FISIKA : Semua BESARAN POKOK DAN TURUNAN

1.1. Besaran Dimensional

Fisika merpakan cabang ilmu pengetahuan yang memerlukan banyak sekali pengukuran – pengukuran, misalnya: panjang, luas, berat, massa, kecepatan, waktu dan lain-lain. Semua besaran fisika dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran pokok, yaitu :

- Panjang;

- Massa;

- Waktu.

Yang dimaksud dengan dimensi besaran ialah cara besaran itu disusun oleh besaran pokok, misalnya:

- panjang : dapat dinyatakan dalam km, dam, m, dm, cm dsb, yaitu besaran satuan yang dapat diubah kelain satuan yang sama dimensinya.

1.2. Besaran Pokok

Besaran panjang memakai simbol [ L ]

Besaran massa memakai simbol [ M ]

Besaran waktu memakai simbol [ T ]

Tanda [] menunjukkan dimensi yang tidak dengkapi dengan bilangan – bilangan.

Persamaan dimensi untuk:

1. Besaran Volume

Silinder yang jari –jarinya = r dan tinggi = h, maka:

Volume = πr2h dimana π : tidak mempunyai dimensi, r dan h merupakan dimensi panjang [L]

Maka persamaan menjadi:

[Volume]=[L2][l] à [Volume]= [L3]

2. Besaran Percepatan

Percepatan = laju/waktu = (jarak/waktu)/waktu = jarak/(waktu)2

Persamaan menjadi :

[Percepatan]= [L]/[T]2 = [L][T-2]=[LT-2]

3. Besaran energi kinetik: (Ek)

E=½mv2 à dimensi m (massa)=[M]

Dimensi v (kecepatan)= [L2T-2]

4. Besaran Gaya : (F)

F=m.a à dimensi m= [M]

Dimensi a= [LT-2]

Persamaan menjadi :

[Gaya]= [M] [LT-2] =[MLT-2]

5. Besaran Usaha (W)

Usaha = hasil gaya dan perpindahan gaya

W= F.s à dimensi F=[MLT-2]

Dimensi s=(jarak)=[L]Persamaan menjadi :

[Usaha]= =[MLT-2][L] = [ML2T-2]

1.3. Sistem Satuan

Ada tiga sistem satuan yang biasa dipakai, yaitu:

- Sistem mks : ( meter – kilogram – sekon)

- Sistem cgs : (centimeter gram – sekon)

- Sistem fps : (foot – pound – sekon)

Pada tahun 1960 diresmikan suatu sistem yang pemakaiannya secara internasional dan dinamakan satuan sistem internasional (SI), yang merupakan sistem mks.

Satuan dalam Sistem nternasional

Besaran

Satuan

Lambang Satuan

Lambang Dimensi

Panjang

Meter

N

L

Massa

Kilogran

Kg

M

Waktu

Sekon/detik

S(t)

T

Arus listrik

Ampere

A

I

Suhu

Kelvin

K

Ó¨

Intensitas cahaya

Kandela

Cd

J

Jumlah zat

Mole

Mol

N

1.4. Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang terbentuk dari besaran – besaran pokok. Misalnya :

- Luas = m2

- Volume = m3

- Kecepatan = m/det2

- Massa jenis = kg/m3

- Berat = kg.m/det2

Beberapa besaran dalam Satuan Internasional

Besaran

Satuan

Lambang

Gaya

Newton

N

Energi

Joule

J

Daya

Watt

W

Tekanan

Pascal

Pa

Frekuensi

Hertz

Hz

Muatan Listrik

Coulumb

C

Beda Potensial

Volt

V

Hambatan Listrik

Ohm

Ω

Kapasitas Kapasitor

Farad

F

Fluks Magnet

Weber

Wb

Induksi Magnet

Tesla

T

Induktansi

Henry

H

Fluks Cahaya

Lumen

Ln

Kuat Penerangan

Lux

lx

Beberapa tetapan dalam fisika :

Percepatan gravitasi (g) = 9,80 m/det2

Tetapan gravitasi (G) = 6,67 x 10-11 newton.m2/kg2

Tetapan gas ideal (R) = 8316,96 joule/kg.moloK

Tetapan Boltzmann (k) = 1,38042x 10-23 joule/oK

Tetapan Stefan Boltzmann (σ) = 5,687 x10-8 joule/ m2.det oK4

Volume normal gas ideal (Vo)= 22,4m3/kg.mol

1.5. Penetapan Satuan Standard

1.Sistem mks

a. Satuan Panjang

Satuan mks untuk panjang adalah meter (m). Satu meter standar ditetapkan sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya orange (merah jingga) di dalam spektrum isotop krypton yang massa atomnya 86.

Satuan metrik lainnya :

1 km = 103m 1 cm = 10-2m

1 hm = 102m 1 mm = 10-3m

1 dam = 10m 1 mikrometer = 10-6m

1 dm = 10-1m 1 nanometer = 10-9 m

Singkatan – singkatan sistem metrik

Nama

Simbol

Faktor

Atto

A

10-18

Femko

F

10-15

Piko

P

10-12

Nano

N

10-9

Mikro

Μ

10-6

Mili

M

10-3

Centi

C

10-2

Deci

D

10-1

Kilo

K

103

Mega

M

106

Giga

G

109

Tera

T

1012

b. Satuan Massa

Massa adalah banyaknya zat yang dikandung oleh suatu benda. Satuan mks untuk massa adalah kilogram (kg). Satu kilogram standar ditetapkan sam dengan massa sebuah silinder platina iridium. Massa adalah ukuran besarnya kelembaban benda, sedangkan berat benda adalah gaya gravitasi. Massa dan berat mempunyai dimensi yang berlainan.

Satuan massa lainnya:

1 ton =103 kilogram

1 kg = 101 hektogram

1 kg = 102 dekagram

1 kg = 103 gram

1 kg = 104 desigram

1 kg = 105 centigram

1 kg = 106 miligram

1 kg = 109 mikrogram

c. Satuan Waktu

Satuan mks untuk waktu adalah sekon (detik). Satu detik standar ditetapkan sama dengan waktu yang diperlukan atom cesium untuk bergerak sebanyak : 9.192.631.770 kali.

2.Sistem cgs

Perbedaan sistem cgs dengan sistem mks adalah dala pemakaian centimeter dan gram yang merupakan satuan kelipatan dari meter dan kilogram. Sistem mks dan cgs disebut sistem metrik absolut.

3.Sistem fps

Sistem fps didasarkan pada gaya (F): panjang (L) dan waktu (T).

Satuan gaya adalah pound.

(1 pound = (1/ 2,2046)x gaya gravitasi terhadap kilogram standar internasional apabila ia ditimbang di suatu tempat di mana percepatan gravitasinya = 32,174 ft/det2).

Satuan panjang adalah foot.

(1 foot = 1200 / 3937 meter)

Sistem fps dinamakan sistem gravitasi Inggris.