Standar Kompetensi : 1. Memahami prosedur
ilmiah untuk mempelajari benda-benda alam
dengan menggunakan peralatan.
Kompetensi Dasar : 1.1 Mendeskripsikan besaran pokok dan besaran turunan
beserta satuan-nya.
1.3 Melakukan pengukuran dasar secara teliti
dengan menggunakan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam kehidupan
sehari-hari.
Tujuan
Ø Setelah Mempelajari bab ini, peserta didik
dapat :
1.
Menjelaskan pengertian besaran dan satuan.
2.
Mengelompokkan besaran pokok dan besaran turunan.
3.
Menggunakan Satuan Internasional sesuai dengan besaran yang diukur
dalam pengukuran.
4.
Mengkonversi satuan panjang, massa dan waktu terhadap hasil
pengukuran.
5.
Memecahkan masalah yang berkaitan dengan besaran pokok dan besaran
turunan dalam kehidupan sehari-hari.
6.
Mengetahui cara menentukan besaran panjang suatu benda dengan
menggunakan mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup.
7.
Mengetahui cara menentukan besaran massa suatu benda dengan
menggunakan neraca Ohaus dan neraca elektronik.
8.
Mengetahui cara menentukan besaran waktu dengan menggunakan
stopwatch.
Berapakah tinggi dan berat
badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi badanmu dengan
alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat badanmu? Di
dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan adalah
massa, sedangkan dalam Fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat badan
dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan. Misalnya,
setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam Fisika bermassa 50 kg. Tinggi
atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita
nyatakan dengan angka dan satuan. Panjang dan massa merupakan besaran Fisika.
Jadi, besaran Fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan secara
kuantitas
Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Besaran Fisika dikelompokkan
menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah
besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun, besaran turunan
merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok. Sistem satuan
besaran Fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat
tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Sistem
satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di
Sevres, Paris.
Sistem satuan yang digunakan
dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang
dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang
disebut sistem internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS
(Centimeter Gram Second). Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan
satuannya dapat dilihat dalam Tabel berikut.
A.
Besaran Pokok
Selain
tujuh besaran pokok di atas, terdapat dua besaran pokok tambahan, yaitu sudut
bidang datar dengan satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian
(sr).
B.
Besaran Turunan
C.
Konversi Satuan
Di samping satuan sistem
metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai dalam kehidupan
sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan ons. Satuan-satuan
tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem metrik dengan
patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan acuan sebagai
berikut:
·
1 mil = 1760 yard (1 yard adalah jarak pundak
sampai ujung jari tangan orang dewasa).
·
1 yard = 3 feet (1 feet adalah jarak tumit
sampai ujung jari kaki orang dewasa).
·
1 feet = 12 inci (1 inci adalah lebar maksimal
ibu jari tangan orang dewasa).
·
1 inci = 2,54 cm
·
1 cm = 0,01 m
Satuan mil, yard, feet, inci
tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga
sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem
SI. Contohnya sebagai berikut.
- 1 ton = 1000 kg
- 1 ons (oz) = 0,02835 kg
- 1 kuintal = 100 kg
- 1 pon (lb) = 0,4536 kg
- 1 slug = 14,59 kg
Satuan
waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu
detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut.
·
1 tahun = 3,156 x 10^7 detik
·
1 jam = 3600 detik
·
1 hari = 8,640 x 10^4 detik
·
1 menit = 60 detik
Besaran
turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran-besaran pokok yang
mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai
satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena
penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan
dapat ditulis dengan m/s^2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran
turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini!
·
1 dyne = 10^-5 newton
·
1 erg = 10^-7 joule
·
1 kalori = 0,24 joule
·
1 kWh = 3,6 x 10^6 joule
·
1 liter = 10^-3 m^3 = 1 dm^3
·
1 ml = 1 cm^3 = 1 cc
·
1 atm = 1,013 x 10^5 pascal
·
1 gauss = 10^-4 tesla
Pengukuran dalam
kehidupan sehari-hari sangat penting. Seorang tukang jahit pakaian mengukur
panjang kain untuk dipotong sesuai dengan pola pakaian yang akan dibuat dengan
menggunakan meteran pita. Penjual daging menimbang massa daging sesuai
kebutuhan pembelinya dengan menggunakan timbangan duduk. Seorang petani
tradisional mungkin melakukan pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan
satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata.
Tetapi seorang sarjana mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos untuk
mendapatkan satuan meter.
1.
Pengukuran Besaran Panjang
Alat
ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran
benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan pengaris,
sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan meteran
kelos.
a. Pengukuran Panjang dengan Mistar
Penggaris
atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang berbentuk lurus,
berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu,
dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar mempunyai batas ukur sampai
1 meter, sedangkan meteran pita dapat mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar
memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm. Posisi mata harus melihat tegak lurus
terhadap skala ketika membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan
pembacaan hasil pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau disebut
dengan kesalahan paralaks.
b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong
Bagaimanakah
mengukur kedalaman suatu tutup pulpen? Untuk mengukur kedalaman tutup pulpen
dapat kita gunakan jangka sorong. Jangka sorong merupakan alat ukur panjang
yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01
cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan
diameter bagian dalam sebuah pipa. Bagian-bagian penting jangka sorong
yaitu:
1. rahang tetap
dengan skala tetap terkecil 0,1 cm
2. rahang geser
yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 1 mm.
Menggunakan Jangka SoronG
- Langkah
pertama. Tentukan terlebih dahulu skala utama. Pada gambar terlihat skala
nol nonius terletak di antara skala 2,4 cm dan 2,5 cm pada skala tetap.
Jadi, skala tetap bernilai 2,4 cm.
- Langkah
kedua. Menentukan skala nonius. Skala nonius yang berimpit dengan skala
tetap adalah angka 7. Jadi, skala nonius bernilai 7 x 0,01 cm = 0,07 cm.
- Langkah
ketiga. Menjumlahkan skala tetap dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,4
cm + 0,07 cm = 2,47 cm. Jadi, hasil pengukuran diameter baut sebesar 2,47
cm.
c. Pengukuran
Panjang dengan Mikrometer Sekrup
Tahukah
kamu alat ukur apa yang dapat digunakan untuk mengukur benda berukuran kurang
dari dua centimeter secara lebih teliti? Mikrometer sekrup memiliki ketelitian
0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda
yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur ketebalan plat,
diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil. Bagian-bagian dari
mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder
bergerigi. Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala
terkecil untuk skala putar sebesar 0,01 mm.
Menggunakan Mikrometer Sekrup
- Langkah
pertama. Menentukan skala utama, terlihat pada gambar skala utamanya
adalah 1,5 mm.
- Langkah
kedua. Perhatikan pada skala putar, garis yang sejajar dengan skala
utamanya adalah angka 29. Jadi, skala nonius sebesar 29 x 0,01 mm = 0,29
mm.
- Langkah
ketiga. Menjumlahkan skala utama dan skala putar. Hasil pengukuran = 1,5
mm + 0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil pengukuran diameter kawat adalah 1,79
mm.
2. Pengukuran
Besaran Massa
Pernahkah
kamu pergi ke pasar? Ketika di pasar kamu mungkin akan melihat berbagai macam
alat ukur timbangan seperti dacin, timbangan pasar, timbangan emas, bahkan
mungkin timbangan atau neraca digital. Timbangan tersebut digunakan untuk
mengukur massa benda. Prinsip kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu
keseimbangan antara massa benda yang diukur dengan anak timbangan yang
digunakan. Dalam dunia pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga
lengan atau dua lengan.
Menggunakan
Neraca O’Hauss
Sekantong
plastik terigu ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan. Posisi lengan
depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang ditunjukkan
pada gambar berikut ini.
Dari gambar dapat diketahui bahwa:
·
posisi anting depan 5,5 gram
·
posisi anting tengah 20,0 gram
·
posisi anting belakang 200,0 gram
Jadi, massa
terigu adalah 225,5 gram
3. Pengukuran
Besaran Waktu
Ketika
bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan untuk
menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai jenis alat
ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding, jam atom,
jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch termasuk alat
ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,1 s.
LATIHAN SOAL
- Pengukuran
merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat
ukur yang digunakan sebagai ….
- Panjang
meja 1 meter. Satuan besaran yang digunakan pada pernyataan tersebut
adalah ….
- Sesuatu
yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka disebut ….
- Pembanding
dalam suatu pengukuran disebut ….
- Satuan
yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang tidak sama
untuk orang yang berlainan disebut ….
- Besaran yang satuannya telah didefinisikan
terlebih dahulu disebut….
- Besaran
yang dapat diukur dan memiliki satuan disebut ….
- Besaran
turunan adalah ….
- Berikut
ini yang termasuk besaran pokok, yaitu ….
- 1
meter = … cm
