Week 1-Besaran Satuan Pengukuran-1 [PDF]

Citation preview

LOGISTIK MIGAS



Risse Entikaria Rachmanita, M.Si



Teknik Energi Terbarukan Politeknik Negeri Jember



Ground Rules



Do the best



MUST ON camera during the class MUST FILL THE LIST PRESENT MUST do and collect tasks, quizzes and Exams User name in Zoom: KELAS_NAMA : A_Budi



Don’t be Late



Silabus MINGGU 1-2



3 4-5



6



ACARA PERKULIAHAN



PENGAMPU



Besaran dan satuan, Pengukuran, Risse Entikaria R. Vektor



Klasifikasi besaran dan satuan, System satuan dan konversi satuan, Penggunaan alat ukur panjang, massa dan waktu, Ketidakpastian pengukuran dan hasil ukur, Penjumlahan dan pengurangan vektor



Gerak dan perpindahan



Kerangka acuan dan system koordinat, Posisi dan perpindahan, Kecepatan, percepatan glb, glbb, gerak jatuh bebas, gmb, gmbb, gerak peluru



Risse Entikaria R.



Gerak : GMB, GMBB, gerak peluru Risse Entikaria R.



Mekanika dan Dinamika



Risse Entikaria R.



Hukum Newton I, Hukum Newton II, Hukum Newton III, Gaya normal dan gaya gesekan, Dinamika gmb dan gmbb Ujian tengah semester



Kalor dan pengukurannya



Risse Entikaria R.



Praktikum



Astrie Kusuma Dewi



Usaha dan Energi, Usaha oleh gaya konstan dan berubah, Energi kinetic dan energy potensial, Hukum kekekalan energy, Suhu dan thermometer skala suhu, Pemuaian dan Perpindahan panas, Kuantitas panas, kapasitas panas, panas jenis, Kalorimeter dan panas pembakaran Praktikum



7 8-9



10-15



KETERANGAN



16



Team Teaching



Ujian akhir Semester



1. Astrie Kusuma Dewi, S.T.,M.Eng. 2. Risse Entikaria Rachmanita, S.Pd., M.Si.



1. Sears F.W & Zemansky Mark W, Fisika Untuk Universitas I , saduran IR. P.J. Sudaryana 2. Sears F.W & Zemansky Mark W, Fisika Untuk Universitas II , saduran Drs. Sumitro 3. David Halliday & Robert Resnick (Pantur Silaban Ph.D & Drs. Erwin Sucipto). (1989). FISIKA, Erlangga-Jakarta.



Komponen Penilaian



Komponen Tugas Kuis UTS UAS



Bobot 15% 15% 30% 40%



Ilmu yang mempelajari keadaan dan sifat-sifat benda serta perubahannya, mempelajari gejala-gejala alam serta hubungan antar gejala



BESARAN, SATUAN, PENGUKURAN



Capaian Pembelajaran • Mengetahui besaran dan satuan yang digunakan dalam fisika • Memahami perbedaan besaran pokok dan besaran Turunan • Memahami dimensi dari besaran • Mampu menjelaskan prinsip kerja dari alat ukur • Memahami ketidakpastian dalam pengukuran



BESARAN sesuatu yang digunakan untuk mendeskripsikan objek.



Keadaan dan sifat-sifat benda yang dapat diukur



Besaran Non-Fisis (Tak Terukur)



Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar Warnanya Coklat;



Deskripsi Kuantitatif



Besaran Fisis



---> BESARAN



Tinggi : 2,5 meter Massa : 4 Ton Panjang : 5 meter



Deskripsi Kualitatif



Gadingnya : Panjang Gajah lebih tinggi daripada orang Tenaga gajah lebih kuat



Besaran Fisika Besaran fisika adalah sifat benda atau gejala alam yang dapat diukur. Besaran pokok adalah kelompok besaran fisika yang mendasar. Besaran turunan adalah besaran yang dapat diperoleh dari besaran-besaran fisika yang lainya.



Besaran Dasar/pokok besaran yang paling sederhana Konseptual Besaran Turunan



Besaran yang dirumuskan/diturunkan dari besaran-besaran pokok Besaran Fisika Besaran Skalar Hanya memiliki nilai



Matematis Besaran Vektor Memiliki nilai dan arah



Tujuh Besaran Pokok



Pengukuran dan Satuan • Pengukuran: membandingkan nilai yang tertera pada alat ukur dengan besaran fisik benda. • Satuan: menunjukkan kuantitas suatu besaran. • Satuan Baku: satuan yang diterima secara umum dan terdefinisi dengan pasti nilainya.



Satuan Panjang • Mula-mula keliling garis bujur bumi yang melalui kota Paris ditentukan sama dengan 40.000.000 meter. Jadi satu meter sama dengan 1/40.000.000 keliling garis bujur yang melewati kota Paris tersebut. Definisi ini digunakan hingga akhir abad ke-19. • Jarak dua goresan pada balok logam campuran dari platina dan iridium yang tersimpan di International Bureau of Weight and Measures. Definisi ini digunakan hingga tahun 1983. • Jarak tempuh cahaya dalam vakum selama 1/299.792.458 s ditetapkan sebagai panjang satu meter. Definisi ini digunakan sejak 1983 hingga saat ini.



Satuan Massa Masa standar satu kilogram adalah massa silinder logam yang terbuat dari campuran logam platina dan iridium. Massa standar ini disimpan dalam kondisi yang dikontrol secara ketat di International Bureau of Weights and Measures di kota Sevres, Prancis. Sejak awal penetapan hingga saat ini, definisi massa standar tidak pernah berubah.



Duplikat massa standar yang disimpan di National Institute of Standard and Technology (NIST), Amerika Serikat (zelnio.org, museum.nist.gov).



Satuan Waktu • Pada Konferensi Umum tentang Berat dan Pengukuran ke-13 tahun 1967 telah ditetapkan bahwa standar waktu satu detik didasarkan pada frekuensi gelombang yang dipancarkan atom. • satu sekon didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh gelombang yang dipancarkan atom Cesium-133 untuk berosilasi sebanyak 9.192.631.770 kali.



Sistem Satuan • Sistem Standar - Disetujui oleh yang berwenang, biasanya pemerintah • Sistem Internasional - Disepakati oleh komite internasional pada tahun 1960 - Dinamakan juga mks - Digunakan dalam kuliah ini • Sistem Gaussian - Dinamakan cgs • Kebiasaan di USA & UK - inci (inches), kaki (foot), mil (miles), pon (pounds/slugs), dll



Sistem Satuan Internasional Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 (1971), berdasarkan hasil-hasil pertemuan sebelumnya dan hasil panitia-panitia internasional, menetapkan tujuh besaran sebagai dasar. Ketujuh besaran pokok merupakan dasar bagi Sistem Satuan Internasional, atau biasa disingkat SI, dari bahasa Perancis “Le Systeme International d’Unites”.



Satuan Tujuh Besaran Pokok International System (SI) Quantities



Units



Sistem Internasional (SI) Symbol



Besaran



Satuan



Dimensi



mass



kilogram



kg



massa



kilogram (kg)



M



length



meter



m



panjang



meter (m)



L



time



second



s



waktu



detik / sekon (s)



T



Electric Current



ampere



A



Arus Listrik



Ampere (A)



I



Temperature



kelvn



K



Temperatu Kelvin (K) r



θ



mol



Jumlah Zat mol (mol)



N



Cd



Intensitas Cahaya



J



Amount substance



Light Intensity



of mole



candela



Candela (cd)



Besaran Turunan Besaran kecepatan Percepatan



Satuan



Dimensi



m/s m/s2



LT-1 LT-2



Newton Joule (kg m2/s2)



M LT-2 M L2 T-2



Tekanan Potensial Listrik



watt Pascal (N/m2) volt



M L2 T-3 M L-1 T-2 M L2 T-3I-1



Hambatan



Ohm



M L2 T-3I-2



Gaya Usaha Energi Kalor daya



Awalan Satuan



Konversi Satuan Mengapa diperlukan?



Ada beberapa sistem berbeda yang dipakai di dunia Misalnya: SI → British km mil



Dimensi objek jauh lebih besar daripada dimensi alat ukur (kurang praktis) Misalnya: mengukur panjang jalan dengan satuan cm cm ----> km



Gaussian System (cgs) Quantities



Units



Sistem Gaussian Besaran



Satuan



mass



gram (g)



massa



gram



length



centimeter (cm)



panjang



sentimeter



time



second (s)



waktu



detik / sekon



British Engineering System Quantities



Units



Sistem Inggris Besaran



Satuan



mass



slug



massa



slug



length



foot (ft)



panjang



kaki



time



second (s)



waktu



detik



Analisis Dimensi Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?



1 2 x = vot + at 2



Persamaan menyatakan jarak (x) yang ditempuh oleh suatu mobil dalam waktu (t) jika mobil mulai dari kecepatan awal vo dan bergerak dengan percepatan tetap tetap a.



Analisis dimensi menggunakan fakta bahwa dimensi dapat diperlakukan sebagai besaran aljabar, ❑ Besaran-besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan hanya jika besaran-besaran tersebut mempunyai dimensi yang sama. ❑ Besaran-besaran pada kedua sisi persamaan harus memiliki dimensi yang sama.



1 x = vo t + at 2 2 L L    L = T  + 2 T 2  T  T 



L L   2   L = T + T      2 T  T 



Catatan: Walaupun analisis dimensi sangat berguna tetapi mempunyai batasan, yaitu tidak dapat menjelaskan konstanta numerik yang ada dalam persamaan. Persamaan yang benar secara analisis dimensi belum tentu benar secara fisis.



 L =  L +  L Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka persaamaan ini benar secara dimensi



Contoh soal konversi satuan • Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama satu tahun. Jika kecepatan cahaya 3 x 108 m/s dan satu tahun sama dengan 365,25 hari, berapakah panjang satu tahun cahaya dinyatakan dalam Mm?



Pengukuran Panjang • Mistar • Jangka sorong Jangka sorong dapat mengukur hingga ketelitin 0,1 mm. Bahkan, jangka sorong terbaru dapat mengukur hingga ketelitian 0,02 mm.



Jangka sorong jenis lama



Jangka sorong skala jarum Jangka sorong digital



Jangka Sorong • Jika jumlah skala nonius adalah 10 maka nilai terkecil skala tersebut adalah 1 mm/10 = 0,1 mm • Jika jumlah skala nonius adalah 20 maka nilai terkecil skala tersebut adalah 1 mm/20 = 0,05 mm • Jika jumlah skala nonius adalah 50 maka nilai terkecil skala tersebut adalah 1 mm/50 = 0,02 mm



Contoh Soal 1



• Berdasarkan posisi skala nonius seperti pada gambar, berapakah panjang benda yang terukur?



3



2



Mikrometer • Hasil pengukuran dapat diperoleh dengan membaca dua skala yang ada pada batang mikrometer atau bisa juga dibaca dari jarum penunjuk atau angka digital pada display. • Mikrometer ini memiliki sekrup yang sangat halus. Putaran sekrup satu putaran hanyamenggeser gagang kurang dari setengah milimeter. Karena itulah mikrometer ini sering disebut mikrometer sekrup. Ket. Gambar: (atas) mikrometer analog biasa di mana hasil pengukuran semuanya dibaca di gagang dan skala putar (www.mw-import.de). (tengah) mikrometer analog yang memiliki skala nonius dalam bentuk jarum (www.indicatorrepair.com). (bawah) mikrometer digital yang sangat mudah dalam pembacaan (ecatalog.mitutoyo.com).



Cara Membaca Pengukuran pada Mikrometer Sekrup • Amati skala tetap yang telah dilewati oleh silinder putar. Pada Gambar, skala tetap yang dilewati silinder putar adalah 5,5 mm • Amati skala pada silinder putar yang tepat berimpit dengan garis horizontal pada batang tetap. Pada Gambar 1.23 skala ke28 pada silinder putar berimpit dengan garis horizontal skala tetap. • Pertambahan panjang yang ditunjukkan oleh skala silinder putar adalah 28 x 0,01 mm = 0,28 mm • Panjang pengukuran = skala tetap yang dilewati + pertambahan panjang pada silinder putar



panjang pengukuran = 5,5 mm + 0,28 mm = 5,78 mm



Contoh pengukuran mikrometer sekrup



Berapa panjang benda yang diukur degan mikrometer pada Gambar?



Pengukuran Massa



Neraca dua lengan



Neraca Langkah



Neraca elektronik Neraca ohauss



Pengukuran Waktu



jam tangan, stopwatch jarum, stopwatch digital , stopwatch digital di HP, jam pasir



Sebuah jam pasir mengandung 0,5 liter butiran yang berbentuk bola. Jari-jari satu butiran adalah 0,3 mm. Berapa jumlah butiran yang harus jatuh tiap detik agar jam pasir tersebut memiliki waktu pengukuran 5 menit? Perlu diingat bahwa material yang berbentuk bola tidak bisa mengisi penuh seluruh ruang yang ditempaati. Akan ada ruang kosong antara butir-butiran tersebut yang tidak dapat dihilangkan. Kita misalkan volume yang diisi material yang berbentuk bola hanya 50% dari volum total ruang.



Pengukuran Volum Zat Cair



Silinder Ukur



Penunjuk volum di SPBU



Pengukuran Volum Gas



Cara mengukur volum gas yang dihasilkan pada reaksi kimia



Pengukuran Volum Zat Padat



Pengolahan Data Ketidakpastian Hasil Pengukuran • Kesalahan pengukuran sering juga disebut ketidakpastian. • Cara penulisan data pengukuran: 𝑿 ± ∆𝑿 • nilai yang terukur adalah X. Ketidakpastian pengukuran adalah ΔX.



Ketidakpastian Hasil Perhitungan 𝑓(𝑥, 𝑦, 𝑧) f adalah besaran baru, dan z, y, z adalah besaran-besaran penyusun besaran f. Sebagai contoh volum dapat ditulis senagai f (x, y, z) = xyz di mana f adalah volum, x adalah panjang, y adalah lebar, dan z adalah tinggi. Jika pengukuran x, y, dan z menghasilkan ketidakpastian Δx, Δy, dan Δz maka Δf:



Contoh Soal Hasil pengukuran panjang, lebar, dan sisi balok adalah 117 ± 0,5 mm, 89 ± 0,5 mm, dan 12 ± 0,05 mm. Berapakah volume balok beserta ketidakpastiannya?



Pengukuran Berulang Jika dilakukan n kali pengukuran, maka rata-rata hasil pengukuran:



Ketidakpastia pengukuran:



Maka data dilaporkan dalam bentuk:



𝑥 ±𝜎



Contoh Soal Pengukuran Berulang Hasil pengukuran panjang meja dengan mistar yang diulang 10 kali memberikan nilai seperti pada Tabel. Berapakah nilai yang dilaporkan beserta ketidakpastiannya?