat ukur panjang yang mempunyai ketelitian setengah dari skala terkecil.
Pada skala centimeter, 1 cm dibagi menjadi 10 skala, sehingga 1 skala panjangnya 0,1 cm atau 1 mm. Sehingga ketelitian mistar yakni 0,5 mm.
Contoh:
2. Jangka Sorong
Gambar (a) bagian-bagian jangka sorong (b) penunjukkan skala jangka sorong. Panjang benda diukur memakai jangka sorong ditunjukkan menyerupai gambar 1.2 (b). Pada gambar di atas skala utama (Sku) 62 skala. Skala nonius (Skn) 4 skala.
Panjang benda:
= sku . 1 mm + skn . 0,1 mm
= 62 . 1 mm + 4 . 0,1 = 62 mm + 0,4 mm
= 62,4 mm
3. Mikrometer Skrop
Selain jangka sorong, mikrometer sekrup juga mempunyai skala utama dan skala nonius. Bila selubung luar diputar satu kali, rahang geser dan selubung luar maju atau mundur 0,5 mm. Karena selubung luar mempunyai 50 skala, maka skala nonius mempunyai panjang 0,5/50 = 0,01 mm.
Kaprikornus 1 skala utama (sku) mikrometer = 0,5 mm dan 1 skala nonius (skn) mikrometer sekrup = 0,01 mm.
Pada gambar di atas penunjukkan sku = 9 skala skn = 43
Panjang benda yang ukur:
= (sku . 0,5 + skn . 0,01) mm.
= (9 . 0,5 + 43 . 0,01) mm
= (4,5 + 0,43) mm
= 4,93 mm
B. NOTASI ILMIAH
Permasalahan dalam fisika kadang melibatkan angka yang terlalu besar dan kadang terlalu kecil.
Contohnya kecepatan cahaya kurang lebih sebesar:
c = 300.000.000 m/s
muatan elektron kurang lebih sebesar:
e = 0,00000000000000000016 coulomb.
Jika ditulis menyerupai di atas memakan tempat/tidak efisien. Untuk mengatasi problem tersebut kita sanggup memakai notasi ilmiah atau notasi baku.
C. PENGUKURAN
Pengukuran yakni sebuah aktivitas memakai alat dengan tujuan mengetahui nilai suatu besaran.
Pengukuran dibedakan menjadi 2, yaitu pengukuran eksklusif dan pengukuran tidak langsung.
- Pengukuran langsung, membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran standar yang diterima sebagai satuan.
- Pengukuran tidak langsung, mengukur suatu besaran dengan cara mengukur besaran lain.
Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dinamakan angka penting atau angka tidak eksak. Angka penting terdiri atas angka niscaya dan angka ragu-ragu atau taksiran. Angka 1; 8 dan 1; 5 pada referensi penggunaan mistar merupakan angka niscaya lantaran ditunjukkan oleh skala. Sedangkan angka 5 dan 0 disebut angka raguragu lantaran hasil menaksir.
1. Aturan Penulisan Angka Penting
Aturan-aturan angka penting.
a. Semua angka bukan nol yakni angka penting.
Contoh:
47,5 cm mempunyai 3 angka penting.
41,27 gram mempunyai 4 angka penting.
b. Angka nol yang diapit angka bukan nol termasuk angka penting.
Contoh:
1,023 gram mempunyai 4 angka penting.
205 km mempunyai 3 angka penting.
c. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol tidak termasuk angka penting
Contoh:
0,022 gram mempunyai 2 angka penting.
0,105 gram mempunyai 3 angka penting.
d. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol bukan angka penting, kecuali angka nol di sebelah kanan angka yang diberi tanda khusus (biasanya garis bawah) termasuk angka penting.
Contoh:
1000 kg mempunyai 1 angka penting.
10 00 km mempunyai 2 angka penting.
2. Berhitung Dengan Angka Penting
a. Aturan pembulatan
Jika angka pertama sesudah angka yang akan dipertahankan kurang dari 5, maka angka yang dipertahankan tetap, sedangkan angka yang di sebelah kanannya dihilangkan.
Contoh:
4 2 , 6 1 3 dibulatkan menjadi tiga angka penting, hasil pembulatannya 42,6
1 2 , 4 1 2 dibulatkan menjadi dua angka penting, hasil pembulatannya 12
Jika angka pertama sesudah angka yang akan dipertahankan lebih dari atau sama dengan 5, maka angka yang akan dipertahankan bertambah 1, sedangkan angka di sebelah kanannya dihilangkan.
Contoh:
1 7 , 3 6 2 dibulatkan menjadi tiga angka penting, hasil pembulatannya 17,4
2 1 , 0 1 7 2 dibulatkan menjadi tiga angka penting, hasil pembulatannya 21,0
1 2 , 8 1 dibulatkan menjadi dua angka penting, hasil pembulatannya 13,00
b. Hasil operasi matematis angka penting hanya boleh mengandung satu angka ragu-ragu
D. KESALAHAN DALAM PENGUKURAN
Hasil pengukuran tidak ada yang eksak, selalu mengandung kesalahan. Kesalahan-kesalahan ini mustahil dihilangkan, tetapi kesalahan dalam pengukuran sanggup diminimalkan. Kesalahan yang terjadi dalam pengukuran sanggup dikelompokkan sebagai berikut.
1. Kesalahan Sistematis
Kesalahan sistematik yakni kesalahan yang tetap terjadi. Faktor yang menjadikan terjadinya kesalahan sistematik sebagai berikut.
a. Kesalahan alat
Kesalahan kalibrasi alat dan interaksi alat dengan lingkungan.
b. Kesalahan perorangan
Jika pada dikala membaca skala mata tidak tegak lurus dengan skala yang dibaca, hasil pembacaan mengandung kesalahan paralaks.
c. Kondisi percobaan
Kondisi percobaan tidak sama dengan kondisi dikala alat di kalibrasi.
d. Teknik yang kurang sempurna
Teknologi atau langkah percobaan terlalu sederhana, sehingga banyak faktor yang mempengaruhi percobaan tidak terukur.
2. Kesalahan Tindakan
Kesalahan tindakan umumnya disebabkan ketidaktelitian peneliti. Misalnya mengukur waktu 10 ayunan, tidak disadari gres 9 ayunan sudah selesai.
E. BESARAN POKOK DAN BESARAN TURUNAN
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendeskripsikan sesuatu atau menciptakan suatu pernyataan memakai angka. Angka yang kita nyatakan kadang kala berafiliasi dengan besaran dan terkadang tidak berafiliasi dengan besaran.
Perhatikan pernyataan berikut!
1. Jarak rumah ke sekolah 1,5 km.
2. Jumlah anak ayam 8 ekor.
3. Tinggi Ali 1,65 meter.
4. Nomor rumah Dono 15.
5. Mobil bergerak dengan kecepatan 80 km/jam.
6. Satu karung beras harganya Rp. 65.000,00.
F. DIMENSI SUATU BESARAN
Dimensi suatu besaran yakni cara menyatakan suatu besaran dengan lambang-lambang tertentu. Dengan lambang dimensi suatu besaran sanggup diketahui apakah suatu persamaan benar atau salah dan sanggup untuk mengetahui besaran-besaran yang sejenis. Di bawah ini lambang dimensi dari besaran pokok.
G. PENJUMLAHAN DAN PERKALIAN DUA BUAH VEKTOR
Jika Anda berpindah dari titik A menuju titik B tentu akan berbeda risikonya bila dibandingkan dengan Anda kembali dari titik B menuju ke titik A. Namun, bila Anda mengukur jarak dari titik A ke titik B tentu akan sama dengan dari titik B ke titik A.
Demikian juga bila terdapat dua buah kendaraan beroda empat yang sedang bergerak dalam arah yang berlawanan, walaupun angka yang ditunjukkan oleh speedometer kedua kendaraan beroda empat sama, dikatakan kecepatan kedua kendaraan beroda empat tersebut berbeda, namun kelajuan kedua kendaraan beroda empat tersebut sama, maka di dalam fisika diharapkan adanya konsep vektor dan konsep skalar untuk sanggup menjelaskan hal tersebut di atas.
Konsep vektor dipakai untuk besaran-besaran dalam fisika yang mem- punyai besar dan arah. Adapun konsep skalar dipakai untuk besaranbesaran dalam fisika yang mempuyai besar saja.
1. Menjumlahkan Vektor
Operasi matematika pada besaran vektor ternyata berbeda dengan operasi matematika pada besaran skalar. Untuk memahami hal tersebut perlu mengetahui cara penjumlahan vektor.
Dua buah vektor atau lebih sanggup dijumlahkan menjadi sebuah vektor. Dalam menjumlahkan vektor-vektor tersebut sanggup dilakukan dengan cara jajaran genjang atau dengan cara poligon gaya.
a. Menjumlahkan vektor dengan cara jajaran genjang
Gambar di bawah vektor F1 dan vektor F2 pada satu titik tangkap yang dijumlahkan dengan cara jajaran genjang.
Vektor FR merupakan vektor hasil penjumlahan dari vektor F1 dan vektor F2 , maka penjumlahan vektor sanggup dinyatakan:
b. Menjumlahkan vektor dengan cara poligon
Gambar dibawah ini (a) di samping menggam-barkan vektor F1 , vektor F2 dan vektor F3 yang mempunyai besar dan arah tertentu.
sedangkan Gambar dibawah (b) di samping menggambarkan penjumlahan vektor F1 , vektor F2 dan vektor F3 tersebut di atas dengan cara poligon gaya dan vektor FR sebagai hasil penjumlahan dari ketiga vektor tersebut.
Dengan demikian secara penjumlahan vektor sanggup dinyatakan:
2. Mengurangkan Vektor
Mengurangkan sebuah vektor sama dengan menambah dengan lawan vektor tersebut.
3. Resultan dari Dua Buah Vektor
Di atas telah dijelaskan bahwa dua buah vektor atau lebih sanggup dijumlahkan menjadi sebuah vektor. Vektor hasil penjumlahan dari vektor-vektor tersebut disebut juga vektor resultan. Bagaimanakah besar dan arah dari vektor resultan tersebut?
Untuk itu perhatikan uraian di bawah ini!
Dua orang mendorong meja di atas lantai secara bersama-sama,lebih ringan dibanding mendorong meja secara sendiri-sendiri. Hal ini dikarenakan gaya dorong dari kedua orang tersebut menghasilkan gaya dorong resultan yang besarnya sama dengan jumlah dari gaya dorong dari masing-masing orang dengan arah yang sama. Dari citra kejadian tersebut, sanggup disimpulkan bahwa bila terdapat dua vektor yang segaris kerja dengan arah yang sama akan menghasilkan sebuah vektor resultan yang besarnya sama dengan jumlah dari besar masing-masing vektor dengan arah vektor resultan sama dengan arah dari masing-masing vektor yang dijumlahkan. Secara grafis sanggup digambarkan menyerupai gambar dibawah ini berikut.
Dari citra kejadian tersebut di atas sanggup disimpulkan bahwa bila terdapat dua vektor segaris kerja dengan arah berlawanan akan menghasilkan vektor resultan yang besarnya sama dengan hasil pengurangan dari kedua vektor tersebut dengan arah vektor resultan sama dengan arah vektor yang nilainya lebih besar. Secara grafis sanggup digambarkan menyerupai gambar dibawah ini.
Selanjutnya bagaimana cara memilih besar dan arah dari vektor resultan yang diperoleh dari dua buah vektor yang mengapit sudut tertentu? Untuk itu perhatikan gambar di bawah.
4. Menguraikan Sebuah Vektor
Jika pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa beberapa buah vektor sanggup dijumlahkan menjadi sebuah vektor, maka sebaliknya sebuah vektor sanggup diuraikan menjadi beberapa buah vektor. Vektor-vektor hasil uraian tersebut disebut vektor komponen. Dalam hal ini akan dibahas uraian vektor pada bidang datar pada dua garis yang saling tegak lurus.
Gambar dibawah, sebuah vektor F terletak pada bidang cartesius dan bertitik tangkap pada titik O (titik potong sumbu x sumbu y). Vektor F tersebut bila diuraikan pada sumbu x dan sumbu y dengan cara memproyeksikan gaya F pada sumbu x dan sumbu y diperoleh dua komponen vektor.
5. Hasil Kali Dua Buah Vektor
Pada dasarnya besar dari perjuangan (W) dan momen gaya (τ) tersebut merupakan konsep dari hasil kali dua buah vektor, alasannya hasil kali dua buah vektor ada 2 macam, yaitu hasil kali titik dua buah vektor dan hasil kali silang dua buah vektor.
a. Hasil kali titik dua buah vektor
b. Hasil kali silang dua buah vektor
Hasil kali silang dua buah vektor disebut juga cross product.
Sumber : bse.kemdikbud.go.id
Materi Fisika Sekolah Menengan Atas - Besaran dan Satuan
MARKIJAR : MARi KIta belaJAR