BESARAN DAN SATUAN

Ditulis dan dipostingkan : Senin, 25 Agustus 2013
(Sumber : Ringkasan Materi IPA oleh MGMP Sekolah Guru IPA SMPN 1 Kayen,dipostingkan oleh Admin Web)

 A.   BESARAN POKOK DAN BESARAN TURUNAN

1.      Besaran

Suatau benda yang telah diukur kemudian kita nyatakan dalam suatu nilai dan angka tertentu maka pengukuran tersebut dapat dikatakan sebagai besaran .

Besaran diartikan sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dalam  angka dan satuan, Misalnya : panjang tali 20 meter; besaran yang diukur adalah besaran panjang, dinyatakan dalam nilai atau angka yaitu 20 dan satuannya meter.

2. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah suatu besaran yang satuannya didifinisikan sendiri atau besaran yang satuannya tidak dijabarkan dari satuan besaran lain. Besar pokok tersebut adalah besaran Panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, suhu, intensitas cahaya, dan jumlah zat, ditambah 2 besaran tambahan yaitu sudut bidang dan sudut ruang. Dalam penetapan besaran pokok, ditentukan juga satruan besaran pokok yang disebut satuan pokok atau satuan dasar.

3. Besaran Turunan

Besaran turunan merupakan suatu besaran yang didapatkan dari penurunan atau penjabaran besaran pokok. Dalam penjabarannya, besaran turunan dapat diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok.

            Contoh paling sederhana dari besaran turunan adalah besaran luas. Luas dijabarkan dari besaran turunan adalah besaran luas. Luas dijabarkan dari besaran panjang dan besaran panjang (lebar).

                        Luas     = p x l

                                     = besaran panjang x besaran panjang

Tabel  contoh beberapa besaran panjang

Nama	Lambang	Satuan
Volume	V	M3
Kecepatan	V	m/s
Percepatan	A	m/s2
Gaya	F	Kg.m/s2
Energi kenetik	Ek	Kg.m2/s2
Tekanan	P	Kg/m.s
Frekuensi	F	1/s atau Hz
Muatan listrik	Q	A.s atau coulomb
Beda Potensial	V	J/C atau V

B. SATUAN INTERNASIONAL (SATUAN POKOK)

Satuan adalah tolok ukur yang dipakai untuk membandingkan suatu besaran. Sedangkan mengukur adalah membandingkan sesuatu yang sejenis kemudian ditetapkan sebagai satuan.

Syarat yang harus dipenuhi oleh sebuah satuan yang baik antara lain sebagai berikut :

1. Satuan harus bersifat tetap, tidak mengalami perubahan
2. Mudah ditiru dan diperbanyak sesuai dengan satuan asli.
3. Satuan harus bersifat internasional, yaitu dapat digunakan di seluruh dunia

Sampai saat ini system satuan yang kita kenal adalah sebagai berikut;

a). Sistem MKS ( Meter, Kilogram, Skon) atau sistem Satuan Internasional (SI)

b). Sistem CGS ( Centimeter, Gram, Skon)

Tabel besaran pokok dan satuannya

Besaran Pokok	Satuan Sistem MKS		Satuan Sistem CGS
	Nama	Lambang	Nama	Lambang
Panjang	Meter	M	sentimeter	cm
Massa	Kilogram	Kg	gram	gr
Waktu	Sekon	S	sekon	s
Kuat Arus Listrik	Ampere	a	miliampere	mA
Suhu	Kelvin	K
Intensitas Cahaya	Candela	Cd
Jumlah Zat	Molar	mol

C. BESARAN PANJANG, MASSA , WAKTU DAN SUHU

1. Besaran Panjang

            Satuan besaran panjang dalam SI dinyatakan dalam meter (m). Mula-mula panhjang satu meter didifinisikan sama dengan sepersepuluh juta kuadran bumi yamh melewati Paris

1 meter   =   1/ 10.000.000  x  kuadran bumi

Kemudian ukuran ini digoreskan pada sebatang platina iridium pada suhu 0^oC dan disimpan di Sevres dekat Paris.

Dalam konfrensi umum tentang berat dan pengukuran tahun 1983 ditetapkan bahwa satu meter sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa udara selama 1/ 229.792.458 sekon.

Satuan panjang lainnya yang dapat diturunkan dari meter standar ini adalah di antaranya sebagai berikut .

1. 1 milimeter (mm) = 1 / 1000 meter = 0,001 m = 10^-3 m
2. 1 sentimeter (cm) = 1 / 100 meter = 0,01 m = 10^-2 m
3. 1 desimeter (dm) = 1 / 10 meter = 0.1 m = 10^-1 m
4. 1 dekameter (dam) = 10 meter = 10 m = 10¹ m
5. 1 hektometer (hm) = 100 meter = 10² m
6. 1 kilometer (km) = 1.000 meter = 10³ m

2. Besaran Massa

Massa adalah banyaknya zat atau materi yang terkandung dalam suatu benda. Massa tidak dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Satuan massa dalam SI adalah kiklogram (kg).

Satu kilogram standar sama dengan massa 1 liter air murni pada suhu 4^oC. Satuan massa lain yang diturunkan  dari satruan massa standar ini, antara lain sebagai berikut.

1. 1 mikrogram ( µg)  =  0,000000001 kg   = 10^-9 kg
2. 1 miliogram (mg)   =  0,00000 kg          = 10^-6 kg
3. 1 sentigram (cg)     =  0,00001 kg          = 10^-5 kg
4. 1 desigram (dg)      =  0,0001 kg                        = 10^-4 kg
5. 1 gram (gr)            =  0,001 kg              = 10^-3 kg
6. 1 dekagram (dag)   =  0,01 kg                = 10^-2 kg
7. 1 hektogram (hg)   =  0,1 kg                  = 10^-1 kg
8. 1 kwintal (kw)       = 100 kg                   = 10² kg
9. 1 ton                     = 1.000 kg               = 10³ kg

3. Waktu

Satuan waktu dalam sistem satuan internasional  adalah sekon (detik).

Pada tahun 1956, satu detik standar ditetapkan sebagai waktu yang dibutuhkan atom Cesium untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali getaran. Pengukuran waktu ini tidak terpengaruhi oleh waktu atau tahun karena dapat dibuat kapan saja di laboratorium.

4. Besaran Suhu

Derajat panas suatu benda disebut suhu. Untuk mengukur derajat panas digunakan thermometer. Suhu merupakan besaran yang dapat menunjukkan  panas dinginnya suatu benda.

Thermometer yang kita kenal adalah thermometer Celsius, Fahrenheid, Reamur, dan Kelvin.

a.   Penetapan Suihu Standar

Dalam SI derajat panas  suatu benda digunakan skala Kelvin atau disebut skala termodinamika dengan satuan Kelvin (K). Nol skala Kelvin disebut nol mutlak. Pada skala Kelvin, es mencair diberi nilai 273,15 K dan air mendidih diberi nilai 373,15 K, sehingga antara es mencair dan air mendidih mempunyai jarak suhu 100 bagian.

b.  Alat Ukur Suhu

Dalam pengukuran suhu bias digunakan skala Celsius (thermometer Celsius). Skala ini dapat diubah menjadi skala Kelvin.

Menurut skala Celsiusm, es mencair diberi nilai 0, sedangkan air mendidih diberi nilai 100.

D. KONVERSI BESARAN TURUNAN

1. Besaran Luas

Besdaran luas diperoleh dari perkalian besaran panjang dengan besaran panjang. Satuan luas dalam SI adalah m². Besar 1 m² diartikan sebagai luas dari bangunan persegi yang bersisi 1 meter.

Luas                 = p x l

                        = luas x panjang

Satuan luas      = satuan panjang x satuan panjang

= m x m = m²

                   

Jenis satuan luas lain yang sering digunakan, yaitu are dan hektoare

            1 are = 1 dam² = 100m²

            1 hektoare (ha) = 10.000m² = 1 hm²

2. Besaran Volume

Besaran Volume diperoleh dari besaran panjang yang berpangkat tiga. Besaran Volume dalam SI mempunyai satuan m³. Besar 1 m³ adalah volume sebuah kubus yang mempunyaui sisi 1 m.

 Volume              =  p x l x t

                                       =  panjang x lebar x tinggi

Satuan volume    =

satuan besaran panjang  x  satuan besaran panjang  x  satuan    besaran panjang

                                      = m x m x m = m³

3. Besaran Kecepatan

Besaran kecepatan diperoleh dari besaran panjang dibagi besaran waktu. Kecepatan dalam SI mempunyai satuan meter / detik. Besaran kecepatan menggunakan rumus :

                                    v =   

                        v = kecepatan , satuannya m / s

                        s = jarak, satuannya meter

                        t = waktu, satuannya sekon (detik)

E. PENGUKURAN

            Pada pembahasan ini hanya 3 alat ukur standar untuk besaran pokok yang akan kita bahas, yaitu besaran panjang, massa, dan waktu :

1. Alat Ukur Besaran Panjang

Ada beberapa alat yang dapat digunakan untuk mengukur panjang atau jarak, diantaranya mistar, meteran gulung, jangka sorong, dan micrometer sekrup.

a.      Mistar (penggaris)

Ketelitian pengukuran dengan menggunakan mkistar sebesar 0,5 mm (0,05 cm), karena skala terkecilnya adalah millimeter (mm).

b.     Meteran Gulung

Ketelitian pengukuran dengan meteran ini sampai 0,5 mm.

c. Jangka Sorong.

Jangka sorong pertama kali ditemukan oleh Pine Vernier, Jangka Sorong ini berfungsi untuk mengukur ketebalan benda-benda yang tipis, mengukurv diameter bagian dalam atau bagian luar pipa. Jangka sorong terdiri dari  Rahang tetap A dan rahang sorong B. Rahang tetap dilengkapi dengan skala nonius (vernier).

Jangka sorong memiliki ketelitian sampai dengan 0,1 mm, bahkan sampai 0,05 mm.

      Cara menggunakan jangka sorong adalah sebagai berikut :

Misalnya kita akan mengukur diameter pipa bagian luar. Setelah pipa kita jepit kemudian kita kunci dengan memutar sekrup. Kemudian kit abaca skala pada rahang tetap, yaitu garis sekala di depan garis skala nonius yang tepat berimpit dengan garis skala rahang tetap.

Hasil pembacanya  = skala tetap + skala nonius.

Conth pembacaan pada pengukuran dengan jangka sorong :

Skala tetap    = 24 mm

Skala nonius = 0,3 mm

Hasil bacaan = 24 + 0,3 = 24,3

d.     Mikrometer Skrop

Mikrometer Skrop terdapat dua macam skala yaitu skala tetap dan skala putar, mempunyai ketelitian 0,01 mm, fungsinya untuk mengukur ketebalan plat tipis.

1). Skala tetap terdapat pada laras dan terbagi menjadi dua skala yaitu skala atas dan skala bawah

2). Skala putar terdapat pada besi penutup laras yang dapat berputar. Skala putar terbagi menjadi 50 skala. Satu kali putaran skala putar akan bergeser 0,5 mm kedepan atau kebelakang, maka satu skala menghasilkan

0,5 / 50 x 1 atau sama dengan 0,01 mm.

Cara penggunaan mikrometer skrop.

1). Pada plat tipis, masukkan pada landasan dan sumbu, putar hingga terjepit, tarik kunci kearah kiri.

3). Baca skala tetap, yaitu garis yang tepat berada di depan gagang pemutar, pada pembacaan skala akan kita peroleh suatu angka tertentu kemudian kita kalikan dengan 0,01. Jumlah pembacaan skala tetap dan skala putar inilah yang merupakan hasil pengukuran.

Contoh pengukuran :

Skala tetap        =  5 mm

Skala putar       =  0,23 mm

Hasil bacaan     = 5 + 0,23 = 5,23 mm

2. Alat Ukur Massa

Beberapa jenis alat ukur masa diantaranya :

a.      Neraca Sama lengan.

Neraca ini dilengkapi dengan beberapa anak timbangan. Sebelum digunakan neraca harus dalam keadaan setimbang., yaitu dengan memutar skrop pengatur. Ketelitiannya 0,1 gram.

b.     Neraca Ohauss

Neraca ini dilengkapi dengan 4 palang melintang horizontal yang bersekala lengkap :

0 – 200 gram    = skala pertama

0 – 100 gram    = skala kedua

0 – 10 gram      = skala ketiga

0 – 1 gram        = skala keempat

Ketelitian dari neraca Ohauss = 0,01 gram

3. Alat Ukur Waktu

Alat yang dapat digunakan untuk mengukur waktu antara lain :

1. Jam dengan ketelitian kurang lebih 1 detik
2. Stop-watch dengan ketelitian 0,1 detik
3. Penunjuk waktu elektronik mempunyai ketelitian  1/1000 detik
4. Jam atom Cesium. Alat ini dibuat dengan ketelitian 1 detik tiap 3.000 tahun, atau  kesalahan 1 detik dalam kurun waktu 3.000 tahun.

4. Alat Ukur Volume

            Beberapa cara mengukur volume :

a.      Balok

      Pengukuran Volume pada balok menggunakan rumus :

      V = panjang x lebar x tinggi

b.  Kubus

     Pengukuran volume pada kubus menggunakan rumus

      V = sisi x sisi x sisi

c.  Benda Cair

     Untuk mengukur volume benda cair  dapat menggunakan gelas ukur.

d.  Benda Padat Tidak Beraturan.

Benda padat tidak beraturan dapat diukur volumenya dengan memasukkan pada gelas ukur yang sebelumnya diisi dengan air: Volume benda sama dengan volume air yang dipindahkan, atau

                                                            V _benda = V _{zat cair akhir}  –  V _{zat cair awal}

     

Mengukur volume zat padat dengan

Gelas pengukuran

F. BESARAN VEKTOR DAN SKALAR

Budi berlari dari titik A ke titik B membutuhkan waktu 5 sekon. Jarak tik A dan B adalah 7 meter, dan Kuncoro berlari berlawanan dengan arah Budi. Maka dengan demikian perpindahannya tidak sama meskipun waktu dan jaraknya sama.

Dari peristiwa diatas maka perpindahan kedua anak tidak sama walaupun besar jaraknya sama. Besaran perpindahan seperti ini dusebut besaran vector. Jadi Besaran Vektor adalah besaran yang mempuinyai besar dan arah tertentu. Sedangkan waktu nyang dipergunakan untuk lari kedua anak tersebut sama yaitu 5 sekon, tidak bergantung arah atau tidak dilihat dari mana arah tersebut berangkat dan berhenti. Besaran seperti ini disebut Besaran Skalar. Jadi Besaran Skalar adalah besaran yang hanya mempunyai besar atau nilai saja dan tidak mempunyai arah. Besaran vector digambarkan dengan arah anak panah panjang dan nilainya dinyatakan dalam skala.