Pertemuan-1-besaran-dan-satuan.pptx

Besaran dan Satuan Fisika 1 MKK2022 S1 Teknik Telekomunikasi Taufikacademic.wordpress.com Anjar Taufik Hidayat, S.Pd, M.Sc

Standar dan Satuan • Fisika adalah ilmu yang berlandaskan pada eksperimen • Eksperimen memerlukan pengukuran  hasil pengukuran berupa angka • Angka yang digunakan untuk menyatakan fenomena fisis secara kuantitatif disebut besaran fisis, contoh : tinggi dan berat badan • Menyatakan besaran fisika : harus dengan NILAI dan SATUANNYA

The International System of Units (SI) In 1971, the 14th General Conference on Weights and Measures picked

seven quantities as base quantities, thereby forming the basis of the International System of Units, abbreviated SI from its French name

(Système Internationale). and popularly known as the metric system. • • • •

panjang (meter) massa (kilogram) waktu (sekon) arus listrik (ampere)

• temperatur (kelvin) • jumlah zat (mole) • intensitas cahaya (candela)

The International System of Units (SI)

The International System of Units (SI)

[L] [T] [M] Dimension

The International System of Units (SI) • Many SI derived units are defined in terms of these base units. • For example, the SI unit for power, called the watt (W), is defined in terms of the base units for mass, length, and time.

1 watt = 1 W = 1 kg.m2/s3 Dimension ?

Power =

2 3 [M][L] /[T]

Dimensions of Physical Quantities • Adding two physical quantities makes sense only if the quantities have the same dimensions. • For example, we cannot add an area to a speed to obtain a meaningful sum. If we have an equation like

A=B+C the quantities A, B, and C must all have the same dimensions.

Dimensions of Physical Quantities suatu persamaan harus konsisten secara dimensi • 1 apel + 5 jeruk = ??? • 1 apel + 3 apel = 4 apel • 2 jeruk + 7 jeruk = 9 jeruk

Dimensions of Physical Quantities • Apakah persamaan ini benar ?

2 𝑣𝑥 𝑣=

=

2 𝑣𝑜𝑥

+

2 2𝑎(𝑥

−

𝐿2 𝐿 + 2 2 𝑇 𝑇

2

2 𝑥0 )

𝑚 = 𝐿 /[𝑇] 𝑠

𝑚 𝑎= 2= 𝐿/𝑇 𝑠 𝑥 = 𝑚 = [𝐿]

2

𝐿2 𝑇2

=

𝐿

− 𝐿

2

=

𝐿2 𝐿3 + 2 2 𝑇 𝑇

Soal • Kecepatan, 𝑣, suatu objek dinyatakan dalan 𝑣 = 𝐴𝑡 3 − 𝐵𝑡, dimana 𝑡 adalah waktu. Apa dimensi dari A dan B?

Conversion of Units • We often need to change the units in which a physical quantity is expressed. We do so by a method called chain-link conversion. In this method, we multi-ply the original measurement by a conversion factor (a ratio of units that is equal to unity). • For example, because 1 min and 60 s are identical time intervals, we have

Conversion of Units

Soal • Chip komputer terbuat dari silikon wafer dengan ketebalan 0.60 mm yang diiris dari silinder kristal silikon. Setiap silikon wafer memuat 100 chip. Berapa jumlah maksimum chip yang dihasilkan jika bahan silinder kristal silikon memiliki panjang 30 cm?

Pengukuran

• Mengukur adalah membandingkan sesuatu yang diukur dengan sesuatu yang lain yang ditetapkan sebagai satuan.

Pengukuran

• Q : Apa yang ingin kita peroleh ketika melakukan pengukuran? • A : Nilai benar dari suatu besaran fisis yang kita ukur.

Pengukuran

Pada suatu pengukuran akan selalu terdapat ketidakpastian yang bersumber dari kesalahan dalam pengukuran.

Kesalahan Sistematik

Kesalahan Acak

Tidak ada harapan bagi kita untuk menentukan nilai benar suatu besaran fisis melalui pengukuran.

Yang Dapat Kita Perbuat Adalah … • Menentukan nilai terbaik yang dapat menggantikan nilai benar. • Menentukan seberapa besar penyimpangan nilai terbaik terhadap nilai benar. • Melaporkan hasil pengukuran sebagai

Berapa Panjang Pensil?

Dalam menentukan panjang pensil, kita sepakat bahwa : • panjang pensil tersebut lebih dari 2,3 cm. • kita tahu 2,3 cm lebih sekian tapi tidak pasti sekian itu berapa.

Berapa Panjang Pensil?

Angka Penting • Yang disampaikan dalam angka penting dibatasi oleh alat ukur. • Angka Penting = angka yang dianggap pasti + nilai estimasi

Angka Penting • Semua angka bukan NOL adalah angka penting. Contoh: 1.23 = 3 angka penting • Angka NOL – berada di depan angka penting/bukan nol adalah BUKAN angka penting. Contoh: 0.0000234 = 3 angka penting • Angka NOL – diantara dua bukan angka nol adalah angka penting. Contoh: 0.2002 ; 2012 = 4 angka penting • Angka NOL – dibelakang angka bukan nol dan tidak dibelakang koma desimal, BUKAN angka penting. Contoh: 25.000 = 2 angka penting 25,000 = 5 angka penting 0.07 = 1 angka penting 0,060 = 2 angka penting

Angka Penting Penjumlahan/Pengurangan • Hasil = berapa jumlah angka penting di belakang koma/desimal paling sedikit Contoh :

25.2 1.34 + 26.54  26.5

Angka Penting Perkalian/Pembagian • Hasil = berapa jumlah angka penting paling sedikit Contoh :

2.19 × 4.2 = 9.198 → 9.2 4.311 ∶ 0.07 = 61.585 → 60

Melaporkan Hasil Pengukuran • Aturan 1 Pada laboratorium tingkat dasar, ketidakpastian pengukuran biasanya dibulatkan sampai satu angka penting. • Aturan 2 Dalam melaporkan hasil pengukuran, angka penting terakhir dari nilai terbaik harus pada posisi desimal yang sama dengan ketidakpastian hasil pengukuran.

Melaporkan Hasil Pengukuran

Ketidakpastian pengukuran

Vector Analysis

Scalar and Vector Quantities Physical quantities are divided into two main classes : Scalar quantities or scalars Vector quantities or vectors

Scalar Quantities • Physical quantities which have magnitude only but not associated with a direction or orientation in space • Examples: • • • • •

Mass Volume Density Temperature Energy, etc.

Law of Scalar Quantities • Association 𝐴+𝐵+𝐶 =𝐴+ 𝐵+𝐶 = 𝐴+𝐵 +𝐶 = 𝐴+𝐶 +𝐵 𝐴× 𝐵×𝐶 = 𝐴×𝐵 ×𝐶 = 𝐴×𝐶 ×𝐵 • Commutation 𝐴+𝐵 =𝐵+𝐴 𝐴×𝐵 =𝐵×𝐴 • Distribution 𝐴× 𝐵+𝐶 =𝐴×𝐵+𝐴×𝐶 𝐴+𝐵 ×𝐶 =𝐴×𝐶+𝐵×𝐶 • If 𝐴 × 𝐵 = 0 then either 𝐴 = 0 or 𝐵 = 0

Vector Quantities • A physical quantities which have magnitude as well as some direction or orientation • Example: • • • • • •

Moment of inertia Acceleration Force Velocity Displacement Momentum, etc.

• Notation  𝐴Ԧ or A

Vector Quantities • Sebagai contoh yang mudah untuk dipahami dari sebuah vektor adalah vektor posisi. • Untuk menentukan posisi sebuah titik relatif terhadap titik yang lain, kita harus memiliki sistem koordinat. • Dalam ruang berdimensi tiga, dibutuhkan sistem koordinat, x,y,z untuk mendiskripsikan posisi suatu titik relatif terhadap suatu titik asal (O). • Vektor posisi suatu titik P, relatif terhadap titik asal digambarkan di bawah ini.

Vector Quantities

P

O

The Displacement Vector • The quantity that gives the direction and the straight-line distance between two points in space is a line segment

Addition of Displacement Vectors

Example You walk 3 km east and then 4 km north. What is your resultant displacement?

Remarks A vector is described by its magnitude and its direction. Your resultant displacement is a vector of length 5 km in a direction 53.1° north of east.

Tugas NIM Ganjil 1. Sebuah benda padat memiliki susunan atom seperti pada gambar. Jika L=0,400 nm, carilah nilai d! 2. Sebuah batang logam bermassa 1 kg serta berbentuk silinder memiliki tinggi 28,0 mm dan jari-jari 28,0 mm. Berapakah massa jenis (density) batang logam tersebut? 3. Sebuah piramida memiliki tinggi 483 ft serta luas area bagian dasar 13 acre. Berapakah volume piramida tersebut dalam m3? 4. Sebuah kepingan memiliki panjang (21,5 ±

Tugas NIM Genap 1. Sebuah benda padat memiliki susunan atom seperti pada gambar. Jika L=0,400 nm, carilah nilai d! 2. Sebuah batang logam bermassa 1 kg serta berbentuk silinder memiliki tinggi 21,0 mm dan jari-jari 21,0 mm. Berapakah massa jenis (density) batang logam tersebut? 3. Sebuah piramida memiliki tinggi 485 ft serta luas area bagian dasar 13 acre. Berapakah volume piramida tersebut dalam m3? 4. Sebuah kepingan memiliki panjang (21,7 ±