Dokumen tersebut membahas tentang besaran dan satuan dalam ilmu fisika. Ia menjelaskan pentingnya pengukuran untuk mendeskripsikan objek secara kuantitatif dan mendefinisikan satuan standar untuk memudahkan pengukuran dan komunikasi hasilnya. Dokumen juga membahas evolusi satuan standar seiring perkembangan ilmu pengetahuan.

1. 1
BESARAN Dan SATUAN
(Quantities And Units)

2. 2
Fisika:
Ilmu yang menjelaskan (mendeskripsikan) fenomena alam yang menjadi objek
pengamatan.
Bagaimana Cara Mendeskripsikan Objek ?
Coba deskripsikan
gajah ini !!

3. 3
Deskripsi Kualitatif
Gadingnya : Panjang
Gajah lebih tinggi daripada orang
Tenaga gajah lebih kuat
Deskripsi Kuantitatif
Tinggi : 2,5 meter
Massa : 4 Ton
Panjang : 5 meter
Emosinya Labil ; Kulitnya Kasar Warnanya Coklat;
Besaran Non-Fisis
(Tak Terukur)
Besaran Fisis
---> BESARAN
Besaran: sesuatu yang digunakan untuk mendeskripsikan objek.

4. 4
Untuk mendeskripsikan objek secara fisis (kuantitatif) diperlukan
pengukuran.
Tinggi : 2,5 meter
Massa : 4 ton
Panjang : 5 meter
Bagaimana cara
mendapatkan angka-
angka ini?
Apa yang dimaksud dengan pengukuran?
Bagaiamana caranya?
Apa yang digunakan?

5. 5
Dibandingkan dengan anak timbangan
(berapa buah anak timbangan
diperlukan sehingga skala setimbang)
Hasilnya:
Massa emas = 5 kali massa anak timbangan
Objek: Buku
Berapa? Cara Mengukur?

6. 6
Bab II
Pengukuran
(Measurement)

7. 7
Fisika dan Pengukuran
"By a comparison of the results of accurate measurements with the numerical predictions of
the theory, we can gain considerable confidence that the theory is correct, and we can
determine in what respects it needs to be modified. It is often possible to explain a
phenomenon in several rough qualitative ways, and if we are content with that, it may be
impossible to decide which theory is correct. But if a theory can be given which predicts
correctly the results of measurements to four or five (or even two or three) significant
figures, the theory can hardly be very far wrong. Rough agreement might be a coincidence,
but close agreement is unlikely to be. Furthermore, there have been many cases in the
history of science when small but significant discrepancies between theory and accurate
measurements have led to the development of new and more far-reaching theories. such
slight discrepancies would not even have been detected if we had been content with a
merely qualitative explanation of the phenomena." - Keith R. Symon, Mechanics, Second
Edition, 1964
Pemegang kekuasaan tertinggi dalam ilmu pengetahuan alam
adalah eksperimen – bukan “apa yang ada dalam buku”.
Dalam eksperimen kita harus melakukan pengukuran, karena itu
pengukuran sangat penting dalam fisika.

8. 8
Menentukan ukuran atau kapasitas suatu
besaran dengan cara membandingkannya
dengan besaran tertentu yang sejenis yang
digunakan sebagai satuan.
Mengukur ( to measure) ???

9. 9
Mengukur Massa

10. 10
Yang dapat dijadikan alat ukur waktu adalah segala sesuatu yang
berulang secara periodik
contoh: rotasi bumi, revolusi bumi
Mengukur Waktu

11. 11
Emas
Anak
Timbangan
Dibandingkan dengan anak timbangan
(berapa buah anak timbangan
diperlukan sehingga skala setimbang)
Hasilnya:
Massa emas = 5 kali massa anak timbangan
Massa Emas?
Defenisi: Jumlah materi yang
dikandung emas
Berapa? Cara Mengukur?

12. 12
Panjang Tali?
Defenisi: Jarak dari titik paling kiri ke titik paling kanan pada tali
Berapa? Cara Mengukur?
Hasilnya:
Panjang Tali = 2 kali panjang jengkal
Kecepatan rata-rata?
Defenisi : Jarak tempuh / waktu tempuh
Dibandingkan dengan jengkal (berapa
kalinya)
Didefenisikan dari
besaran-besaran lain

13. 13
Ada besaran yang dapat didefenisikan hanya dengan
menggambarkan bagaimana cara mengukurnya.
Massa emas = 5 kali massa anak timbangan
Panjang Meja = 2 kali panjang jengkal
Ada besaran yang dapat didefenisikan dengan cara
menggambarkan bagaimana menghitungnya dari
besaran-besaran lain yang dapat diukur.
Defenisi = Jarak tempuh / waktu tempuh
 Besaran Fundamental (Besaran Dasar/Pokok)
 Besaran Turunan

14. 14
SATUAN
Nilai suatu besaran fisis dinyatakan dengan
Massa (emas) = 5 anak timbangan
Panjang (meja) = 2 jengkal
Satuan panjang yang lain: Spidol, Jengkal, Kaki, …
AKIBATNYA:
- Satuan menjadi terlalu banyak
- Banyak versi
- Tidak Bermanfaat
- Menimbulkan Kekacauan
SEHARUSNYA :
- Defenisi Yang Sama
- Bermanfaat
- Diterima Semua Orang
KESEPAKATAN

15. 15
- Perlu Ditetapkan STANDAR (Disepakati NAMA Dan DEFENISI)
- Tidak Semua Besaran Perlu Standar ( Karena Jumlah Besaran
Sangat Banyak )
- Hanya Besaran Dasar Saja Yang Perlu Dibuat Standarnya
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) -
- Internasional Buerau of Weight and Measures -
- Biro Berat dan Ukuruan Internasional -
di Sevres Perancis
Siapa yang menetapkan standar & Satuan?

16. 16
1791 : French Academy of Sceine menetapakan
1 METER :
satu per sepuluh juta jarak dari kutub utara ke khatulistiwa.
1 SATUAN WAKTU:
waktu yang diperlukan oleh suatu pendulum dengan panjang 1
meter untuk berayun dari satu sisi ke sisi yang lain.
Satuan-satuan ini SULIT DIDUPLIKASI (diperbanyak), kemudian
dilakukan perubahan-perubahan dengan defenisi yang lebih baik
dan mudah diduplikasi.
Besaran dan Satuan Standar yang digunakan telah
berevolusi selama bertahun-tahun.

17. 17
Besaran Waktu
Waktu adalah selang antara
dua kejadian atau dua
peristiwa
Misalnya
Waktu Siang
= sejak matahari terbit hingga
matahari tenggelam
Waktu hidup
= sejak dilahirkan hingga
meninggal.
Segala sesuatu yang berulang
secara periodik
contoh: rotasi bumi, revolusi
bumi
Alat Ukur Waktu
Jam Atom (Atomic Clock):
1 detik ≡ waktu yang diperlukan untuk
mencapai 9.192.631.770 kali periode
osilasi dari atom cesium)

18. 18
Evolusi Satuan Panjang
1960:
1 meter ≡ jarak antara dua garis pada batang yang terbuat dari
campuran platinum-irridium yang disimpan pada kondisi tertentu
di BIPM
1 meter ≡ 1.650.763,73 kali panjang cahaya orange-red yang
dipancarkan dari lampu krypton-86 (86Kr)
Sejak 1983
1 meter ≡ jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam
waktu 1 / 299 792 458 detik.
Dengan defenisi terakhir ini maka kecepatan cahaya di ruang hampa
ditetapkan menjadi 299, 792 458 m/s

19. 19
Evolusi Satuan Massa
1 kg =
Massa suatu silinder yang terbuat dari campuran
platinum-iridium yang disimpan di kantor BIPM di kota
Sevres, dekat Paris, Perancis.

20. 20
Sistem satuan yang dugunakan ilmuwan diseluruh
dunia disebut “The Metric System”.
Pada tahun 1971 ditetapkan 7 Besaran Dasar yang
dikenal secara resmi sebagai “International System”
atau SI (Le Systéme Internasional d’Unites).

21. 21
Besaran dan satuan yang digunakan dalam SI *
International System (SI) Sistem Internasional (SI)
Quantities Units Symbol Besaran Satuan
mass kilogram kg massa kilogram (kg)
length meter m panjang meter (m)
time second s waktu detik / sekon (s)
Electric Current ampere A Arus Listrik Ampere (A)
Temperature kelvn K Temperatur Kelvin (K)
Amount of substance mole mol Jumlah Zat mol (mol)
Light Intensity candela Cd Intensitas
Cahaya
Candela (cd)
* Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971

22. 22
Gaussian System (cgs) Sistem Gaussian
Quantities Units Besaran Satuan
mass gram (g) massa gram
length centimeter (cm) panjang sentimeter
time second (s) waktu detik / sekon
British Engineering System Sistem Inggris
Quantities Units Besaran Satuan
mass slug massa slug
length foot (ft) panjang kaki
time second (s) waktu detik

23. 23
Konversi Satuan
Ada beberapa sistem berbeda yang
dipakai di dunia
Misalnya: SI  British
Mengapa diperlukan?
Dimensi objek jauh lebih besar daripada dimensi alat ukur
(kurang praktis)
Misalnya: mengukur panjang jalan dengan satuan cm
mil <-------> km
cm ----> km

24. 24
Dimensi
Besaran Dimensi
Panjang [L]  Length
Massa [M]  Mass
Waktu [T]  Time
Apa dimensi dari kelajuan (v)?
Jarak
Kelajuan
Waktu

 
 
L
v
T


25. 25
Analisis Dimensi
 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.
21
2
ox v t at 
Apakah persamaan berikut benar secara dimensi?
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,

26. 26
21
2
ox v t at 
 
 
 
 
  2
2
L L
L T T
T T
      
 
 
 
 
  2
2
L L
L T T
T T
      
     L L L 
Karena kedua sisi persamaan mempunyai dimensi yang sama maka
persaamaan ini benar secara dimensi
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.

27. 27
Besaran Skalar dan Vektor