2. Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar
yang mempelajari sifat-sifat dan interaksi
antar materi dan radiasi.
Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang
didasarkan pada pengamatan eksperimental
dan pengukuran kuantitatif (Metode Ilmiah).
Apakah Fisika Itu ?
7. SISTEM MATRIK DALAM
SI
Faktor Awalan Simbol
1018
exa- E
1015
peta- P
1012
tera- T
109
giga- G
106
mega- M
103
kilo- k
102
hekto- h
101
deka- da
Faktor Awalan Simbol
10-1
desi- d
10-2
senti- c
10-3
mili- m
10-6
mikro- µ
10-9
nano- n
10-12
piko- p
10-15
femto- f
10-18
ato- a
8. Panjang - meter :Panjang - meter :
Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampaSatu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa
yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458
sekonsekon..
Massa - kilogram :Massa - kilogram :
Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridiumSatu kilogram adalah massa silinder platinum iridium
dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.
Waktu - sekonWaktu - sekon
Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran)Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran)
radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalamradiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam
transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yangtransisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang
terdapat pada aras dasar (ground state).terdapat pada aras dasar (ground state).
DEFINISI STANDAR BESARAN
POKOK
9. BESARAN TURUNAN
Contoh :
Kecepatan
• pergeseran yang dilakukan persatuan waktu
• satuan : meter per sekon (ms-1
)
Percepatan
• perubahan kecepatan per satuan waktu
• satuan : meter per sekon kuadrat (ms-2
)
Gaya
• massa kali percepatan
• satuan : newton (N) = kg m s-2
11. ANALISA DIMENSI
Perioda ayunan sederhana T dinyatakan dengan rumus berikut ini :
yang mana l panjang tali dan g percepatan gravitasi dengan satuan panjang per
kwadrat waktu. Tunjukkan bahwa persamaan ini secara dimensional benar !
g
lT π2=
Jawab :
Dimensi perioda [T] : T
Dimensi panjang tali [l] : L
Dimensi percepatan gravitasi [g] : LT-2
π : tak berdimensi
2
LT
L
T
−
= T=
Contoh :
Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.Suatu besaran dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila memiliki dimensi yang sama.
Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.Setiap suku dalam persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama.
12. KESALAHAN DALAM PENGUKURAN
Pengukuran : proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui
dengan nilai standar yang sudah ditetapkan
Kesalahan pengukuran (error) : derajad penyimpangan suatu hasil
pengukuran terhadap nilai yang diharapkan
e = Yn - XnKesalahan mutlak :
harga yang diharapkan
harga pengukuran
Persentase Kesalahan : )100()100(
n
nn
n Y
XY
Y
e −
=
Akurasi :
n
nn
Y
XY
A
−
−=1
Persentase Akurasi : a = 100% - persentase kesalahan = A x 100
Derajad kepastian hasil pengukuran
terhadap hasil yang diharapkan
13. KESALAHAN DAN PRESISI
PresisiAkurat Derajad konsistensi
suatu pengukuran?
Resolusi : perubahan terkecil suatu variabel yang diukur
yang masih dapat terukur oleh alat ukur
n
nn
X
XX −
−= 1Presisi
Harga pengukuran ke n
Harga rata-rata dari n kali pengukuran
n
X
X n
n
∑=
Batas ketelitian
14. ANGKA SIGNIFIKAN
Mencerminkan batas ketelitian alat ukur yang digunakan
Mistar batas ketelitian 0,1 cm
Hasil pengukuran disajikan
dengan tidak lebih dari satu
angka dibelakang koma
Contoh : 17,3 cm atau 4,5 cm
(17,3 cm)x(4,5 cm) = 77,85 cm2
Tiga angka penting Dua angka penting
78 cm2
Mengikuti jumlah angka
penting yang terendah
(17,3 cm)/(4,5 cm) = 3,84444444444444444 cm2
3,8 cm2
Penjumlahan dan pengurangan mengikuti jumlah angka desimal terkecil
128 + 5,35 = 128,35 128
1,0001 + 0,003 + 2,0004 = 3,004
Pembulatan :
• > 5 dibulatkan ke atas
• < 5 dibulatkan ke bawah
• = 5 dibulatkan ke genap terdekat
Editor's Notes
Ilmu Fisika bertujuan untuk memberi pemahaman terhadap kejadian alam dengan mengembangkan teori yang didasarkan pada eksperimen. Teori umumnya dinyatakan dalam bahasa matematika. Ternyata berbagai gejala alam yang teramati dapat dijelaskan dengan beberapa hukum dasar fisika. Sebelum membicarakan tentang hukum-hukum fisika perlu kiranya didefinisikan secara jelas besaran-besaran fisika yang terkait.
Berikut ini adalah topik yang harus dipelajari dan target yang harus dicapai setelah mempelajari masing-masing topik.
Besaran fisika dan satuan
Pelajari : Serway 1.1; Giancoli 1.4; 1.5 dan 1.6 atau Haliday bab 1.
Setelah mempelajari topik ini anda harus dapat :
Mendifinisikan besaran vektor dan besaran skalar
Memberikan contoh-contoh besaran vektor dan skalar
Mendefinisikan pengertian besaran pokok dan besaran turunan
Memberikan contoh besaran-besaran pokok dan besaran-besaran turunan
Mejelaskan berbagai sistem satuan
Menjelaskan definisi satuan dan standar besaran-besaran pokok dalam SI.
Analisa dimensi
Pelajari : Serway 1.3
Setelah mempelajari topik ini anda harus dapat :
Memperkenalkan simbol dimensi besaran-besaran pokok
Menjelaskan bagaimana menyusun simbol dimensi besaran-besaran turunan
Menjelaskan ketentuan-ketentuan untuk melakukan analisa dimensi suatu persamaan fisika
Angka Penting
Pelajari : Serway 1.7
Menentukan angka penting suatu hasil pengukuran atau hasil perhitungan.
Fisika merupakan ilmu pengetahuan dasar yang mempelajari tentang gejala alam yang terjadi di jagad raya. Yang dimaksud dengan gejala alam tidak lain adalah sifat-sifat dan interaksi antar materi dan radiasi. Sifat-sifat dan interaksi antar materi antara lain ditunjukkan oleh adanya berbagai macam zat dalam berbagai fase. Terjadinya berbagai peristiwa alam, keadaan alam yang berwarna-warni, dll tidak lepas dari adanya interaksi antar materi dan radiasi.
Ilmu fisika berkembang sesuai dengan hasil pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif (metode ilmiah). Untuk melakukan pengamatan diperlukan imajinasi. Dari imajinasi orang tentang peristiwa alam timbul inspirasi untuk menjelaskannya sehingga tercipta teori. Dengan demikian fisika adalah ilmu pengetahuan yang merupakan hasil kreativitas manusia.
Sama-sama hasil kreasi manusia, apa bedanya fisika dengan karya seni atau karya sastra ?
Hasil kreasi dalam ilmu pengetahuan perlu diuji dalam suatu eksperimen. Dalam melakukan eksperimen perlu adanya pengukuran untuk memperoleh data. Sedangkan pengakuan atas karya seni/sastra didasarkan atas kesan/perasaan orang lain terhadap hasil karya tersebut.
Dengan demikian apakah yang dimaksud dengan metode ilmiah ?
Metode Ilmiah adalah pemakaian cara berpikir yang logis untuk mendapatkan suatu model alam yang sesuai dengan hasil-hasil eksperimen. (Giancoli,1988, 1-1).
Metode Ilmiah meliputi lima langkah berikut :
Pengamatan : Pengambilan data, baik dari pengamatan langsung atau dari eksperimen.
Hipotesa : penalaran sementara terhadap peristiwa yang diamati yang masih perlu diuji kebenarannya dengan eksperimen.
Eksperimen : Suatu prosedur tertentu yang dilakukan untuk mendapatkan, menguji atau mendemonstrasikan suatu peristiwa. Jika hasilnya tidak sesuai dengan hipotesa, hipotesa tersebut perlu dimodifikasi. Hipotesa yang baru perlu diuji ulang dengan melakukan eksperimen lagi.
Teori : Jika hipotesa cocok dengan hasil eksperimen (dalam batas-batas tertentu), hipotesa tersebut diterima sebagai teori
Prediksi : Dengan teori dapat diprediksi berbagai hal yang mungkin terjadi. Prediksi tersebut perlu diuji dengan suatu eksperimen. Jika hasilnya positif ditingkatkan/diperluas prediksi. Jika hasil negatif, teori tersebut perlu disempurnakan.
Mengingat tidak ada alat ukur yang sempurna, pengujian dengan eksperimen tidak dapat dituntut hasil yang tepat seperti yang diprediksikan.
Dalam proses ilmiah dilakukan pengamatan terhadap peristiwa alam dan eksperimen. Untuk menyusun eksperimen diperlukan suatu model dari peristiwa nyata.
Model : Imaginasi ilmuwan tentang peristiwa alam yang dibuat untuk menjelaskan peristiwa alam yang sesungguhnya dengan berdasar pada idealisasi dan asumsi-asumsi.
Baik dalam pengamatan peristiwa alam ataupun eksperimen diperlukan pengukuran besaran fisika.
Pengukuran proses pembandingan besaran yang tidak diketahui dengan dengan besaran standart yang telah ditetapkan. Untuk itu diperlukan Alat Ukur.
Ada dua komponen penting dalam penyajian Hasil Pengukuran, yaitu “Harga” dan “Satuan”.
Untuk menentukan Harga dan Satuan diperlukan Standar ukuran dan Sistem Satuan. (Terdapat berbagai sistem satuan, baik yang berlaku secara lokal/tradisional maupun internasional).
Dalam dunia keilmuan telah disepakati bahwa sistem satuan yang dipakai adalah Sistem Internasional atau SI (Le Systeme International d’Unites) dan penyajian harga digunakan Sistem Matriks (desimal).
Untuk membuat alat ukur perlu dilakukan Kalibrasi.
Kalibrasi dilakukan berdasarkan standar ukuran (acuan) dan satuan yang dipakai.
Dalam kehidupan sehari-hari terdapat berbagai macam sistem satuan dan sistem penyajian harga (angka).
Besaran fisika dapat dijelaskan secara konseptual maupun secara matematis
Besaran Pokok dalam SI adalah :
Massa (kg), Panjang (meter), Waktu (sekon), Arus listrik (ampere), Suhu (kelvin), Jumlah Zat (mole) dan Intensitas (kandela)
Definisi Standar Besaran Pokok dalam mekanika :
Panjang - meter :
Satu meter adalah panjang lintasan di dalam ruang hampa yang dilalui oleh cahaya dalam selang waktu 1/299,792,458 sekon.
Massa - kilogram :
Satu kilogram adalah massa silinder platinum iridium dengan tinggi 39 mm dan diameter 39 mm.
Waktu - sekon
Satu sekon adalah 9,192,631,770 kali periode (getaran) radiasi yang dipancarkan oleh atom cesium-133 dalam transisi antara dua tingkat energi (hyperfine level) yang terdapat pada aras dasar (ground state).
Dimensi menyatakan esensi dari suatu besaran fisika yang tidak bergantung pada satuan yang digunakan.
Jarak antara dua tempat dapat dinyatakan dalam meter, mil, langkah,dll. Apapun satuannya jarak pada dasarnya adalah “panjang”.
