< PreviousBesaran dan Satuan21 Perhatikan Gambar 1.7. Mistar yang kalian miliki mem-punyai skala terkecil 1 mm sehingga nilai ketidakpastiannya (Δx) adalah 12 × skala terkecil atau 0,5 mm atau 0,05 cm Misalkan kalian mengukur panjang buku dengan menggunakan mistar. Setelah diperhatikan, ternyata ujung buku berada pada angka 20,8 cm. Bagaimana kalian menuliskan hasil pengukuran kalian? Hasil pengukuran buku dengan mistar tersebut, dapat dituliskan: x =x ± x x =(20,80 ± 0,05) cmb. Jangka sorong Untuk mengukur diameter suatu benda misalnya pensil, kelereng, gelas, botol, dan sebagainya, baik diameter dalam maupun diameter luar, serta untuk mengukur kedalaman suatu benda, kalian dapat mengunakan jangka sorong. Perhatikan gambar 1.8. Jangka sorong mempunyai dua bagian terpenting yaitu:1) Rahang tetap, memiliki skala panjang yang disebut skala utama.2) Rahang sorong, memiliki skala yang lebih teliti yang disebut skala nonius atau skala vernier. Skala nonius ini panjangnya 9 mm yang terbagi menjadi 10 skala, yang berarti skala terkecilnya 0,1 mm. Perhatikan Gambar 1.9. Ketidakpastian dari jangka sorong adalah: Δx= 12 × skala terkecil = 12 (0,1) = 0,05 mm = 0,005 cmMozaikTentara romawi kuno diajarkan untuk berbaris dengan irama dan langkah khusus. Mereka menghitung jumlah langkah perjalanan dari kota ke kota lain. Setiap seribu langkah mereka beristirahat dan menandainya dengan batu. Tanda-tanda ini selanjutnya menjadi satuan standar untuk mengukur panjang. Bahasa latin untuk 1000 adalah mil (mille). 1 mil panjangnya kira-kira sama dengan 5.280 kakiWiese, Jim, 2004, hlm. 39Gambar 1.7 Alat ukur mistar mempunyai skala terkecil 1 mm. Gambar 1.8 Kegunaan jangka sorong untuk mengukur diameter dalam dan kedalaman botol.dok. PIMGambar 1.9 Jangka sorong dengan skala utama dan skala nonius mempunyai ketelitian sampai dengan 0,1 mm.Chew & Leong See, 2001, hlm. 4 Fisika Kelas X22Gambar 1.10 Hasil pengukuran diameter gelas dengan menggunakan jangka sorong.Gambar 1.11 Mikrometer sekrup terdiri dari skala utama dan skala putar dengan skala terkecil 0,01 mm. dok. PIMMengukur Panjang BendaEksperimenA. Dasar Teori Alat ukur besaran fisika memiliki karakteristik sendiri-sendiri. Untuk mengukur besaran panjang dapat digunakan mistar atau penggaris, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Mistar atau penggaris digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter. Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda. Alat untuk mengukur besaran panjang tersebut memiliki tingkat ketelitian yang berbeda-beda. Hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong dapat dibaca pada skala utama dan ditambah angka pada skala nonius yang dihitung dari 0 sampai dengan garis skala nonius yang berimpit dengan garis pada skala utama. Sebagai contoh, ketika kalian mengukur diameter dalam gelas, posisi skala utama dan skala nonius seperti pada gambar 1.10. Dari gambar tersebut, skala utama menunjukkan angka 5,5 cm. Skala nonius yang berimpit dengan skala utama menunjukkan angka 4, yang berarti nilainya 4 (0,1) mm = 0,4 mm atau 0,04 cm. Jadi, hasil pengukurannya adalah 5,5 cm + 0,04 cm = 5,54 cm. Hasil pengukuran diameter gelas dituliskan (55,4 ± 0,05) mm.c. Mikrometer sekrup Untuk mengukur ketebalan benda-benda yang relatif tipis, kalian harus menggunakan mikrometer sekrup. Seperti halnya jangka sorong, mikrometer sekrup juga terdiri dari skala utama dan skala nonius. Skala nonius pada mikrometer sekrup dapat berputar, sehingga sering disebut skala putar. Skala ini terdiri atas angka 0 sampai dengan 50. Satu putaran pada skala ini menyebabkan skala utama bergeser 0,5 mm. Satu skala mempunyai ukuran 0,01 mm yang juga merupakan skala terkecil dari mikrometer sekrup. Nilai ketidakpastian mikrometer sekrup adalah: Δx = 12 × skala terkecil = 12 × (0,01) = 0,005 mm = 0,0005 cm Bagaimana cara membaca hasil pengukuran dengan mikrometer sekrup? Kita ambil contoh, jika skala utama menunjukkan angka 8,5 mm, dan skala nonius menunjukkan angka 40 yang berarti nilainya 0,01 × 40 = 0,40 mm, maka hasil pengukurannya adalah 8,5 mm + 0,40 mm = 8,90 mm. Hasil pengukuran ini bisa kalian tuliskan (8,90 ± 0,005) mm. Kalian ingin tahu lebih banyak tentang cara menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup? Lakukanlah Eks-perimen berikut.Besaran dan Satuan23 B. Tujuan Percobaan Setelah melakukan kegiatan ini kalian diharapkan dapat: 1. Melakukan pengukuran panjang dengan menggunakan berbagai alat ukur.2. Menyelidiki ketelitian berbagai alat ukur panjang.3. Melaporkan hasil pengukurannya dengan kaidah penulisan laporan yang benar.C. Alat dan Bahan1. Buku 5. Mistar2. Pensil 6. Jangka sorong3. Kelereng 7. Mikrometer sekrup.4. Botol D. Langkah Kerja1. Ukurlah panjang buku dan pensil menggunakan mistar. Lakukanlah masing-masing satu kali pengukuran.2. Ukurlah tebal buku dan tebal kertas sampul buku dengan menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup. Lakukanlah masing-masing 3 kali pengukuran.3. Ukurlah diameter dalam botol dan diameter luar, diameter pensil, dan diameter kelereng menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup. Lakukanlah masing-masing 3 kali pengukuran.E. Pembahasan1. Mengapa ketika kalian mengukur panjang buku dan pensil tidak menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup?2. Mengapa kalian tidak menggunakan mistar untuk mengukur tebal sampul buku, diameter pensil, diameter botol, dan diameter kelereng?3. Alat manakah yang mempunyai ketelitian paling baik? Apa alasan kalian?4. Kesimpulan apa yang kalian dapatkan dari hasil percobaan ini? Tulislah laporan kalian sesuai aturan penulisan laporan yang baik dan benar. Kumpul-kan hasilnya kepada guru kalian.2. Pengukuran dan Alat Ukur Massa Untuk mengukur massa benda, kita dapat menggunakan timbangan. Timbangan dalam fisika sering disebut neraca. Ada beberapa macam neraca, antara lain neraca pegas, neraca sama lengan, neraca O Hauss atau neraca tiga lengan, neraca lengan gantung, dan neraca duduk.a. Neraca Pegas Neraca pegas sering disebut dinamometer berfungsi untuk mengukur massa dan atau berat benda. Neraca ini mempunyai dua skala, yaitu skala N (newton) untuk mengukur berat benda dan skala g (gram) untuk mengukur massa benda. Perhatikan gambar 1.12. Sebelum menggunakan neraca pegas kalian harus menentukan posisi angka 0 terlebih dahulu dengan memutar sekrup yang ada di atasnya, baru kemudian menggantungkan benda pada pengait. Gambar 1.12 Neraca pegas dapat digunakan untuk mengukur massa benda sekaligus berat benda.Fisika Kelas X24b. Neraca Sama Lengan Neraca sama lengan biasa digunakan untuk menimbang emas. Neraca ini mempunyai dua piringan. Satu piringan sebagai tempat beban dan satu piringan lagi sebagai tempat anak timbangan. Dalam keadaan seimbang berat beban sama dengan berat anak timbangan. Perhatikan gambar 1.13. c. Neraca O Hauss Neraca O Hauss terdiri dari tiga lengan, sehingga sering disebut juga neraca tiga lengan. Neraca ini mempunyai tiga buah lengan, yaitu lengan pertama yang berskala ratusan gram, lengan kedua yang berskala puluhan gram, dan lengan ketiga yang berskala satuan gram. Neraca ini mempunyai ketelitian sampai dengan 0,1 gram. Kalian ingin tahu lebih banyak tentang penggunaan neraca pegas, neraca sama lengan, dan neraca O Hauss? Lakukanlah Eksperimen berikut.Gambar 1.13 Neraca sama lengan biasa digunakan untuk menimbang berat emas.Gambar 1.14 Neraca O Hauss sering digunakan untuk mengukur massa benda di laboratorium.dok. PIMMengukur Massa BendaEksperimenA. Dasar Teori Untuk mengukur massa suatu benda dapat menggunakan beberapa alat yang dalam fisika disebut dengan neraca. Neraca yang sering dipakai pada percobaan fisika adalah neraca pegas, neraca sama lengan, dan neraca O Hauss. Masing-masing neraca mempunyai karakteristik yang berbeda-beda dan juga mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda-beda pula. B. Tujuan Percobaan Setelah melakukan kegiatan ini, kalian diharapkan dapat: 1. Menggunakan alat ukur massa dengan benar. 2. Mengetahui tingkat ketelitian alat yang digunakan.3. Melaporkan hasil pengukuran dengan kaidah penulisan laporan yang baik dan benar.C. Alat dan Bahan 1. Neraca pegas2. Neraca sama lengan3. Neraca OHauss atau neraca tiga lengan4. Anak timbangan dari 0,1 gram sampai 1 kg5. Uang logam lima ratusan 10 buah 6. Batu yang agak besar 10 buah. D. Langkah Kerja1. Ukurlah massa 5 buah uang logam menggunakan neraca pegas, neraca sama lengan dan neraca O Hauss. Lakukanlah masing-masing 3 kali pengukuran.Besaran dan Satuan253. Pengukuran dan Alat Ukur Waktu. Alat untuk mengukur waktu sering kalian jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Bisakah kalian menyebutkan dan menggunakannya? Pada zaman dahulu, sebelum ditemukan jam, orang menentukan waktu dengan melihat bayangan dari benda. Sekarang, alat untuk mengukur waktu dapat kita jumpai dengan mudah, antara lain jam tangan atau arloji, stop wacth, dan pengukur waktu digital. Untuk mengetahui kompetensi yang kalian miliki setelah mempelajari materi di depan, kerjakan Uji Kompetensi berikut.2. Ulangilah langkah nomor 1 dengan menambahkan 5 buah uang logam sisa.3. Ulangilah langkah nomor 1 dan 2 untuk mengukur massa batu.E. Pembahasan 1. Mengapa ketika kalian melakukan langkah nomor 1 dan 2 dengan menggunakan neraca pegas, hasilnya tidak dapat dilihat? Jelaskan.2. Adakah perbedaan hasil dari langkah nomor 1 sampai 3 dengan menggunakan ketiga alat tersebut? Apakah perbedaannya?3. Dari ketiga alat yang kalian gunakan, manakah yang mempunyai tingkat ketelitian tertinggi?4. Apa yang dapat kalian simpulan dari percobaan ini? Buatlah laporan hasil percobaan kalian dengan memperhatikan kaidah penulisan laporan yang baik dan benar, dan kumpulkan kepada guru kalian.Gambar 1.15 Pelbagai alat yang digunakan untuk ukur waktu.Chew & Leong See, 2001, hlm. 12Mozaik John Harrison (1693-1776) adalah anak seorang tukang kayu. Sebelum berusia 20 tahun,ia membuat jam bandul pertama yang dibuat dari kayu. Bersama adiknya, James, pada tahun 1720-an ia membuat jam menara untuk taman Brocklesby, Inggris yang hingga kini masih berjalan baik. Jam tersebut memenangkan hadiah sebesar 20.000 pounsterling pada tahun 1762.Mary & John Gribbin, 2000, hlm. 19 Uji Kompetensi1. Ketika Budi mengukur diameter sebuah botol, ia melihat skala utama menunjuk angka 4,1 dan skala nonius yang berimpit dengan skala utama menunjuk angka 5. Berapakah hasil pengukuran Budi?2. Arman mengukur diameter kelereng. Hasil pengukuran tersebut terlihat pada gam-bar berikut. Berapakah hasil pengukuran tersebut?Fisika Kelas X261. Besaran dalam fisika dapat dibedakan menjadi besaran pokok dan besaran turunan. a. Besaran pokok adalah besaran yang tidak tergantung dengan besaran- besaran yang lain. b. Besaran turunan adalah besaran yang tersusun dari beberapa besaran pokok. 2. Dimensi adalah cara suatu besaran tersusun atas besaran- besaran pokok.3. Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dengan sesuatu yang ditetapkan sebagai patokan ( satuan).4. Kesalahan pengukuran ada tiga macam yaitu: a. kesalahan umum yang disebabkan oleh pengamat.b. kesalahan sistematis yang disebabkan oleh keadaan alat yang digunakan.c. kesalahan acak yang disebabkan oleh faktor lingkungan.5. Ketidakpastian pada pengukuran tunggal dapat dirumuskan sebagai: Δx = 12 skala terkecil6. Ketidakpastian dalam pengukuran berulang dapat dinyatakan sebagai simpangan Inti Sari3. Ketika Susi mengukur ketebalan sebuah buku dengan mikrometer sekrup, ia melihat skala utama menunjuk angka 21 dan skala nonius yang berimpit dengan skala utama menunjuk angka 13, berapakah hasil pengukuran Susi? 4. Abdullah ingin mengukur ketebalan uang logam yang dimilikinya. Hasil pengukurannya dapat dilihat pada gambar berikut. Berapakah hasil pengukuran tersebut? 5. Pada suatu perlombaan lari jarak pendek, Ari menempati urutan pertama dengan waktu lari tampak pada gambar berikut. Berapakah waktu lari Ari?Besaran dan Satuan27Telaah IstilahAngka penting Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuranBesaran Sesuatu yang dapat diukur dan mempu-nyai satuanCGS Suatu sistem satuan internasional yang didasarkan pada satuan centi, gram, dan sekonDimensi Cara suatu besaran tersusun atas besaran- besaran pokokMikrometer Sekrup alat untuk mengukur kete-balan suatu bahanMKS Suatu sistem satuan internasional yang didasarkan pada satuan meter, kilogram, dan sekonPengukuran Kegiatan membandingkan sesuatu yang dapat diukur ( besaran) dengan sesuatu yang ditetapkan sebagai patokan ( satuan)Satuan Ukuran dari suatu besaranS I Suatu sistem satuan internasional yang didasar-kan kepada keputusan Conference Generale Poids et Measurebaku (sy) dari nilai rata-rata yang dirumuskan sebagai: sy = 1122NnxxNii−−∑∑()7. Alat ukur panjang antara lain mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.8. Alat ukur massa benda antara lain neraca pegas, neraca sama lengan, dan neraca O Hauss atau neraca tiga lengan.9. Alat ukur waktu antara lain jam atau arloji, stop wacth, dan pengukur waktu digital.Ulangan Harian A Pilihlah jawaban yang paling tepat.1. Dari kelompok besaran di bawah ini, yang merupakan kelompok besaran pokok yaitu . . . .a. panjang, waktu, daya, massab. luas, jumlah zat, kuat arus listrikc. jumlah zat, kuat arus listrik, massad. massa, tekanan, jumlah zate. kuat arus listrik, tegangan, kecepatan2. Dari kelompok satuan di bawah ini, yang merupakan kelompok satuan dari besaran pokok dalam SI yaitu . . . .a. joule, newton, meter, sekonb. watt, kandela, volt, gramc. volt, meter/sekon, joule, ampered. meter, ampere, kandela, sekone. kandela, ampere, sekon , newton 3. Dari kelompok besaran di bawah ini, yang merupakan kelompok besaran turunan adalah . . . .a. panjang, waktu, daya, massab. luas, jumlah zat, kuat arus listrikc. jumlah zat, kuat arus listrik, massad. berat, tekanan, gayae. kuat arus listrik, tegangan, kecepatan4. Gaya didefinisikan dengan hasil kali percepatan dengan massa, maka dimensi gaya adalah . . . . a. [M][L][T]-2 b. [M][L][ c. [M][L][T]-1 d. [M][L]-1 [T] e. [M][L]2 [T]-15. Muatan listrik dirumuskan sebagai hasil kali antara kuat arus listrik dengan waktu. Fisika Kelas X28Dimensi dari muatan listrik adalah . . . . a. [][T] d. [T][L] b. [][T]-1 e. [][T]-2 c. [][L]6. Pada pengukuran panjang suatu benda diperoleh hasil 0,1004 m. Banyaknya angka penting dari hasil pengukuran adalah . . . . a. 3 d. 2 b. 5 e. 6 c. 4 7. Seorang siswa membawa dua buah buku. Setelah ditimbang, massa buku pertama sama dengan massa buku kedua sebesar 0,456 kg dan massa buku ketiga sebesar 0,87 kg. Massa buku yang dibawa siswa tersebut adalah . . . kg. a. 1,7820 d. 1,8 b. 1,782 e. 1,7 c. 1,788. Tomo mempunyai empat buah bola. Massa dari setiap bola adalah 0,362 kg; 0,436 g; 0,25 g; dan 0,50 g. Massa rata rata keempat bola tomo adalah . . . kg a. 0,43 b. 0,42 c. 0,41 d. 0,39 e. 0,379. Pengukuran panjang sebuah pencil dengan mistar ditunjukkan pada gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut jika ditulis-kan dengan nilai ketidakpastiannya maka panjang pencil adalah . . . cm. a. 17,6 ± 0,05 b. 17,6 ± 0,005 c. 17,5 ± 0,005 d. 17,5 ± 0,05 e. 17,5 ± 0,510. Pengukuran diameter sebuah peluru den-gan jangka sorong ditunjukkan pada gam-bar berikut. Berdasarkan gambar tersebut, jika dituliskan dengan nilai ketidakpastiannya, diameter peluru adalah . . . mm. a. 3,9 ± 0,05 d. 4,1 ± 0,05 b. 3,9 ± 0,005 e. 4,1 ± 0,005 c. 4,0 ± 0,511. Pengukuran tebal satu lembar kertas karton dengan mikrometer sekrup ditunjukkan pada gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut, jika ditulis-kan dengan nilai ketidakpastiannya, tebal kertas karton tersebut adalah . . . mm. a. 1,50 ± 0,005 d. 1,54 ± 0,005 b. 1,50 ± 0,05 e. 1,54 ± 0,05 c. 1,50 ± 0,512. Mikrometerskrup dapat mengukur ketebalan suatu benda dengan ketelitian . . . . a. 0,005 mm d. 0,05 cm b. 0,05 mm e. 0,5 cm c. 0,005 cmBesaran dan Satuan2913. Pengukuran massa benda dengan neraca tiga lengan atau neraca O Hauss, ditunjukkan pada gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut, maka massa benda adalah . . . gram. a. 240,5 b. 340,6 c. 440,5 d. 540,5 e. 550,714. Pada waktu praktikum fisika, Andi mengukur massa benda sebanyak 5 kali. Hasil pengukuran Andi adalah 334,7 g; 334,9 g; 334,2 g; 333,9 g; 334,7 g. Dalam laporan, massa benda harus dituliskan . . . . a. (334,48 ± 0,16) g b. (334,48 ± 0,18) g c. (334,5 ± 0,16) g d. (334,5 ± 0,18) g e. (335,48 ± 0,25) g15. Jarak rata-rata bumi ke bulan adalah 348.000.000 m. Jika dituliskan dengan notasi ilmiah, jarak bumi ke bulan adalah . . . m. a. 34,8 × 108 b. 34,8 × 106 c. 3,48 × 109 d. 3,48 × 108 e. 3,48 × 107 B Jawablah soal-soal berikut dengan benar.1. Apakah yang dimaksud besaran pokok dan besaran turunan?2. Apakah yang menjadi satuan standar dari setiap besaran pokok?3. Dengan mencari dari pelbagai buku fisika, tentukan dimensi dari daya, muatan listrik, viskositas (kekentalan), dan medan listrik.4. Tuliskan dengan notasi ilmiah hasil pengu-kuran berikut.a. Jarak 1 tahun cahaya adalah 9.460.000.000.000.000 m. b. Tetapan Wien adalah 0,0028978 mK.c. Cepat rambat bunyi pada emas adalah 2.030 m/s.d. Tegangan permukaan bensin adalah 0,0250 N/m.5. Lengkapilah titik-titik di bawah ini.a. 1 km = . . . hm = . . . dam = . . . m = . . . dm = . . . cm = . . . mm = . . . μm.b. 1 F = . . . μF = . . . pF.c. 1 kA = . . . mA = . . . μA.d. 1 km/jam = . . . m/jam = . . . m/s.e. 1cm2 = . . . dm2 = . . . m2 = . . . km2.f. 1 liter = 1 dm3 = . . . cm3 = . . . mm3 = . . . m3.6. Nyatakan dalam satuan pokok dan tentu-kan dimensi dari hasil operasi berikut.a. F = ma.b. EIR=2 (J = intensitas cahaya, R = jari-jari bola).c. RVi= (V = beda potensial, I= kuat arus, R = hambatan).7. Periode gerak harmonik dapat dicari dari rumus Tmk=2π dengan k adalah konstanta pegas. Tentukanlah dimensi k.8. Tentukanlah banyaknya angka penting dari data-data di bawah ini.a. Aminah membeli cincin 2,36 g.b. Tebal sebuah plat 0,00123 cm.Fisika Kelas X30c. Pelari mencapai finish dengan catatan waktu 10,0005 s.d. Massa bulan adalah 7,36 × 1022 kg.e. Momen magnet elektron 9,28 × 10-24 J/T.9. Hitunglah dengan menggunakan aturan angka penting.a. Luas lingkaran yang berjari-jari 4,5 cm.b. Volume balok yang berukuran 3,14 dm × 0,369 dm × 3,6 dm.c. Keliling persegi panjang yang mem-punyai panjang 24,567 cm dan lebar 18,54 cm.d. Panjang sisi miring segitiga siku-siku yang sisi-sisinya 4,56 cm dan 6,3 cm.e. Hambatan rangkaian jika diketahui beda potensial 10,32 volt dan arus 0,26 ampere. (RVT=)f. Jumlah partikel dalam 3 mol HCl. (jumlah 1 mol zat adalah 6,023 × 1023). 10. Arman mengukur massa sebuah batu sebanyak 10 kali. Hasil pengukuran adalah 23,3 g; 22,5 g; 23,6 g; 22,9 g; 24,1 g; 22,7 g; 23,5 g; 24,2 g; 22,8 g; 22,9 g. Bagaimana Arman harus melaporkan hasil pengukuran massa batu? Ingat, tuliskan dengan nilai ketidakpastian pengukurannya.Next >