Pengetahuan

BAB IBESARAN DAN SATUAN

A. PENGERTIAN BESARAN DAN SATUAN
Besaran adalah gejala alam yang terukur, yaitu segala sesuatu yang mempunyai nilai dan dapat dinyatakan dengan angka. Besaran dalam fisika terdiri dari besaran pokok dan besaran turunan.
Satuan adalah ukuran pembanding yang telah diperjanjikan terlebih dahulu. Besaran-besaran harus diukur dengan satuan-satuan yang sesuai.
Ada dua macam system satuan yang sering digunakan dalam fisika dan ilmu teknik, yaitu sistem metrik dan sistem Inggris. Sistem metrik dibagi dalam dua bagian, yaitu sistem MKS (meter Kilogram Sekon) dan sistem CGS (Centimeter Gram Sekon).
1. Besaran Pokok dan Besaran Turunan
a. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran-besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu untuk digunakan sebagai dasar dalam menentukan satuan-satuan pada besaran-besaran lain.
Dalam sistem internasional (SI) terdapat tujuh buah besaran pokok dan dua buah besaran tambahan, seperti terlihat pada tabel di bawah ini :
No Nama Besaran Pokok Lambang besaran Satuan Lambang satuan
1 Panjang l meter m
2 Massa m kilogram kg
3 Waktu t sekon (detik) s (det)
4 Arus listrik i Ampere A
5 Suhu T Kelvin K
6 Intensitas cahaya I Kandela Cd
7 Jumlah zat N mole mol

Sedangkan dua besaran tambahan adalah sebagai berikut :
No Nama Besaran Tambahan Simbol besaran Satuan Lambang satuan
1 Sudut datar  radian (radial) rad
2 Sudut ruang  steradian Sr

b. Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran-besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok, seperti besaran volume berasal dari satu besaran pokok, yaitu meter kubik, besaran kecepatan berasal dari dua besaran pokok, yaitu panjang dan waktu.
Beberapa contoh besaran turunan yang diturunkan dari besaran-besaran pokok dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
No Besaran Simbol Besaran Satuan Lambang satuan Bentuk satuan lain dalam SI
1 Gaya F Newton N Kg.m.s-2 atau Kg.m.s2
2 Jumlah panas Q Joule J N.m atau Kg.m2/s2
3 Tekanan P Pascal Pa N.m-2 atau N.m2
4 Usaha W Joule J N.m
5 Daya P Watt W J.s-1 atau J/s
6 Tegangan listrik V Volt V W.A-1 atau W/A
7 Muatan listrik Q Coulomb C A.s (ampere sekon)
8 Kapasitas listrik C Farad F C.V-1 atau C/V
9 Tahanan listrik R ohm  V.A-1 atau V/A
10 Fluks magnetik  weber Wb V.s (volt sekon)
11 Medan magnet E tesla T Wb.m-2 atau Wb/m2

2. Faktor Pengali dan Konversi Satuan
a. Faktor Pengali
Dalam Sistem Internasional, faktor pengali sangat diperlukan untuk menuliskan harga-harga besaran satuan yang sangat besar atau sangat kecil. Dalam hal ini dipakai sistem dengan awalan yang menyatakan macam-macam kelipatan 10.
Beberapa contoh awalan dalam satuan internasional adalah sebagai berikut :
No Faktor Pengali Nama Awalan Simbol
1 10-18 Atto a
2 10-15 Femto f
3 10-12 Piko p
4 10-9 Nano n
5 10-6 Mikro 
6 10-3 Milli m
7 103 Kilo K
8 106 Mega M
9 109 Giga G
10 1012 Tera T

b. Konversi Satuan
Konversi satuan adalah sistem pengubahan satuan dari satuan-satuan imperial (Sistem Inggris) ke dalam satuan-satuan metrik.
1) Faktor konversi untuk satuan panjang
1 inchi (in) = 2,54 cm = 25,4 mm
1 feet (ft) = 1 kaki = 12 inci = 0,3048 m
1 yard = 3 feet = 36 inci = 0,9144 m
1 mile (mil) = 5280 kaki = 1,609 km
2) Faktor konversi untuk luas
1 m2 = 104 cm2 = 10,76 ft2
1 ft2 = 0,0929 m2 = 144 inci2
1 inci2 = 6,452 cm2
3) Faktor konversi untuk satuan volume
1 m3 = 106 cm3 = 6,102 x 104 inci3
1 ft3 = 1782 inci3 = 2,832 x 10-2 m3 = 28,32 liter
1 liter = 1 dm3 = 1000 cm3 = 0,0353 ft3
4) Faktor konversi untuk satuan massa
1 kg = 1000 gram
1 ton = 1000 kg
1 pound (lb) = 0,4536 kg
5) Faktor konversi untuk satuan waktu
1 menit = 60 detik
1 jam = 60 menit
1 hari = 24 jam
1 tahun = 365 hari
6) Faktor konversi untuk satuan kecepatan
1 meter/sekon (1 m/s) = 100 cm/s = 3,281 ft/s
1 mil/jam = 1,47 ft/s = 0,447 m/s
7) Faktor konversi untuk satuan percepatan
1 = 3,28 = 100
1 = 0,3048 = 30,48
8) Faktor konversi untuk satuan gaya
1 pound = 1 lb = 4,448 N
1 N = 0,2248 lb = 105 dyne

9) Faktor konversi untuk satuan tekanan
1 bar = 105 = 14,50
1 atm = 760 mmHg = 76 cm Hg
1 atm = 1,013 x 105
10) Faktor konversi untuk satuan energi
1 joule (1 J) = 107 erg
1 kalori = 1 kal = 4,186 J
11) Faktor konversi untuk satuan daya
1 tenaga kuda = 1 TK = 1 HP = 0,746 kW
1 watt = 1W = 1 Joule/s

3. Dimensi Besaran
Dimensi besaran adalah cara penyusunan suatu besaran dari besaran-besaran pokok. Dimensi besaran pokok adalah sebagai berikut:
No Besaran Pokok Lambang satuan Lambang dimensi
1 Panjang m L
2 Massa kg M
3 Waktu s (det) T
4 Arus listrik A I
5 Suhu K 
6 Intensitas cahaya cd J
7 Jumlah zat mol N

Beberapa contoh dari besaran turunan adalah sebagai berikut:
a. Kecepatan adalah perpindahan yang ditempuh setiap waktu, satuannya m/s
Rumus dimensi : atau [L. T-1]
b. Gaya adalah masa kali percepatan, satuannya Newton atau Kg.m/det2
Rumus dimensi : [M] atau [M.L.T-2]
c. Daya adalah usaha yang dihasilkan setiap satuan waktu, satuannya Joule/sekon atau watt
Rumus dimensi : [M] atau [M.L2.T-3]
4. Ketidakpastian dalam Mengukur
Dalam setiap kegiatan pengukuran terhadap benda dengan menggunakan alat-alat ukur, maka akan didapatkan deretan angka yang menunjukkan ukuran dari benda tersebut. Hasil pengukuran benda merupakan angka yang tidak pasti atau tidak eksak karena tergantung pada ketelitian alat ukur yang digunakan.
Bilangan eksak adalah bilangan yang didapatkan dari hasil membilang (menghitung), seperti 500 rupiah, 10 butir, 20 buah, 3 ekor dan sebagainya.
a. Aturan Menyatakan Banyaknya Angka Penting
Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran yaitu terdiri atas angka pasti dan angka taksiran.
1) Semua angka bukan nol adalah angka penting
Contoh:
345,6 gram memiliki 4 angka penting
1,234 liter memiliki 4 angka penting
5,12 detik memiliki 3 angka penting
2) Angka nol yang terletak diantara dua angka bukan nol, termasuk angka penting.
Contoh :
3004 meter memiliki 4 angka penting
108 kg memiliki 3 angka penting
3) Angka nol yang terletak di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting
Contoh :
356,70 joule memiliki 5 angka penting
220 volt memiliki 3 angka penting
4) Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol baik yang terletak disebelah kiri maupun di sebelah kanan desimal (koma) bukan merupakan angka penting
Contoh :
0,0088 m/s memiliki 2 angka penting
0,0001 N memiliki 1 angka penting
b. Operasi Angka Penting
Hasil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka penting hanya boleh mengandung satu angka taksiran. Demikian juga hasil perkalian atau pembagian mempunyai angka penting yang sama banyak dengan angka penting dari faktor angka penting yang paling sedikit.
1) Operasi Penjumlahan
Contoh :
2,345 m Angka 5 diragukan
0,2322 m Angka 2 diragukan
—— +
2,5772 m , Ditulis 2,577
2) Operasi Pengurangan
Contoh :
890 kg – 457 kg = 443 kg ,Ditulis 443 kg
3) Operasi Perkalian
Contoh :
312 s tiga angka penting
15 s dua angka penting
—— x
4680 s2 , ditulis 4,7 x 102 s2
4) Operasi Pembagian
1,432 l empat angka penting
2,68 l tiga angka penting
——- :
0,53432 , Ditulis 0,534

5. Mengenal Beberapa Macam Alat Ukur
Alat Ukur Panjang
Di dalam ilmu fisika dikenal adanya tiga alat ukur panjang, yaitu mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup, dengan ketelitian masing-masing berbeda.
1) Mistar
Mistar biasanya dibuat dengan skala terkecil 1 millimeter. Ketelitian pengukuran mistar adalah 0,5 millimeter atau 0,05 centimeter.

Gambar 1.1.

2) Jangka Sorong
Jangka sorong mempunyai ketelitian 0,1 mm atau 0,01 cm. Pada jangka sorong terdapat dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius.

Keterangan gambar 1.2
– Paruh A – B digunakan untuk mengukur ukuran luar benda, seperti tebal, diameter batang dan diameter bola.
– Paruh C – D untuk mengukur bagian dalam benda, misalnya lebar celah dan diameter lubang.
– Jarak E – F yang dapat digeser-geser digunakan untuk mengukur kedalaman lubang.
Contoh :

Skala yang berimpit
Gambar 1.3.
Pada gambar 1.3 diatas
– Skala utama menunjukkan angka 44 mm lebih
– Garis ketiga pada skala nonius tepat berimpit dengan sebuah garis pada skala utama. Ini berarti bahwa skala nonius menunjukkan nilai 0,3 mm
– Dengan demikian, ukuran yang ditunjukkan oleh jangka sorong tersebut adalah 44 mm + 0,3 mm = 44,3 mm.
3) Mikrometer sekrup
Micrometer sekrup adalah alat ukur yang mempunyai ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Alat ukur ini juga mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala yang tertera pada teromol yang dapat di putar.

Teromol terbagi dalam 50 bagian, sehingga jika diputar satu kali, sumbu mikrometer hanya maju ½ mm tepat pada garis skala utama bawah. Dua kali diputar maju 0,5 mm tepat pada garis skala utama atas lagi dan seterus-nya. Jadi jarak antara garis skala atas sampai garis skala bawah 0,5 mm.
Contoh :
a) Pada gambar 1.5 teromol berada di kanan garis atas, berarti lebih besar dari 5 mm sedangkan angka yang berhimpit adalah 20. jadi jarak yang ditunjukkan oleh mikrometer adalah 5 + 0,20 =5,20 mm
b) Pada gambar 1.6 teromol berada di kanan garis bawah, berarti lebih besar dari 7,5 mm, sedangkan angka yang berhimpit adalah 30. Jadi jarak yang diukur adalah 7,5 + 0,30 = 7,80 mm.

6. Besaran Skalar dan Besaran Vektor

  • Besaran skalar adalah besaran yang mempunyai besar atau nilai saja

Contoh : massa, panjang, waktu, suhu, dan lain-lain

  • Besaran vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah

Contoh : gaya, tekanan, kuat arus, dan lain-lain
B. Vektor
1) Cara menggambar vektor
a) Menentukan titik tangkap
b) Menggambar besar vektor
c) Menggambar arah vektor
2) Cara menulis vektor
Misal vektor a  ditulis
Harga vektor a = = a.
3) Vektor yang setitik tangkap
a) Segaris

1. + 2. –

R = + R = –
b) Membentuk sudut


Menentukan resultan dengan cara :
R =

  • Jajaran genjang

R


R = +
– = ?
R = + (- )
R =

Jika sudut yang dibentuk 900 :
R = +
R =  cos 900 = 0
R =

  • Cara segitiga

+ = …?

R =

– = …?

R =

  • Cara segi banyak / poligon  secara grafis

+ + = ….?

4) Menguraikan vektor
ax = a cos 
ay = a sin 

5) Menjumlahkan Vektor secara Analitis
F2 F2x = F2 cos 
F2y = F2 sin 
F3 F3x = F3 cos 
F3y = F3 sin 
Jika semua vektor sudah diuraikan ke sumbu x dan y, maka bisa dicari R pada masing-masing sumbu :

 Fx = F1 + F2x + F3x = F1 + F2 cos  + F3 cos 
 Fy = F2y + F3y = F2 sin  + F3 sin 
R = dengan arah tg a =
a = sudut yang dibentuk oleh R terhadap sumbu x

Contoh Soal :
1. Dua buah vektor setitik tangkap dan saling tegak lurus. Besar masing-masing vektor 3 satuan dan 4 satuan. Tentukan Resultan dari kedua vektor!
2. Sebuah vektor sebesar 10 satuan dengan arah membentuk sudut 300 terhadap sumbu x positif. Tentukan besar komponen-komponennya!
3. Tentukan Resultannya!

Soal-Soal Latihan :
I. Isilah titik-titik di bawah ini dengan jawaban yang tepat!
1. Untuk mengukur diameter batang digunakan ….
2. Angka penting yang terdapat pada bilangan 0,0002504 adalah ….
3. Jika sebuah bola besi massanya 4,568 gram, maka massa dari 4 buah bola besi adalah ….
4. Bilangan 456.000.000.000 liter, jika dituliskan dalam notasi pangkat adalah ….
5. Tiga buah alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda adalah ….
6. Besaran-besaran waktu, intensitas cahaya dan kuar arus termasuk anggota besaran
7. Satuan dari besaran momentum pada Sistem Internasional adalah ….
8. Satuan dari besaran kalor jenis adalah ….
9. 40 feet = …. m
10. 14 x 105 Pa = …. bar = …. atm

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan tepat!
1. Berapakah luas lingkaran benda yang berdiameter 28 mm ( = 3,14)? (angka Penting)
2. Isilah titik-titik di bawah ini
a. 96 feet = …. inci = …. m = …. cm b. 7896 gram = …. kg = …. lb
3. Sebutkan banyaknya angka penting pada bilangan-bilangan berikut.
a. 0,0010040 meter
b. 20,001 gram
c. 301,012 liter
d. 2,48 x 10-6 coloumb
4. Tuliskan masing-masing 5 contoh besaran beserta satuannya yang termasuk :
a. Besaran skalar b. Besaran vektor
5. Menurut aturan angka penting, tentukan hasil operasi perhitungan berikut :
a. 14,50 m x 2,5 m
b. 32,14 gram x 7 ( 7 bilangan eksak )
c. 50,25 / + 40,5 / + 0,25 /

6. Apa yang dimaksud dengan :
a. Besaran b. Satuan c. Angka Penting
7. Tuliskan satuan dan rumus dimensi besaran-besaran berikut :
a. Tekanan c. Percepatan
b. Gaya d. Volume benda
8. Jarak Jakarta – Wonogiri adalah 400 mil. Berapakah jarak tersebut jika ditulis dalam satuan meter?
9. Nyatakan dengan penulisan ordo
a. 16 Mega Volt c. 20 kilo ohm
b. 18 piko Farad d. 600 mikro coloumb
10. Ubahlah ukuran-ukuran besaran di bawah ini dalam satuan Sistem Internasional
a. v = 144 km/jam b. W = 0,8 KWh c.  = 1,8 gram/cm3

III. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dengan cara memberi tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e!
1. Besaran yang mempunyai lambang dimensi [M.L-1.T-3] adalah ….
a. Energi kinetik c. Daya e.Usaha
b. Energi radiasi d. Tekanan
2. Kapasitas suatu kapasitor besarnya adalah 5 pikofarad. Harga kapasitas tersebut sama dengan ….
a. 5 x 10-3 farad c. 5 x 10-9 farad e. 5 x 10-15 farad
b. 5 x 10-6 farad d. 5 x 10-12 farad
3. Suatu instalasi listrik menghasilkan daya sebesar 80 mega watt. Daya ini jika ditulis dalam satuan watt adalah ….
a. 800 watt c. 8 x 105 watt e.8 x 107 watt
b. 8000 watt d. 8 x 106 watt
4. Sebuah benda kerja panjangnya 8,2 inci. Jika ditulis dalam satuan mm, panjang tersebut adalah ….
a. 25,4 mm c. 82 mm e.209 mm
b. 50,8 mm d. 200 mm
5. Sebuah menara listrik tingginya 80 feet. Jika ditulis dalam satuan m, tinggi menara adalah ….
a. 12,19 m c. 30,48 m e. 78,67 m
b. 24,39 m d. 48,19 m

6. Besaran di bawah ini yang tidak termasuk besaran pokok adalah ….
a. Intensitas cahaya c. Kecepatan e. Massa
b. Jumlah zat d. Kuat arus
7. Besaran-besaran berikut yang semuanya merupakan besaran turunan adalah ….
a. Volume, percepatan, waktu
b. Kecepatan, massa, panjang
c. Gaya, percepatan, volume
d. Gaya, kecepatan, massa
e. Daya, gaya, kuat arus
8. Bentuk lain dari satuan Newton meter adalah ….
a. Kg.m.s-3 c. Kg.m.s-1 e. Kg.m.s3
b. Kg.m.s-2 d. Kg.m.s2
9. Satuan dari besaran daya listrik dan tekanan pada sistem Internasional adalah ….
a. Joule/s dan N/m c. Joule/s dan N/m2 e. Joule dan N
b. Joule dan N/m d. Joule dan Nm2
10. Lambang dimensi dari Energi Kinetik adalah ….
a. [M.L.T-3] c. [M.L.T-1] e.[M.L2.T3]
b. [M.L2.T-2] d. [M.L.T]
11. Sebuah bola besi berdiameter 8,24 cm, maka jari-jari bola besi tersebut adalah ….
a. 4,12 cm c. 4 cm e.0,04 x 101 cm
b. 4,1 cm d. 0,412 x 101 cm
12. Suatu benda berbentuk balok dengan ukuran panjang 64,25 cm; lebar 8,24 cm dan tinggi 3,2 cm. Volume benda tersebut adalah ….
a. 1,7 x 103 cm3 c. 1,73 x 103 cm3 e. 1731,152 x 103 cm3
b. 1,731 x 103 cm3 d. 1731 cm3
13. 6cm 7cm 8cm Pembacaan skala jangka sorong disamping adalah ….
a. 7,2 mm
b. 7,02 mm
c. 70,2 mm
d. 702 mm
e. 7,2 cm
14. 4cm 5cm Pembacaan skala jangka sorong pada gambar adalah ….
a. 4,33 mm
b. 433 mm
c. 4,3 mm
d. 43,3 mm
e. 43,3 cm
15. Pembacaan skala mikrometer sekrup pada gambar adalah ….
a. 7,20 mm
b. 6,20 mm
c. 7,60 mm
d. 6,70 mm
e. 7,00 mm
16. Massa benda kerja 0,28 kg, besarnya sama dengan ….
a. 0,31 lb c. 0,93 lb e. 1,55 lb
b. 0,62 lb d. 1,24 lb
17. Pada pengukuran benda kerja diperoleh angka 2,004 mm. Banyak angka penting pengukuran tersebut adalah ….
a. 1 c. 4 e. 24
b. 2 d. 6
18. Sebuah bola gotri ditimbang massanya adalah 8,3405 gram. Banyak angka pentingnya adalah ….
a. 2 c. 4 e.6
b. 3 e. d. 5
19. Sebuah plat besi berukuran panjang 24,22 cm dan lebar 8,4 cm. Sesuai aturan angka penting maka luas plat besi adalah ….
a. 203,448 cm2 d. 2,0 x 102 cm2
b. 2,034 x 102 cm2 e. 2 x 102 cm2
c. 2,03 x 102 cm2
20. Massa sebuah kelereng adalah 38,24 gram, maka massa dari 6 buah kelereng tersebut adalah ….
a. 229,44 gram d. 229,4 gram
b. 2,29 x 103 gram e. 229 gram
c. 2,3 x 103 gram

10 responses

8 08 2009
aurora caesarah

wuueee.. keyeennnn.. :))
makaci ya dah mo bagi2 ilmuuww… ^^.
tertolong niiiiiiihhhhh..

9 09 2009
biama

thanks sudah mau baca sebenarnya mau memperbaiki terus tapi berhubung kemarin komputer dirumah error jadi belum sempat.sekali lagi thanks U so much

7 09 2009
narayana

kalau saya ingin konversikan 228 m2 (sebagai luas area) ke ft2, sama dengan berapa…?

Terima kasih

9 09 2009
biama

kurang lebih 2453,28ft2 karena 1 m2 = 10,76 ft2.Semoga puas ya….. tulisan ini ga’ pernah diperbaharui krn komputer di rumah error.Thanks sudah mau baca tulisanq semoga bermanfaat

8 09 2009
arif

terimakasih atas informasinya.

9 09 2009
biama

Thanks sudah mau baca tapi masih belum ada pembaharuan.salam kenal juga

14 11 2009
huget

trims, sangat membantu

2 02 2010
Rosa Lucia

bagus sekali, sangat membantu.

Bisa bantu tidak (untuk konversi yang tidak saya dapatkan disini) yaitu : 0.595 W / m °C konversi ke satuan btu / h ft °F. Terima kasih sebelumnya

1 03 2010
karissa a

bssa bntu g?? knpa energi kinetik mmkai pngkat+satuanny joule?? tlong bles ea… pnting soalny… mksih…

18 06 2010
ina

mas mau tanya nich kalau dari frekuensi ke panjang gelombang (atau sebaliknya) tu konversinya berapa?

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s




%d blogger menyukai ini: