Kelas 10 Fisika BAB 1 Pengkuran dan Besaran

Transkripsi

1 BAB 1 Pengkuran dan Besaran Ringkasan Materi A. Besaran Besaran adalah suatu pernyataan yang mempunyai ukuran dan satuan. Secara garis besar, besaran dalam fisika dibagi menjadi dua bagian, yaitu: besaran pokok, besaran turunan. Selain adanya besaran pokok dan besaran turunan, dalam fisika masih ada besaran lain, yaitu: besaran skalar, besaran vektor. 1. Besaran Pokok Besaran pokok adalah suatu besaran yang tidak diturunkan dari besaran lain dan satuannya telah ditetapkan secara internasional. Ada 7 besaran pokok dalam fisika, yaitu sebagai berikut. 1. Panjang (l) 2. Massa (m) 3. Waktu (t) 4. Kuat arus listrik (i) 5. Suhu mutlak (T) 6. Intensitas cahaya (I) 7. Jumlah zat (N) 2. Besaran Turunan Besaron turunan adalah suatu besaran yang satuannya dapat diturunkan dari satuan besaran pokok. Contoh besaran turunan, antara lain sebagai berikut. 1. Luas (A) 2. Volume (V) 3. Massa jenis (p) 4. Berat jenis (s) 5. Kecepatan (v) 6. Percepatan (a) 7. Gaya (F) 8. Daya (P) 9. Usaha (W) 10. Momentum (m) B. Sistem Satuan Sistem satuan yang digunakan dalam fisika adalah Sistem satuan Internasional (SI). Sistem satuan ini juga disebut metrik (mks), yaitu meter,kilogram, sekon. Keunggulan dari sistem mks ini adalah mudah dikonversi ke bilangan sepuluh berpangkat. Nama satuan diberi awalan sesuai dengan besar pangkatnya, seperti pada tabel berikut. Pangkat Nama Awal Simbol tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 kilo k 10-1 desi d 10-2 senti c 10-3 mili m 10-6 mikro µ 10-9 nano n angstrom Å piko p femto f Dalam fisika, selain digunakan sistem satuan mks juga digunakan sistem satuan cgs (cm, gram, sekon) Satuan-Satuan Besaran Pokok dan Simbolnya Besaran Pokok Simbol Satuan mks Satuan cgs Panjang l meter cm (m) Massa m kg g Waktu t sekon (s) s Kuat arus i ampere - listrik (A) Suhu T kelvin - Mutlak (K) Intensitas I kandela - Cahaya (cd) Jumlah Zat n mol - Satuan-satuan besaran turunan dan simbolnya Besaran Turunan Simbol S. mks S. cgs Luas A = p x l m 2 cm 2 Volume V = p x l x t m 3 cm 3 Massa Jenis ρ = kg/m 3 g/cm 3 Kecepatan v = m/s cm/s Percepatan a = m/s 2 cm/s 2 Gaya Usaha F = m x a W = F x a dyne = N = kg m/s 2 g cm/s 2 joule = erg = g kg m 2 /s 2 cm 2 s 2 1

2 BAB 1 Besaran dan Pengukuran Daya P = watt = joule/s - Momentum p = mv kg m/s g cm/s Impuls I = F x t N s dyne s Momen dyne τ = Iα N m Gaya cm C. Dimensi Dimensi adalah cara besaran itu disusun dari besaranbesaran pokok.semua besaran turunan dalam fisika dapat dinyatakan dengan besaran pokok,sehingga dimensi besaran turunan dapat dicari dari dimensi besaran pokok. Contoh: Dimensi Besaran Pokok Besaran Pokok Lambang Dimensi Panjang [ L ] Massa [ M ] Suhu [ T ] Kuat arus listrik [ I ] Intensitas cahaya [ J ] Suhu mutlak [ θ ] Jumlah zat [ N ] 1. Gaya = massa x percepatan dimensi gaya = 2. Momentum massa x kecepatan = dimensi momentum = D. Besaran Skalar dan Besaran Vektor 1. Besaran Skalar Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai besar atau nilai saj Contoh: Sermua besaran pokok, luas, volume, massa jenis, usaha, daya, laju, dan jarak. 2. Besaran Vektor Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilal dan arah. Contoh: Perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya/berat, momentum, implus,dan momen gay E. Angka Penting Angka penting adalah angka yang diperoleh dan hasil pengukuran yang terdiri atas angka pasti dan angka perkiraan yang sesuai dengan tingkat ketelitian alat ukur yang digunakan. Banyaknya angka penting yang ditulis dalam suatu pengukuran menyatakan derajat ketelitian suatu basil pengukuran. 1. Aturan-Aturan untuk Menentukan Banyaknya Angka Penting Semua angka yang bukan angka nol adalah angka penting. Contoh: 37,5 cm 3 angka penting Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol adalah angka penting. Contoh: 40,25 cm 4 angka penting Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting. Contoh: 43,60 cm 4 angka penting d. Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka tidak penting. Contoh: 0,025 mm 2 angka penting e. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting. Contoh: 400, 3 angka penting f. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol dan tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak peting. Contoh: angka penting 2. Notasi Eksponen (Bilangan Sepuluh Berpangkat) Hasil perhitungan dalam fisika sering diperoleh bilangan yang sangat besar atau sangat kecil. Contoh : kecepatan cahaya dalam ruang hampa (c) = m/s panjang gelombang cahaya ungu (ʎ) = 0, m Angka di atas dapat ditulis dalam bentuk notasi eksponen, yaitu: c = 3 x 10 8 = 4 x

3 BAB 1 Pengkuran dan Besaran Angka 3 dan 4 disebut angka penting dan 10 8 serta 10-7 disebut orde. 3. Aturan Pembulatan 1. Jika angka terakhir Iebih besar dari atau sama dengan 5 dibulatkan ke atas. Contoh: 2,527 menjadi 2,53 (angka 7 dibulatkan ke atas) 2. Jika angka terakhir Iebih kecil dari 5 dibulatkan ke bawah. Contoh: 2,523 menjadi 2,52 (angka 3 dibulatkan ke bawah) 2. Jangka Sorong Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter luar, diameter dalam cincin, tinggi tabung, dan diameter bol Skala terkecil jangka sorong 0,1 mm = 0,01 cm. Jangka sorong terdiri atas dua bagian, yaitu skala tetap dan skala nonius. Panjang = 0,9 cm + (0,01 cm x 5) = 0,9 cm + 0,05 cm = 0,95 cm 4. Aturan Penjumlahan dan Pengurangan Dalam melakukan penjumlahan atau pengurangan, hanya boleh mengandung satu angka taksiran (satu angka yang diragukan). Contoh: Panjang suatu benda diukur dengan dua alat yang berbeda ketelitiannya, yaitu: 22,84 mm angka 4 taksiran 25,5 mm angka 5 taksiran + 51,34 mm 3. Mikrometer Sekrup Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter bola dengan skala terkecil 0,01 mm. Mikrometer mempunyai skala utama dan skala nonius/putar. diameter bola = 4,5 mm + (0,01 mm x 15) = 4,5 mm + 0,15 mm = 4,65 mm Penulisan hasil penjumlahan yang benar adalah 51,3 mm dan angka taksiran Aturan Perkalian dan Pembagian Pada perkalian atau pembagian, banyaknya angka penting saran dengan angka penting yang terkecil. Contoh: 43,25 4 angka penting 2,50 3 angka penting x 108, Neraca Ohaus Neraca ohaus adalah alat untuk mengukur massa benda dengan skala terkecil 0,1 g. 5. Stopwatch Stopwatch adalah alat untuk mengukur waktu dengan skala terkecil 0,01 s. Penulisan hasil perkalian yang henar adalah 108, dan terdiri atas 3 angka penting. F. Alat Ukur 1. Mistar Mistar merupakan alat untuk mengukur panjang suatu bend Skala terkecil mistar adalah 1 mm dan ketelitiannya sama dengan setengah dari skala terkecil, yaitu 0,5 mm. 3

4 BAB 1 Besaran dan Pengukuran Latihan Soal Pilihlah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda silang (X) pada salah satu huruf a, b, c, d, atau e. 1. Besaran-besaran di bawah ini yang bukan merupakan besaran turunan adalah... momentum kecepatan gaya d. massa e. volume 2. Dalam sistem SI, satuan dari suhu adalah. Celsius Kelvin Reamur d. kalori e. Fahrenheit 3. Perhatikan besaran-besaran dalam daftar berikut ini. 1. kecepatan 2. massa jenis 3. gaya 4. intensitas cahaya Besaran yang termasuk kelompok besaran turunan adalah.... 1,2, dan 3 1 dan 3 2 dan 4 d. 4 saja e. 1,2,3, dan 4 4. Besaran-besaran berikut ini yang termasuk kelompok besaran vektor adalah.... jarak, kecepatan, percepatan usaha, gaya, impuls perpindahan, berat, momentum d. energi, daya, momen gaya e. jarak, laju, gaya 5. Di antara besaran berikut ini yang bukan merupakan besaran skalar adalah.... massa berat daya d. usaha e. laju 6. Dalam sistem SI, besaran fisika yang mempunyai satuan N/m 2 adalah.... gaya usaha tekanan d. daya e. momentum 7. Besaran di bawah mi yang mempunyai dimensi sama adalah.... gaya dan energi perpindahan dan laju impuls dan momentum d. usaha dan laju e. kecepatan dan jarak 8. Dimensi dan gaya x perpindahan adalah d. e. ML 9. Perhatikan satuan-satuan dalam daftar berikut ini. 1. Nm 2. JouIe 3. Kwh 4. kalori Satuan-satuan yang merupakan satuan usaha dalarn sistem SI adalah.... 1,2,3, dan 4 1 dan 2 1,2, dan 3 d. 2 dan 4 e. 2 dan Satuan dari berat benda dalam sistem mks adalah.. kg kg kg d. kg e. kg 11. Massa jenis dari suatu benda yang mempunyai volume 100 dan massa 700 g adalah... d. e Energi kinetik dirumuskan dengan Ek = ½, m adalah massa benda dan v adalah kecepatan bend Dimensi dari energi kinetik adalah.... d. e ML T 4

5 BAB 1 Pengkuran dan Besaran 13. Energi potensial suatu benda yang dalam sistem SI dinyatakan dalam Joule tidak lain adalah.... kg kg kg d. kg e. kg 14. Untuk mengukur garis tengah bagian dalam dan sebuah bejana lebih tepat menggunakan... mistar mikrometer jangka sorong d. meteran e. neraca 15. Alat ukur waktu yang sangat tinggi ketepatannya adalah.... arloji jam digital stopwatch d. jam dinding e. jam atom cesium 16. Berikut ini yang merupakan besaran pokok adalah.... massa, massa jenis, luas panjang, waktu, volume massa, suhu, laju d. panjang, kuat arus, suhu e. usaba, laju, berat 17. Massa jenis air adalah 1 g. Apabila dinyatakan dalam sistern SI, besarnya adalah... d. 10 kg e. 18. Panjang gelombang sinar biru adalah 500 nm. Apabila dinyatakan dalam system SI besarnya menjadi... 5 x 5 x 5 x d. 5 x e. 5 x 19. Sebuah benda bergerak sepanjang Sumbu - x dengan persamaan x = p + qt + ½,dengan x menyatakan jarak, t menyatakan waktu, dan p, q, r menyatakan konstant Satuan r adalah.... m/s 2 m/ m/ d. m e. ms 20. Bilangan 0,0250 mempunyai angka penting sebanyak... satu dua tiga d. empat e. lima 21. Kalor jenis air diketahui sebesar 1 kal/g C (1 kal = 4,2 jouie). Jika dinyatakan dalam sistem SI, besarnya menjadi... 4,2 x 10 joule/kg C 4,2 x 102 joule/kg C 4,2 joule/kg C d. 420 joule/kg C e joule/kg C 22. Panjang gelornbang cahaya merah adalah A yang nilainya setara dengan... 8 x 8 x 8 x d. 8 x e. 8 x 23. Energi potensial (Ep) dinyatakan oleh Ep= mgh dengan g adalah percepatan gravitasi dan h adalah ketinggian bend Dimensi energi potensial adalah.. d. e. 24. Kecepatan sebuah mobil saat bergerak adalah 90 km/jam. Apabila dinyatakan dalarn sistem SI, besarnya adalah m/s 900 m/s 200 m/s d. 25 m/s e. 2 m/s 25. Notasi eksponen dan bilangan 0, adalah... 2,04 x 2,04 x 2,04 x d. 2,04 x e. 2,04 x 26. menyatakan dimensi dan besaran.. gaya usaha daya d. tekanan 5

6 BAB 1 Besaran dan Pengukuran e. momentum 27. Semua besaran di bawah ini merupakan besaran vektor, kecuali.... perpindahan laju percepatan d. kecepatan e. impuls 28. Ketebalan sebuah balok diukur dengan menggunakan jangka sorong. Skala yang ditunjukkan dan hasil pengukuran tampak pada gambar di bawah ini. Besarnya hasil pengukuran tersebut adalah.... 4,10 cm 4,12 cm 4,15 cm d. 4,17 cm e. 4,19 cm 29. Kedudukan skala mikrometer sekrup yang digunakan untuk mengukur diameter sebuah bola besi tampak seperti gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut, maka diameter bola adalah ,15 mm 11,5 mm 11,60 mm d. 11,65 mm e. 11,70mm 30. Seorang siswa mendapat tugas untuk mengukur tebal kertas karton dengan menggunakan mikrometer sekrup. 6 Hasil pengukuran oleh siswa menunjukkan tebal kertas adalah... 5,35 mm 5,50 mm 5,53 mm d. 5,55 mm e. 5,85 mm 31. Hasil pengukuran ketebalan pelat baja dengan menggunakan jangka sorong tampak seperti gambar berikut. Ketebalan pelat baja tersebut adalah.... 6,30 cm 6,32 cm 6,34 cm d. 6,35 cm e. 6,40 cm 32. Panjang sebuah balok besi diketahui 28,258 cm dan Iebarnya 12,40 cm. Luas balok dengan menggunakan aturan angka penting adalah ,4092 cm 2 350,409 cm 2 350,41 cm 2 d. 350,40 cm 2 e. 350,4 cm Massa jenis suatu benda mempunyai dimensi.... ML 2 ML 3 M 2 L 3 d. ML 3 e. ML Dan suatu pengukuran dihasilkan bahwa massa benda 320 g dan volumenya 25 cm 3. Massa jenis benda tersebut adalah 12,8 g/c 13,0 g/c 13 g/c d. 14 g/c e. 14,0 g/ 35. Pada suatu pengukuran massa benda diperoleh hasil 0,01082 kg. Banyaknya angka penting pada hasil pengukuran di atas adalah d. 3 e Di antara pasangan berikut ini, yang mempunyai satuan sama adalah.... daya dan tekanan berat dan massa gaya dan impuls d. gaya dan berat e. momentum dan gaya

7 BAB 1 Pengkuran dan Besaran 37. Sepotong bambu yang panjangnya 17,55 cm disambung dengan bambu lain yang panjangnya 5,03 cm. Panjang bambu sekarang menjadi ,58 cm 22,60 cm 22,6 cm d. 23,0 cm e. 23 cm 38. Di antara satuan berikut ini, yang merupakan satuan energi adalah.... kilowatt N/m kilowatt jam d. kg m/ e. Joule/s 39. Alat yang digunakan untuk mengukur diameter bola yang kecil adalah.... jangka sorong mikrometer sekrup mistar d. meteran e. benang 40. Satu mikrometer setara dengan.... mm cm m d. dm e. dm 7

8 BAB 1 Besaran dan Pengukuran 8