FISDAS BESARAN

8/19/2019 FISDAS BESARAN

1/21

A. BESARAN DAN SATUAN

Besaran-besaran dalam fisika seperti massa, panjang, dan waktudinyatakan dengan suatu angka yang biasanya diikuti dengan suatu satuan.

Sebagai contoh, massa suatu benda sama dengan 4 kilo gram(Kg, panjang meja

!."# meter, selang waktu $% menit, dan &olume minyak $ liter dan masih banyak

lainya. Besaran-besaran seperti itu (tidak mempunyai arah dinamakan besaran

scalar. Besaran jenis lain, yaitu besaran &ector, adalah besaran yang mempunyai

baik besar(angka maupun arah. 'isalnya, ketika kita menyatakaan sebuah

mobil bergerak dengan kecepatan !%% kmjam, maka pasti kita akan bertanyakemana arah mobil tersebut bergerak. )pakah bergerak !%% Km.jam kearah

timur, atau !%% kmjam kearah utara atau kah kearah lainya.jadi, besaran &ector

selalu dinyatakan dengan besar (angka dan arah. Besaran skalar adalah massa

*kita tidak perlu mempertanyakan arah 4 kilogram (kg+, waktu, massa jenis,

kelajuan, dan luas. sementara contoh besaran &ector adalah pergeseran

(perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, dan berat. ang membedakan

besaran &ector dari besaran scalar adalah bahwa untuk besaran &ector, operasi-

operasi aljabar tidak berlaku seperti halnya pada besaran scalar.

Besaran Pokok

ang dimaksud dengan besaran adalah sesuatu yang dapat diukurditentukan

dan dapat dinyatakan dengan angka. anjang suatu benda merupakan besaran

,karenanya dapat ditentukandiukur besarnya dengan angka. 'isalkan panjang

sebuah pensil !#cm, panjang galah mdan sebagainya.

ada umumnya besaran yang dapat diukur memiliki satuan. Satuan

panjang misalnya meter, jengkal, depa, kaki, inchi dan lain-lainnya. Satuan waktu

antara lain tahun, bulan, hari, jam, menit, dan detik. /ntuk mengurangi keaneka

ragaman jenis satuan diperluakn sistem satuan baku yang digunakan oleh seluruh

belahan dunia.. Sistem satuan tersebut disebut Sistem Satuan 0nternasional,

disingkat S0. 1idalam Si ditentukan ada " besaran pokok,seperti tampak pada

table berikut 2

3o 3ama Besaran Satuan


2/21

! anjang 'eter ( m 'assa 5ram ( kg $ 6aktu 1etik (s 4 Suhu 1erajat Kel&in (78 K # Kuat )rus )mpere () 9 0ntensitas :ahaya :andela ( : " ;umlah


3/21

panjang D besarn panjang (lebar D besaran panjang (tinggi.

Kecepatan 1iturunkan dari besaran panjang dan waktu yang mempunyai

definisi jarak yang di tempuh dalam tiap satuan waktu

& E jarak waktu ( ms

>uas mempunyai satuan m yang mempunyai definisi sisi di kalikan dengan

sisi

1imensi turunan diperoleh dengan jalan menurunkanmenjabarkan dimensi

besaran pokok. =abel dibawah meerupakan contoh dari dimensi beberapa besaran

turunan.

No Nama Lambang

Besaran Dimensi

! Kecepatan ?>@ ?=@-!

ercepatan ?>@ ?=@-

$ 5aya ?'@ ?>@ ?=@-

4 >uas ?>@

# Colume ?>@$

9 /saha ?'@ ?>@ ?=@-

" =ekanan dsb ?'@ ?>@-! ?= @-

Alat Ukur

• 'istar (penggaris

/ntuk mengukur besaran panjang biasanya digunakan mistar atau penggaris. )da beberapa jenis mistar. 'istar yang skala terkecilnya ! mm disebut mistar berskala mm,sedangkan mistar yang skala terkecilnya ! cm disebut mistar berskala cm. 1alamkehidupan sehari-hari, kita biasanya menggunakan mistar berskala mm .Satu skalaterkecil mistar ini adalah ! mm. Fleh karena itu, ketelitian mistar berskala mm adalah !mm atau %,! cm.

• ;angka Sorong


4/21

;angka sorong biasanya digunakan untuk mengukur panjang suatu benda

.;angka sorong memiliki ketelitian %,! mm atau %,%!cm. jangka sorong terbagi

menjadi beberapa bagian diantaranya G

!.rahang sorong

.rahang tetap

$.skala utama

4.skala utama

• 'ikrometer sekrup

'ikro meter sekrup biasa digunakan untuk mengukur tebadiameter sebuah

benda. ada mikro meter terdapt dua skala yaituskala tetap dan skala ulir ,skala

ulir memiliki skala dari % sampai #%. =iap satu putaran skala ulir bergeser %,#mm,

jadi satu skala ulir E !#% D a%,#mmE %,%!mm. 'aka ketelitia pada micrometer

adalah %,%!.

• Stopwatch/ntuk mengukur selang waktu yang lebih teliti, digunakan stopwatch

digital. ;ika stopwatch analog hanya mampu melaporkan hasil pengukuran H, s,maka stopwatch digital mampu melaporkan hasil pengukuran H,# s. ;adi,

stopwatch analog memiliki ketelitian %,! s, sedangkan stopwatch digital memilikiketelitian sampai %,%! s. 5ambar !.!4 menunjukkan stopwatch digital yangmenunjukkan angka I$J sekon


5/21

B. ANGKA PENTING

Menetukan banakna angka !enting)ngka penting adalah angka yng diperoleh dari hasil penukuran yang terdiri angka

pasti dan satu angka yang diragukan ,semakin banyak angka penting yang diperoleh dari

hassil pengukuran maka semakin teliti pengukuran tersebut. /ntuk menetukan jumlah angka

penting digunakan aturan sebagai berikut 2

!. /ntuk angka yang ada tanda komanya jumlah angka penting dihitung dari angka yang

bukan nol yang paling kiri kekanan

!,%4 memiliki # angka penting ( angka bukan nol paling kiri adalah angka

$4#,%% memiliki # angka penting ( angka bukan nol paling kiri adalah angka $

. /ntuk angka yang yang tidak ada tanda komanya ,jumlah angka penting dihitung dari

angka yang bukan nol paling kiri kekanan. 'isalanyaG

4"% mempunyai angka penting (angka bukan nol paling kanan adalah angka "

9!"%%%%% mempunyai $ angka penting ( angka bukan nol paling kanan adalah

angka "

Ber"itung #engan angka $asil Pengukuran

Karena hasil pengukuran mengandung angka tidak pasti ,maka hasil perhitungan

dengan angka pentting juga mengandung angka tida pasti./ntuk itu dalam berhitung dengan

angka hasil pengukuran (angka penting diginakan aturan sebagai berikutG

a. asil penjumlahanpengurangan dengan angka penting hanya boleh ada satu angka

saja yang diragukan .

b. asil kali atau hasil bagi dari angka penting memiliki angka penting sama banyaknya

dengna angka penting dari factor kali atau bagi yang angka pentingnya paling sedikit.

c. ada penariakan akar angka penting ,hasil penarikan akar hanya memiliki angka


6/21

penting sebanyak angka penting yang diturunkan akarnya.

Penulisan Bilangan Se!ulu" Ber!angkat

=erdapat suatu kebiasaan dalam fisika untuk menyatakan nilai besaran dalam bentuk

a.!%n .1imana merupakan bilangan -!%LaL!% bilangan positif atau negati&e.

'isalnya 2

- !$%%%% dapat ditulis !,$ .!%9 - %,%%%9" dapat ditulis 9,".!%-4

Pengali Nama a%alan Singkatan

!%!4 =era =

!%

H

5iga 5!%9 'ega '

!%$ Kilo k

!%-$ 'ili m

!%-9 'ikro M

!%-H 3ano n

!%-!4 iko p

!%-!# Bemto f

!%-!. )tto a


7/21

&. $UKUM NE'T(N

'ekanika klasik atau mekanika 3ewton adalah teori tentang gerak yangdi-dasarkan pada konsep massa dan gaya serta hukum - hukum yang

menghubungkan konsep - konsep sis ini dengan besaran kinematika (perpindahan,

kecepatan, dan percepatan yang telah dibahas sebelumnya. Semua gejala

mekanika klasik dapat digambarkan dengan menggunakan tiga hukum sederhana

yang dinamakan hukum 3ewton tentang gerak. ukum 3ewton menghubungkan

percepatan sebuah benda dengan massanya dan gaya - gaya yang bekerja padanya

$ukum ) "ukum Ne%ton

• ukum 0

NBenda berada pada kondisi tetap seperti keadaan awal-nya yang diam

atau bergerak dengan kecepatan sama (kecuali jika benda dipengaruhi oleh gaya

yang tidak seimbang atau gaya eksternal neto pa-da kerangka acuan yang tetap

seperti keadaan awalnya pula (diam atau bergerak dengan kecepatan samaN.

Sementara pada hukum pertama ini besar gaya resultan adalah nol( E %.

• ukum 00

Nercepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan mas-sanya dan

sebanding dengan gaya eksternal neto yang bekerjaN2

a E

neto

G atauO

E mammembahas secara singkat gerakan benda yang dipengaruhi gaya hambat, yang

tidak konstan tetapi bergan-tung pada kecepatan benda. Fleh sebab itu, diperlukan

suatu kemampuan untuk mendekati persoalan yang diawali dengan membuat

gambar dan kemudian menujukkan gaya - gaya penting yang bekerja pada tiap

benda dalam diagram benda bebas.

Berkaitan #engan Gesekan

5aya gesek statis ini disebabkan oleh ikatan molekul - molekul lemari dan

lantai di daerah terjadinya kontak yang sangat erat antara kedua permukaan. 5aya

ini berlawanan arah dengan gaya luar yang dikerjakan.


8/21

'isalkan lemari yang )nda pin-dahkan tadi bermassa !% kg dengan luas

sisi ! m dan luas ujun % cm. ;ika lemari berada dengan sisinya di atas lantai,

hanya sebagian kecil dari total ! m yang benar - benar dalam kontak mikroskopik

dengan lantai. ;ika lemari ditem-patkan dengan ujungnya di atas lantai, bagian

luas total yang benar - benar dalam kontak mikroskopik bertambah dengan faktor

#% karena gaya normal per satuan luas #% kali lebih besar. 3amun, karena luas

ujung adalah seperlima puluh luas sisi, maka luas kontak mikroskopik yang

sesungguhnya tidak berubah. ;adi gaya gesekan statis maksimum f s,maks sebanding

dengan gaya normal antara permukaan - permukaan 2 s,maks E sn

dengan f s dinamakan koefisien gesek statis. Koefisien gesek statis ini

bergantung pada sifat permukaan lemari dan lantai. ;ika )nda mengerjakan gaya

horiAontal yang lebih kecil dari f s,maks pada lemari maka gaya gesek akan tepat

mengimbangi gaya yang )nda kerjakan pada lemari tersebut. Seraca matematis,

dapat kita tulis 2

s,maks E sn

Selain itu, gaya gesek kinetik juga berlawanan arah dengan arah gerakan.

Seperti gaya gesek statis, gaya gesek kinetik merupakan gejala yang kompleks dan

sulit untuk dimengerti secara utuh. Koefisien gesek kinetik k didefinisikan sebagai

rasio antara besar gaya gesek kinetik f k dan gaya normal n atau kita tulis sebagai

berikut2

f k E k n 2

• ukum 000

N5aya - gaya selalu terjadi berpasangan. ;ika benda ) memberikan gaya

pada benda , gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan diberikan oleh

benda B kepada benda ) (aksi E reaksiN.

!. ukum ertama 3ewton 2 ukum Kelembaman

ukum pertama 3ewton menyatakan bahwa sebuah benda dalam keadaan

di-am atau bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap diam atau terus

bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja pada

benda itu. Kecenderungan ini digambarkan dengan mengatakan bahwa bendamempun-yai kelembaman. Sehubungan dengan itu, hukum pertama 3ewton

sering disebut dengan hukum kelembaman.


9/21

. 5aya, 'assa, dan ukum Kedua 3ewton

5aya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda

mengubah kecepatannya (dipercepat atau diperlambat. )rah gaya adalah arah

percepatan yang disebabkannya jika gaya itu merupakan satu - satunya gaya yang

bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya adalah hasil kali massa benda dan

besarnya percepatan yang dihasilkan gaya.

'assa adalah sifat intrinsik sebuah benda yang mengukur resistansinya

ter-hadap percepatan. ;ika gaya dikerjakan pada benda bermassa m !, dan meng-

hasilkan percepatan a!, maka E m! a!. ;ika gaya yang sama dikerjakan pada

benda kedua yang massanya m, dan menghasilkan suatu percepatan a, maka E

m a. 1engan menggabungkan persamaan - persamaan ini didapatkan2

'!.)! E ' . )

Satuan S0 untuk massa benda adalah ! kilogram. 5aya yang diperlukan

untuk menghasilkan percepatan ! ms pada benda standar adalah ! newton (3.

APLIKASI GA*A)GA*A PADA SISTEM BENDA

+. Pa#a Ben#a ang Diam #i Lantai

Sebuah benda yang diam di atas lantai bekerja dua gaya yaitu gaya berat benda (w dan gaya tekan atau gaya normal (3

3 E ww E gaya berat benda memberikan gaya aksi pada lantai.

3 E gaya normal ( gaya yang tegak lurus permukaan tempatdi mana benda berada .

al ini bukan pasangan )ksi - Peaksi.erhatikan beberapa keadaan dan besar gaya normal pada beberapa kasus lain.5aya -gaya yang bekerja pada benda tampak seperti pada gambar.


10/21

. Pasangan Aksi ) Reaksi !a#a Ben#a ang Digantung.

Balok digantung dalam keadaan diam pada tali &ertikal. 5aya w! dan =! bukanlah pasangan gaya )ksi Q Peaksi, meskipun besarnya sama, berlawananarah dan segaris kerja. Sedangkan yang merupakan pasangan gaya )ksi Q Peaksiadalah gaya 2 =! dan =!I. 1emikian juga gaya = dan =I merupakan pasangangaya aksi - reaksi.

$. $ubungan Gaa Tegangan Tali ,T- #engan Pere!atan.a. Bila benda dalam keadaan diam, atau dalam keadan bergerak lurus beraturan maka berlaku E %, sehingga diperoleh2

= E w

= E m . g

b. Bila benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka 2= E m . g R m . a

c. Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a maka 2= E m . g - m . a

/. Ben#a !a#a sistem katrol teta!

1ua buah benda m! dan m dihubungkan dengan karol tetap melalui sebuahtali yang diikatkan pada ujung-ujungnya. )pabila massa talidiabaikan, dan talidengan katrol tidak ada gaya gesekan, maka akan berlaku persamaan-persamaansebagai berikut.


11/21

Bila m! m maka sistem akan bergerak ke arah m! dengan percepatan a.=injau benda m! =injau benda m= E m!.g - m!.a = E m.g R m.aKarena gaya tegangan tali di mana-mana sama, maka kedua

persamaan dapat digabungkan dapat digabungkan


12/21

S(AL 0 S(AL

Pengukuran besaran #an angka !enting

!. "H,4" - #,4 E . . .

;awab 2

"H,4" - #,4 E "94,49

Karena hanya boleh ada satu angka yang diragukan maka hasil pengurangan

maka, hasil pengurangan dapat ditlis "94,#.

. 9", D ,4 E . . .

;awab 2

9", D ,4 E %,"Karena factor kali yang angka paling sedikitnya padaangka ,4 yaitu

mengandung dua angka penting maka hasil perkalian E %," dapat

ditulis !%%% atau ,!.!%$( dua angka penting.

$. 9 E . . .

;awab 29 E #,%HH

hasil akr dapat ditulis #,! ( angka penting karena angka yang ditarik

akarnya 9 terdiri dari dua angka penting.

4. erhatikan gambar berikutT

5ambar tersebut menunjukkan hasil pengukuran diameter tabung menggunakan jangka

sorong. Berdasarkan gambar tersebut hasil yang benar

adalah 7.

). #,"% cm

B. 1231 m


13/21

: #,"9 cm

1. #,9 cm

U. 9,$% cm

#. Sebuah balok diukur ketebalannya dengan jangka sorong. Skala yang ditunjukkan darihasil pengukuran tampak pada gambar. Besarnya hasil pengukuran adalah 2

A. 42+5 m

B. $,!4 cm

:. $,!% cm

1. $,%4 cm

U. $,%% cm

9. 5ambat berikut menampilkan hasil pengukuran mikrometer terhadap sebuah diameter

bola logam kecil , maka nilai yang ditunjukkan adalah 2

). ,! mm D. 6278 mm

B. ,#% mm U. H,! mm

:. ,# mm


14/21


15/21

ada soal, benda tidak mengalami gerak baik pada sumbu D maupun sumbu y.

Fleh karena itu juga berlaku hukum 0 3ewton.

1ari gambar di atas dijelaskan bahwa gaya !% 3 yang bekerja dengan sudut

#$ derajat terlebih dahulu diuraikan menjadi D dan y. Karena kita hendak

menhitung gaya normal 3, maka yang kita tinjau adalah gaya-gaya yang

bekerja pada sumbu y. 1engan begitu D tidak perlu dihitung. 'aka

gambarnya akan menjadi seperti ini 2

. ada gambar diketahui massa benda kg. itunglah gaya normal yang

dilakukan dinding pada benda.


16/21

Pemba"asan 9

Benda tidak bergerak maka berlaku hukum 0 3ewton. Sama seperti soal ! dan

, terlebih dahulu gambar gaya-gaya yang bekerja pada benda kemudian

uraikan gaya !# 3 menjadi D dan y seperti gambar berikut 2

Karena gaya normal 3 yang dilakukan dinding dalam arah mendatar (sumbu

D, maka yang kita tinjau adalah gaya-gaya pada sumbu D, sehingga dapat

disederhanakan menjadi seperti ini 2


17/21


18/21


19/21

cos Y W fges E ma

(#(%, W $,# E #a

#a E !9,#

a E $,$ ms

#. erhatikan gambar berikut, balok !%% kg diluncurkan dari sebuah bukitT

)nggap lereng bukit rata dan memiliki koefisien gesek %,!#.

ercepatan gra&itasi bumi !% ms dan sin #$o E %,, cos #$o E

%,9. =entukan nilai dari 2

a 5aya normal pada balok b 5aya gesek antara lereng dan balok

c ercepatan gerak balok

;awab 2

5aya-gaya pada balok diperlihatkan gambar berikut2

a 5aya normal pada balok

V y E %

3 W 6 cos Y E %

3 W mg cos #$o E %

3 W (!%%(!%(%,9 E %

3 E 9%% 3ewton

b 5aya gesek antara lereng dan balok

fges E Xk 3

fges E (%,!#(9%% E "# newton

c ercepatan gerak balok

V D E ma

6 sin Y W fges E ma

mg sin #$o W fges E ma

(!%%(!%(%, W "# E !%%a

a E "#!%% E ",# ms

9. Balok ) massa 4% kg dan balok B massa % kg berada di atas permukaan licindidorong oleh gaya sebesar !% 3 seperti diperlihatkan gambar berikutT


20/21

=entukan 2

a ercepatan gerak kedua balok

b 5aya kontak yang terjadi antara balok ) dan B

;awab 2

a ercepatan gerak kedua balok

=injau sistem 2

V E ma

!% E (4% R % a

a E !%9% ms

b 5aya kontak yang terjadi antara balok ) dan B:ara pertama, =injau benda ) 2

V E ma

W kontak E m) a

!% W kontak E 4%(

kontak E !% W % E 4% 3ewton

:ara kedua, =injau benda B 2

V E ma

kontak E mB a

kontak E %( E 4% 3


21/21

Documents

FISDAS BESARAN