LKS - 1 - Besaran Satuan Dan Dimensi [PDF]

Citation preview

Lembar Kerja Siswa 1 Besaran, Satuan dan Dimensi (Materi Pendahuluan)



Tujuan Pembelajaran Melalui eksplorasi bahan bacaan dan diskusi kelompok di kelas, siswa mampu memahami konsep besaran, satuan dan dimensi, serta menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.



Materi Pembelajaran A. Besaran Fisis Ilmu Fisika banyak melibatkan angka dan perhitungan yang diperoleh dari hasil pengukuran dan percobaan (baik percobaan yang dilakukan dengan peralatan maupun percobaan dalam alam pikiran). Semua hal yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka dan satuan disebut dengan Besaran. Perhatikan beberapa pernyataan berikut, identifikasi mana yang termasuk besaran dan mana yang termasuk satuan ! Pernyataan Besaran Besar Satuan Jarak antara rumah Andi dan sekolah adalah Jarak 10 km 10 km. Ibu membeli 4 kg beras di warung. Suhu tubuh Ahmad 36,2 oC Ilham mengendarai sepeda motor dengan kelajuan 40 km/jam. Benda ini jatuh dari ketinggian 15 m. Mengutip laman webmd.com, rekomendasi Institute of Medicine menyebutkan wanita aktif usia 31 – 50 tahun membutuhkan energy sebesar 2200 kkal per hari. 1. Jenis-jenis Besaran Fisis Menurut Susunannya.



Besaran



..................



................



2. Besaran Pokok, Satuan dan Dimensinya Besaran pokok



Isilah kolom di bawah ini untuk mengetahui besaran apa saja yang termasuk besaran pokok ! No Nama Besaran Lambang Satuan Dimensi 1.



Panjang



…



…



L



2.



Massa



…



kg



…



3.



…



t



…



T



4.



…



T



K



…



5.



Kuat Arus



…



A



…



6.



Jumlah Zat



…



…



N



7.



…



J



Candela



…



3. Besaran Turunan dan Satuannya Besaran turunan



Cara menentukan satuan dari besaran turunan : a. Luas (A) Rumusnya : A = panjang (p) x lebar (l) Satuannya : A = p x l = m x m = m2 b. Volume (V) Rumusnya : A = panjang (p) x lebar (l) x tinggi (t) Satuannya : A = p x l x t = m x m x m = m3 c. Kelajuan Rumusnya : v = jarak (l) / waktu (t) Satuannya : v=l/t=m/s



Lengkapi table berikut untuk memahami lebih detail tentang besaran turunan : No Besaran Simbol Rumus Satuan 1



Massa jenis



ρ



m/V



2



Percepatan



a



v/t



3



Gaya



F



mxa



4



Tekanan



P



F/A



5



Momentum



p



mxv



6



Impuls



I



Fxt



7



Energi kinetic



Ek



½ m x v2



8



Energi Grafitasi Usaha



EP



mxgxh



W



Fxs



9



potensial



kg/m3



B. Satuan Cara, aturan atau sistem untuk menyatakan sebuah besaran fisika ke dalam angka dinamakan dengan sistem satuan. Sistem satuan juga menunjukkan cara sebuah besaran diukur atau dibandingkan dengan besaran sejenis lainnya. Contoh : Anda mengukur Panjang meja belajar Anda dengan menjengkalnya dan diperoleh panjangnya 4 jengkal. Ini berarti bahwa Anda membandingkan panjang meja dengan jengkal tangan Anda. Hasil perbandingannya adalah Panjang meja sebanding dengan 4 jengkal tangan Anda. Jika Anda membandingkan Panjang meja Anda dengan penggaris tentu hasilnya berbeda. Pengukuran panjang di satu tempat dan tempat lainnya ternyata berbeda-beda. Sebagian masyarakat Indonesia ada yang menggunakan depa dan hasta sebagai satuan panjang. Masyarakat Inggris menggunakan kaki sebagai satuan panjang. Pengukuran massa dan volume juga mengalami perbedaan di beberapa tempat. Kalau kita menelaah hadits-hadits Rasulullah, ada beberapa penggunaan system satuan seperti: sha’, mud, dll untuk satuan massa / volume. Ada juga farsakh, burud dan marhalah untuk menyatakan panjang perjalanan musafir. Istilahistilah itu belum tentu akrab di tempat lain. Oleh karena itu kemudian muncul ide, supaya satuan ini bisa diterima secara luas, perlu dibuat alat pebanding atau alat pengukur yang standar dan berlaku secara internasional. Alat pembanding atau alat ukur ini harus relative tidak berubah terhadap waktu dan juga dapat bertahan terhadap perubahan cuaca, serta keadaan lingkungannya. Salah satu badan internasional yang mengatur system satuan ini adalah International Bureu of Weight and Measures di Paris. Salah satu tugas Lembaga ini adalah membuat standarisasi untuk panjang (meter), waktu (detik) dan massa (kilogram). Seluruh dunia mengacu pada standar ini, sehingga disebut juga dengan system internasional (SI) atau MKS.



Isilah table berikut dengan standarisasi satuan yang disepakati di seluruh dunia ! Besaran Satuan Definisi Panjang Meter … massa



Kilogram



…



Waktu



Detik



…



Suhu



Kelvin



…



Selanjutnya ada beberapa cara untuk menyatakan satuan baku (standar) dan yang dikenal luas di masyarakat adalah : 1. Satuan MKS (meter, kilogram dan sekon) atau yang lebih dikenal dengan system metrik. 2. Satuan cgs (centimeter, gram dan sekon) atau yang lebih dikenal dengan system gaussian. C. Dimensi Dimensi suatu besaran menyatakan cara suatu besaran tersusun dari besaran-besaran pokoknya. Fungsi dimensi dalam Fisika adalah sebagai berikut : 1. Menentukan satuan dari besaran turunan. Contoh : a. Luas persegi panjang dirumuskan dengan : A = panjang x lebar, panjang dan lebar keduanya memiliki dimensi panjang yang disimbolkan dengan [L] dengan satuan meter (m), sehingga dimensi untuk luas A = [L][L] = [L]2 Satuannya m2 b. Kecepatan dirumuskan dengan : [𝐿] 𝑝𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑣= = = [𝐿][𝑇]−1 [𝑇] 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 Satuannya m/s atau ms-1 c. Momentum dirumuskan dengan : 𝑝 = 𝑚𝑣 = [𝑀][𝐿][𝑇]−1 -1 Satuannya kg m/s atau kg m s . Latihan : Tentukan dimensi dan satuan besaran-besaran berikut : a. Volume (V) b. Massa jenis (ρ) c. Percepatan (a) d. Gaya (F) e. Usaha (w) f. Energi kinetic (EK) g. Energi potensial (EP) 2. Membuktikan kebenaran suatu persamaan Fisika Suatu persamaan fisika dikatakan benar, jika dimensi ruas kiri sama dengan dimensi ruas kanan. Contoh :



Buktikan persamaan di bawah ini benar ! 1. a = m/F 2. s = vt + ½ at2 Penyelesaian 1 : Dimensi percepatan a = [L][T]-2 Dimensi gaya F = [M][L][T]-2 Kita selidiki persamaan berikut [Percepatan] = [massa]/[gaya] [L][T]-2 = [M]/{[M][L][T]-2} [L][T]-2 ≠ [L]-1[T]2 Karena dimensi kedua ruas tidak sama, maka persamaan tersebut salah. Penyelesaian 2 Dimensi jarak



s = [L]



Dimensi kelajauan Dimensi percepatan



v = [L][T]-1 a = [L][T]-2



Kita selidiki persamaan berikut [jarak] = [kelajuan][waktu] + ½ [percepatan][waktu]2 [L] = [L][T]-1 [T] + [L][T]-2 [T]2 (catatan: ½ tidak berdimensi) [L] = [L] + [L] [L] = 2 [L] (angka 2 tidak berdimensi) [L] = [L] Karena kedua ruas mempunyai dimensi yang sama, maka persamaan tersebut benar. 3. Membuktikan kesetaraan dua besaran Fisika yang terlihat berbeda. Buktikan bahwa besaran Usaha (W) memiliki kesetaraan dengan besaran Energi Kinetik (Ek)! Diketahui: Dimensi Usaha W = [M][L]2 [T]-2 Rumus Energi Kinetik Ek = ½ mv2 Ditanya: Bukti kesetaraanya? Jawab: [Usaha] = [Energi Kinetik] [W] = [Ek] = ½ mv2 [M][L]2 [T]-2 = ½ [M] x {[L][T]-1}2 [M][L]2 [T]-2 = [M][L]2 [T]-2



Karena dimensi usaha (W) dan Energi Kinetik (Ek) sama, maka besaran Usaha memiliki kesetaraan dengan besaran Energi Kinetik. 4. Memprediksi rumus tertentu yang memberi hubungan antara besaran-besaran fisis.



Latihan 1. Diantara kelompok besaran berikut, yang termasuk kelompok besaran pokok dalam system Internasional adalah …. A. Suhu, volume, massa jenis dan kuat arus B. Kuat arus, panjang, waktu, dan massa jenis C. Panjang, luas, waktu dan jumlah zat D. Kuat arus, intersitas cahaya, suhu, waktu E. Intensitas cahaya, kecepatan, percepatan, waktu 2. Perhatikan table berikut !



Pasangan yang benar adalah …… A. 1 dan 2 D. 2 dan 4 B. 1 dan 3 E. 3 dan 5 C. 2 dan 3 3. Dibawah ini yang merupakan satuan besaran pokok adalah … A. Newton ,Meter, Sekon D. Newton, Kilogram, Kelvin B. Meter, Sekon, Watt E. Kelvin, Joule, Watt C. Kilogram, Kelvin, Meter 4. Kelompok besaran di bawah ini yang merupakan kelompok besaran turunan adalah … A. Panjang lebar dan luas D. Kecepatan, berat dan suhu B. Kecepatan, percepatan dan gaya E. Intensitas cahaya, banyaknya mol C. Kuat arus, suhu dan usaha dan volume 5. Dimensi dari energi potensial adalah …. A. [M][L]-2[T]-2 D. [M][L]2[T]-2 -2 2 B. [M][L] [T] E. [M][L]2[T]2 C. [M][L][T]2 6. Dalam sistem SI (Satuan Internasional), satuan kalor adalah …. A. Joule D. Kelvin B. Kalori E. derajat celcius C. Watt 7. Besaran yang memiliki dimensi [M][L]-1[T]-2 adalah ….



A. tekanan B. gaya C. momentum 8. Perhatikan tabel berikut ini.



D. energi E. percepatan



Dari tabel di atas yang mempunyai dimensi yang benar adalah besaran nomor . . . A. 1 saja D. 1 dan 3 saja B. 1 dan 2 saja E. 2 dan 3 saja C. 1, 2, dan 3 9. Lintasan suatu benda yang bergerak dinyatakan dengan persamaan y = A + Bt + Ct2, dengan y dalam meter dan t dalam sekon. A, B dan C adalah konstanta-konstanta. Satuan C adalah.... A. m.s−1 B. m.s−2 C. m.s 10. Perhatikan besaran-besaran berikut ini.



D. m−1.s E. m



(1) massa jenis (2) usaha (3) tekanan (4) energi kinetik



Besaran-besaran dengan dimensi yang sama adalah..., A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 1 dan 4



D. 2 dan 3 E. 2 dan 4