< Previous 4 Pengamatan: Carilah seorang teman yang kira-kira besarnya sama denganmu. Cobalah kalian saling dorong kemudian kalian saling tarik. Apa yang kalian lalukan agar tidak jatuh atau terdorong? Apa yang kalian rasakan? http://blogs.asee.org/goengineering/page/4/ Gambar 1. Saling dorong 5 http://blogs.asee.org/goengineering/page/4/ Gambar 2. Saling tarik Masih ingatkah kalian pelajaran di SMP tentang gaya aksi dan reaksi? Siapakah yang menemukan hukum aksi reaksi tersebut ? apa yang kalian ingat tentang hukum tersebut ? Ya... hukum aksi reaksi ini adalah hasil penemuan Sir Isaac Newton yang dikenal sebagai hukum 3 Newton yang berbunyi “Setiap ada gaya aksi, maka akan selalu ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan”. Hukum 3 Newton menjelaskan bahwa setiap ada gaya aksi akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Ciri gaya aksi – reaksi : * besarnya sama. * arah berlawanan. * bekerja pada benda yang berlainan 6 Setelah kalian mengingat hukum 3 Newton tersebut, bagaimana kalian menjelaskan perihal kursi dan jembatan yang kita bicarakan tadi? Pembahasan lebih lanjut mengenai macam-macam gaya yang diterapkan pada suatu bangunan akan kita bahas nanti pada materi-materi selanjutnya. Pada bab 1 kita akan mengingat kembali pelajaran fisika sewaktu di SMP yaitu tentang macam-macam besaran yang terkait dengan bidang keteknikan. Karakter yang dikembangkan: saling tolong menolong Dalam kehidupan sehari-hari kita juga sering menghadapi kenyataan bahwa apabila kita beraksi maka akan timbul reaksi. Ada yang bereaksi keras ketika aksi keras, ada yang bereaksi santai ketika santai, dan ada yang bereaksi santai walaupun aksi itu keras. Suatu pernyataan yang menarik dapat kita teladani adalah: “jika anda baik tentunya saya akan lebih baik, dan jika anda jahat, saya tidak akan ikut-ikutan jahat, lebih baik menjadi orang yang baik walaupun orang lain berbuat jahat”. 7 KEGIATAN BELAJAR 1 MACAM-MACAM BESARAN DAN SISTEM SATUAN 1.1 Besaran dan Satuan Besaran adalah gambaran secara kuantitatif (ukuran) dari benda, proses atau suatu keadaan, contohnya : massa, panjang, tekanan, tegangan, kecepatan, dan sebagainya. Dalam suatu pengukuran nilai suatu besaran adalah harga ukuran itu. Besaran dibagi menjadi dua bagian yaitu : a. Besaran vektor : yaitu besaran yang mempunyai besar (nilai) dan arah, seperti: gaya, kecepatan, dan sebagainya. b. Besaran skalar : yaitu besaran yang hanya mempunyai besar tapi tidak punya arah, contohnya : massa, panjang, waktu, suhu, dan sebagainya. Satuan adalah cara mengungkapkan suatu ukuran dengan menggunakan bilangan. Ada tiga macam sistim satuan yaitu : a. British Gravitational System (BGS) b. Metric System (MKSA) Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti kegiatan belajar ini diharapkan kalian dapat: a. Membedakan antara besaran dan satuan b. Mengidentifikasi macam-macam besaran c. Mengidentifikasi macam-macam satuan d. Menerapkan besaran dan satuan yang sesuai pada penyelesaian persoalan keteknikan 8 c. Systeme International D’ Unites (SI) Sistim Satuan International (SI) adalah suatu sistim yang telah diolah dan dikembangkan oleh komisi teknik dan ISO (International Organization for standardization). Standar satuan ini tercantum dalam International Standard ISO R31. Ada tiga macam kategori satuan yaitu : a. satuan dasar b. satuan tambahan c. satuan turunan Contoh : panjang balok adalah 2 meter. Panjang adalah besaran, 2 disini menyatakan nilai ukuran (nilai besaran), dan meter adalah satuan. 1.2 Batasan Besaran 1. Membedakan antara Besaran dengan Satuan. Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, dihitung, memiliki nilai dan satuan. Besaran menyatakan sifat dari benda. Sifat ini dinyatakan dalam angka melalui hasil pengukuran. Oleh karena satu besaran berbeda dengan besaran lainnya, maka ditetapkan satuan untuk tiap besaran. Satuan juga menunjukkan bahwa setiap besaran diukur dengan cara berbeda. Mengukur sebenarnya adalah kegiatan membandingkan suatu Besaran dengan Besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Contoh: Gaya tekan sebesar 10 N F = 10 N Maka N melambangkan satuan yang dipilih untuk besaran F dan 10 melambangkan nilai bilangan dari besaran F bila dinyatakan dalam satuan N. Besaran fisis dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila termasuk dalam satu 9 kategori. Besaran fisis dapat juga dikulaikan atau dibagi satu sama lainnya menurut aturan ilmu hitung. Contoh: Kecepatan pada gerak beraturan adalah L adalah jarak dalam interval waktu t. Bila jarak L = 5 cm dan interval waktu t = 2,5 s, maka: Dalam bidang mekanika pada umumnya terdapat tiga besaran dasar, yaitu panjang, massa, dan waktu. Akan tetapi pemilihan yang lain juga mungkin. Misalnya, panjang, waktu, dan gaya atau panjang, waktu, dan energi. Dalam praktek dapat juga dibuat pemilihan satuan dengan suatu cara yang menghasilkan persamaan antara nilai bilangan, termasuk faktor bilangannya dan mempunyai bentuk yang sama dengan persamaan antara besaran-besaran yang bersangkutan. Sistem satuan dengan cara ini disebut koheren terhadap sistem besaran dan persamaan dalam soal-soal. Di depan telah dijelaskan bahwa ada tiga macam satuan, yaitu satuan dasar, satuan tambahan, dan satuan turunan, satuan-satuan tersebut bersama-sama membentuk satuan SI yang koheren. 10 Contoh: No Besaran SI unit dalam satuan dasar 1 Kecepatan m/s 2 Gaya kg. m/s2 3 Energi kg.m2/ s2 4 Tekanan kg/ms2 2. Besaran Vektor dan Besaran Skalar Besaran fisis dibagi menjadi 2 golongan yaitu besaran vektor dan besaran skalar. Besaran vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Contohnya kecepatan, percepatan gravitasi, dan gaya. Vektor dapat digambarkan dengan tanda anak panah. Panjang anak panah melambangkan besarnya vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar saja. Contohnya: laju, berat, jarak, dan waktu. Besaran vektor dan besaran skalar No Besaran Vektor Besaran Skalar 1 Perpindahan Jarak 2 Kecepatan Laju 3 Percepatan Kekuatan 4 Gaya Waktu 5 Momentum Volume 6 Kuat medan magnet Kerja 7 Torsi ( momen–gaya) Massa (inersia) Catatan: Untuk besaran vektor perpindahan, kecepatan,dan percepatan ada hubungannya dengan kolom di sebelah kanannya pada besaran skalar. Misalnya laju adalah besarnya kecepatan. 11 1.3 Sistim Satuan Internasional (SI) Atau Standar ISO Sistem satuan internasional atau lebih dikenal dengan satuan SI (dari bahasa Perancis, Systeme International d‟ Unites) adalah sistem satuan yang telah diolah oleh organisasi standar internasional yang juga dikenal dengan nama ISO (International Organization for Standardization). Sistem satuan tersebut sudah diresmikan pemakaiannya sejak tahun 1960, setelah disetujui dalam Conference General des Poids et Mesures (CGPM). Sistem satuan internasional telah dipakai sejak tahun 1980 dan kita di Indonesia juga menggunakan sistem satuan ini. Sistem satuan internasional ini terdiri atas tiga macam satuan, yaitu satuan dasar, satuan tambahan, dan satuan turunan. Lambang besaran digunakan huruf tunggal dari abjad Latin atau Yunani. Untuk pembeda dengan yang lainnya, kadang- kadang lambang besaran itu diberi subscript atau tanda pembeda yang lain dan dapat pula diberi indeks. Lambang besaran ditulis atau dicetak miring, tanpa tanda titik. Contoh 1) L lambang besaran untuk panjang. 2) E lambang besaran untuk energi. 3) Ek untuk energi kinektis 4) lambang besaran untuk tegangan 5) ijin untuk tegangan yang diizinkan 6) b untuk tegangan patah yang diizinkan Lambang satuan apabila ditulis lengkap maka menggunakan huruf kecil termasuk lambang satuan yang diambil dari nama orang, negara, atau nama sesuatu hal. Jika lambang satuan (nama orang atau lebih) ditulis dengan huruf besar dan huruf berikutnya ditulis dengan huruf kecil. Contoh: 1) m untuk meter 12 2) s untuk sekon/ detik 3) A untuk Ampere (nama orang) 4) N untuk Newton ( nama orang) 5) Kg untuk kilogram 6) Btu untuk British Termal Unit (nama negara) 7) Wb untuk Weber (nama orang) 1. Satuan Panjang Besaran panjang satuan meter dengan lambang satuan (m). Nama satuan meter adalah termasuk satuan dasar untuk SI. Meter adalah suatu panjang (jarak) yang sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang dalam ruang hampa dari radiasi yang bersesuaian dengan transisi antara level 2P10 dan 5d5 dari atom kripton -86. 2. Satuan Massa Nama satuan besaran massa adalah kilogram dengan lambang satuan (kg). Kilogram termasuk satuan dasar untuk SI. Kilogram adalah satuan masa yang sama dengan massa dari prototipe kilogram internasional ( CGPM ke -1 tahun 1901 ) 3. Satuan Gravitasi Gravitasi diberi lambang satuan g yang besarnya diukur dari atas permukaan laut yang sama dengan 9,80600 m/s2 ( 32,169 ft/s2 ). Didalam menyelesaiakan soal-soal pada umumnya graviasi besarnya diambil sama dengan 9,8 m/s2 ( 32 ft/s2). Percepatan atau percepatan gravitasi = pertambahan kecepatan Waktu yang diperlukan Satuan dalam SI : satuan kecepatan = m /s Satuan waktu = s Satuan gravitasi = m/s2 (meter per detik kuadrat) 13 4. Satuan Waktu Besaran waktu nama satuannya detik dengan lambang satuan s. Satuan ini termasuk satuan dasar untuk SI. Detik adalah waktu dari 9.192.631.770 periode radiasi yang bersesuaian dengan transisi antara dua hyperfine levels dari keadaan atom Cs-133 (CGPM ke 13 tahun 1967). Satuan waktu dalam SI adalah detik atau sekon (s). Waktu dibagi menjadi periode-periode yang berulang secara teratur: tahun, bulan, dan hari. Hari dibagi lagi menjadi jam, menit, dan detik. Salah satu alat pengukur waktu yang modern ialah jam atom sesium ( Cs). Jam ini sangat tinggi kecepatannya , kesalahan pengukuran hanyalah satu detik dalam 3000 tahun. 5. Satuan gaya Nama satuan gaya menurut SI adalah Newton dengan lambang N. Satuan gaya adalah satuan turunan yang mempunyai nama dan lambang sendiri. Gaya menyebabkan percepatan pada benda . besarnya percepatan itu tergantung pada besarnya massa benda dan besarnya gaya. Seperti dikatakan dalam hukum II sebagai berikut: gaya yang bekerja pada suatu benda adalah sama dengan massa benda dikalikan percepatannya. Jadi gaya = massa x percepatan F = m . a F = gaya ( N) atau (dyne) m = massa benda (kg) atau (g) a = percepatan ( m/s2 ) atau (cm/s2) 1 newton adalah gaya yang memberi percepatan sebesar 1 m/s2 pada massa 1 kg. Satuan lain untuk gaya adalah dyne. 1 dyne adalah gaya yang memberikan percepatan sebesar 1 cm/s2 pada massa 1 gram. 1 newton = 1 kg m/s2 = 1000 g X 100 cm/s2 1 newton = 105 dyne. Next >