Besaran Pokok dan Besaran turunan

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur yang 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.

Besaran fisist erdiri dari: BesaranPokokdanBesaranTurunan.

Besaran pokok adalah besaran yang satuan nya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain.

Panjang/Jarak

Satuan panjang adalah “meter”. Sedangkan definisi dari satuan “meter” : “satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalamvakum) dalam selang waktu 1/299,792, 458 sekon.”

Massa

Satuan massa adalah “kilogram” (disingkat kg). Sedang definisi dari satuan “kilogram” : “satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar yang disimpan di lembaga Timbangan dan Ukuran Internasional (CGPM ke-1, 1899)”

Waktu

Satuan waktu adalah “sekon” (disingkat s) (detik).Definisi adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom sesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9 192 631 770 kali dalam transisi antara dua tingkat energi di tingka tenergi dasarnya (CGPM ke-13; 1967)

Kuat arus listrik

Satuan kuat arusl istrik adalah “ampere” (disingkat A).Satu ampere adalah kuat arus tetap yang  jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 × 10-7 newton pada setiap meter kawat.

Suhu

Satuan suhu adalah “kelvin” (disingkat K). Satu kelvin adalah 1/273,16 kali suhu termo dinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967). Dengan demikian, suhu termo dinamika titik tripel air adalah 273,16 K. Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang denga es dan uap jenuhnya.

Intensita Cahaya

Satuan intensitas cahaya adalah “kandela” (disingkat cd). Satu kandenla adalah intensitas cahaya suatu sumbe rcahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 × 1012  hertz  dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut (CGPM ke-16, 1979)

Selain kita mempelajari Besaran Pokok, kita juga mempelajari Besaran turunan. Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok atau besaran yang di dapat dari penggabungan besaran-besaran pokok.

Contoh besaran turunan adalah Berat, Luas, Volume, Kecepatan, Percepatan, Massa Jenis, Berat jenis, Gaya, Usaha, Daya, Tekanan, Energi Kinetik, Energi Potensial, Momentum, Impuls, Momeninersia, dll. Dalam fisika, selain tujuh besaran pokok yang disebutkan di atas, lainnya merupakan besaran turunan. Besaran Turunan selengkapnya akan dipelajari pada masing-masing pokok bahasan dalam pelajaran fisika.

Untuk lebih memperjelas pengertian besaran turunan, perhatikan beberapa besaran turunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok berikut ini.

Luas = panjang x lebar

= besaran panjang x besaran panjang

= m x m

= m²

Volume = panjang x lebar x tinggi

= besaran panjang x besaran panjang x besaran Panjang

= m x m x m

= m³

Kecepatan = jarak / waktu

= besaran panjang / besaran waktu

= m / s

Besaran Turunan

Table Besaran Turunan
Jenis Besaran Turunan	Nama Satuan Besaran Turunan	Satuan Besaran Turunan (Khusus)	Satuan Besaran Turunan	Dimensi Besaran  Turunan
Luas	meter kuadrat		m2	[L]2
Volume	meter kubik		m3	[L]3
Frekuensi	hertz	Hz	s–1	[T]-1
Kerapatan	kilogram per meter kubik		kg/m3	[M][L]-3
Kecepatan	meter per second		m/s	[L][T]-1
kecepatan sudut	radian per second		rad/s	[rad][T]-1
Percepatan	meter per second squared		m/s2	[L][T]-2
apercepatan sudut	radian per second squared		rad/s2
debet volume	meter kubik per sekon		m3/s	[L]2[T]-1
Gaya	newton	N	kg· m/s2	[M] [L] [T]-2
tegangan permukaan	newton per meter, joule per meter kuadrat	N/m· J/m2	kg/s2	[M] [T]-2
Tekanan	newton per meter kuadrat, pascal	N/m2,Pa	kg/(m· s)	[M] [L]-1 [T]-2
vikositas dinamis	newton-second per meter kuadrat, pascal-second	N s/m2, Pa s	kg/(m· s)	[M] [L]-1[T]-2
vikositas kinematis	meter kuadrat per sekon		m2/s	[L]2 [T]-1
usaha, energi, panas	joule,newton-meter, watt-sekon	J,N · m,W · s	kg· m2/s2	[M] [L]2[T]-2
power, heat flux	watt, joule per sekon	W, J/s	kg · m2/s2	[M] [L]2 [T]-2
heat flux density	watt per meter kuadrat	W/m2	kg/s3	[M] [T]-3
volumet ric heat release rate	watt per cubic meter	W/m3	kg/(m. s3)	[M] [L]-1 [T]-3
koefisien rambat panas	watt per meter kuadrat kelvin	W/(m2K)	kg m/(s3 · K)	[M] [L] [q] [T]-3
kapasitas panas	joule per kilogram kelvin	J/(kg·K)	m2/(s2· K)	[L]2[T]-2[q]-1
kapasitas panas	watt per kelvin	W/K	kg· m2/(s3 · K)	[M] [L]2[T]-3[q]-1
konduktivitas panas	watt per meter kelvin		kg· m2/(s3 · K)	[M] [L]2[T]-3[q]-1
muatan listrik	coulomb	C	A· s	[A] [T]
tegangan listrik	volt	V, W/A	kg· m2/(A · s3)	[M] [L]2 [T]-3[A]-1
kuat medan listrik	volt per meter	V/m	kg· m/(A ·s3)	[M] [L] [T]-3[A]-1
hambatn listrik	ohm	, V/A	kg· m2/(A2 · s3)	[M] [L]2 [T]-3[A]-2
konduktansi listrik	siemens	S, A/V	A2· s3/(kg · m2)	[A]2 [T]3 [M] [L]-2
konduktivitas listrik	ampere per volt meter	A/(V · m)	A2· s3/(kg · m3)	[A]2[T]3 [M] [L]-3
kapasitas listrik	farad	F, A · sN	A2· s4/(kg · m2)	[A]2 [T]4 [M] [L]-2
fluks magnetic	weber	Wb,V · s	kg· m2/(A · s2)	[M] [L]2 [T]-2[A]-2
Induksi	henry	H,V · s/A	kg· m2/(A2 · s2)
magnetic permeability	henry per meter	H/m	kg· m/(A2 · s2)
magnetic flux density	tesla, weber per meter kuadrat	T,Wb/m2	kg/(A. s2)
magnetic field strength	ampereper meter		A/m
magnetomotive force	ampere		A	(besaran pokok)
luminous flux	lumen	lm	cd sr
Luminance	candela per meter kuadrat		cd/m2
Illumination	lux,lumen per meter kuadrat	lx, lm/m2	cd· sr/m2
activity (of radionuclides)	becquerel	Bq	s–1
absorbed dose	gray	GY, J/kg	m2/s2
dose equivalent	sievert	Sv, J/kg	m2/s2

Dimensi Besaran

Dimensi besaran diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa (mass), panjang (length) dan waktu (time). Ada  dua macam dimensi yaitu Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder . Dimensi Primer meliputi M (untuk satuan massa), L (untuk satuan panjang) dan T (untuk satuan waktu). Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua Besaran Turunan yang dinyatakan dalam Dimensi Primer.Contoh :Dimensi Gaya : M L T^-2 atau dimensi Percepatan : L T^-2.

Catatan :

Semua besaran fisis dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga besaran pokok (Dimensi Primer) yaitu panjang, massa dan waktu. Sebagaimana terdapat Satuan Besaran Turunan yang diturunkan dari Satuan Besaran Pokok, demikian juga terdapat Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder yang diturunkan dari Dimensi Primer.

Manfaat Dimensi dalam Fisika antara lain :

 1.) Dapat digunakan untuk membuktikan dua besaran sama atau tidak. Dua besaran sama jika keduanya memiliki dimensi yang sama atau keduanya termasuk besaran vector atau skalar,

2.) Dapat digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah atau mungkin benar,

3.) Dapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika ke sebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran-besaran fisis lainnya diketahui.

4.) Dapat mempermudah membaca satuan Besaran Turunan.

Satuan dan dimensi suatu variable fisika adalah dua hal berbeda. Satuan besaran fisis didefinisikan dengan perjanjian, berhubungan dengan standar tertentu (contohnya, besaran panjang dapat memiliki satuan meter, kaki, inci, mil, atau mikrometer), namun dimensi besaran panjang hanya satu, yaitu L. Dua satuan yang berbeda dapat dikonversikan satu sama lain (contohnya: 1 m = 39,37 in; angka 39,37 in disebut sebagai factor konversi), sementara tidak ada factor konversi antar lambang dimensi.

Angka Penting

Angka penting adalah angka hasil pengukuran yang terdiri dari angka pasti (eksak) dan angka taksiran. Angka pasti diperoleh dari penghitungan skala alat ukur, sedangkan angka taksiran diperoleh dari setengah skala terkecil.
Gambar berikut adalah contoh hasil pengukuran dengan angka penting. Panjang batang adalah 16,5 mm. Angka 16 diperoleh dari menghitung skala, sedang 0,5 diperoleh dari ½ dari 1 mm. Angka 16 adalah angka pasti, sedangkan angka 5 adalah taksiran.

Aturan penulisan angka penting

1. Semua angka bukan nol adalah angka penting.

2. Angka nol dibelakang angka bukan nol adalah bukan angka penting, kecuali diberi tanda khusus misal garis bawah.

3. Angka nol yang terletak diantara dua angka bukan nol adalah angka penting.

4. Angka nol di depan angka bukan nol adalah bukan angka penting.

5. Angka nol dibelakang tanda desimal dan mengikuti angka bukan nol adalah angka penting.

Contoh

No	Angka	Jumlah Angka Penting	Menurut aturan
1 2 3 4 5 6	2356 250 3000 303 0,020 2,00	4 2 4 3 2 3	Nomor 1 Nomor 2 Nomor 2 Nomor 3 Nomor 4 Nomor 5

Aturan penjumlahan angka penting.

1. Penjumlahan/pengurangan angka pasti dengan pasti menghasilkan angka pasti.

2. Penjumlahan/pengurangan angka pasti dengan taksiran meghasilkan angka taksiran.

3. Hasil penjumlahan angka penting hanya memuat satu angka taksiran.

Contoh penjumlahan angka penting

atau  

Contoh pengurangan angka penting

atau  

 

Keterangan:

Aturan perkalian/pembagian angka penting
1. Perkalian/pembagian antar angka pasti dengan angka pasti hasilnya angka pasti.
2. Perkalian/pembagian antar angka pasti dengan taksiran hasilnya angka taksiran.
3. Hasil perkalian/pembagian angka penting hanya memuat satu angka taksiran.
Dengan ketentuan ini ternyata hasilnya memiliki angka penting yang jumlah angka penting sama dengan jumlah angka penting terkecil yang dikalikan.
Contoh :
- 2 angka penting x 4 angka penting = 2 angka penting
- 5 angkapenting x 3 angka penting = 3 angka penting
Contoh perkalian angka penting
atau
Contoh pembagian angka penting
8,8 : 1,222 = 3,6903 = 3,7
7,788 : 2,2 = 3,54 = 3,5 

Jangka sorong

Jangka sorong digital

Jangka sorong digital dengan ketelitian 0.01 mm

Jangka sorong manual

Jangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai seperseratus milimeter. Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan display digital. Pada versi analog, umumnya tingkat ketelitian adalah 0.05mm untuk jangka sorang dibawah 30cm dan 0.01 untuk yang di atas 30cm.

Kegunaan jangka sorong adalah:

• untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit;
• untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur;
• untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara "menancapkan/menusukkan" bagian pengukur. Bagian pengukur tidak terlihat pada gambar karena berada di sisi pemegang.

Cara Membaca Jangka Sorong

Buka rahang geser jangka sorong ke sebelah kanan untuk memudahkan memasukkan benda yang akan diukur.

Geser lagi rahang ke sebelah kiri dengan rapat agar mendapatkan hasil pengukuran yang optimal.

Ada dua angka NOL pada jangka sorong di bawah. Yang pertama pada skala atas (ujung kiri), yang kedua di baris bawahnya agak ke tengah.

Perhatikan garis pertama sebelum angka NOL yang bawah. setelah angka 1 adalah 1,1, kemudian 1,2, 1,3  dan seterusnya. Sehingga disini kita dapat angka 1,2.

Perhatikan garis yang berhimpit antara skala atas dan skala bawah, cari yang nyambung dengan lurus garis atas dan bawahnya. Di contoh didapat angka 6 atau sesungguhnya 0,06 .
Jumlahkan dua angka yang di dapat tadi.

 

 Jadi cara pelaporan data hasil pengukuran adalah:

L  =  x  ±  Δ x

Dimana x adalah hasil yang nampak di pengukuran kita, dengan Δx adalah ketidakpastiannya atau bahasa gampangnya kurang lebihnya, dimana Δx = ¹/₂ × ketelitian alat.

Sebagai contoh jangka sorong di atas, ketelitiannya atau skala terkecilnya adalah 0,01 cm, sehingga
Δ x = ¹/₂ × 0,01 cm = 0,005 cm.

Mikrometer  Sekrup

Mikrometer adalah alat ukur yang dapat melihat dan mengukur benda dengan satuan ukur yang memiliki ketelitian 0.01 mm

Bagian-Bagian dari Micrometer Sekrup
Secara standard bagian-bagian mikrometer sekrup terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut

1. Poros Tetap yaitu poros di ujung yang tidak bergerak
2. Poros Geser, poros yang bisa dierakkann ke depang dan kebelakang
3. Skala utama (salam satuan mm)
4. Skala Nonius atau Skala Putar
5. Pemutar, menggerakkan poros geser
6. Pengunci
7. Rachet, sama seperti poros geser tapi lebih kecil
8. Frame berbentuk U

 

Satu mikrometer adalah secara luas digunakan alat di dalam teknik mesin electro untuk mengukur ketebalan secara tepat dari blok-blok, luar dan garis tengah dari kerendahan dan batang-batang slot. Mikrometer ini banyak dipakai dalam metrology, studi dari pengukuran,

Mikrometer memiliki 3 jenis umum pengelompokan yang didasarkan pada aplikasi berikut :

Mikrometer Luar Mikrometer luar digunakan untuk ukuran memasang kawat, lapisan-lapisan, blok-blok dan batang-batang.

Mikrometer dalam Mikrometer dalam digunakan untuk mengukur garis tengah dari lubang suatu benda

Mikrometer kedalaman Mikrometer kedalaman digunakan untuk mengukur kerendahan dari langkah-langkah dan slot-slot.

Satu mikrometer ditetapkan dengan menggunakan satu mekanisme sekrup titik nada.

Ketelitian sebuah micrometer skrup atau skala terkecilnya mencapai 0,001 cm atau 0,01 mm. Penyajian datanya sering umumnya dalam satuan millimeter.

Fungsi dari Mikrometer Sekrup
Mikrometer berfungsi untuk mengukur panjang/ketebalan/diameter dari benda-benda yang cukup kecil seperti lempeng baja, aluminium, diameter kabel, kawat, lebar kertas, dan masih banyak lagi. Penggunaan mikrometer sekrup sangat luas, intinya adalah mengukur besaran panjang dengan lebih presisi.

Cara Menggunakan Mikrometer Sekrup

Menggunakan mikrometer sekrup tidak sulit. Berikut 5 langkah menggunakan alat ukur mikrometer sekrup

1. Pastikan pengunci dalam keadaan terbuka.
2. Lakukan pengecekan ketika apakah poros tetap dan poros geser bertemu skala dan skala nonius utama menunjukkan angka nol.
3. Buka rahang dengan menggerakkan pemutar ke arah kiri sampai benda dapat masuk ke dalam rahang.
4. Letakkan benda dintara poros tetap dan poros geser lalu tutup kembali rahang hingga tepat menjepit benda.
5. Putarlah Pengunci agar pemutar tidak bisa bergerak lagi. Dengarkan bunyi “klik” yang muncul.

Skala Mikrometer Sekrup

Skala utama
skala mikrometer sekrup ini tiap satuannya sama dengan 1 mm, ditengah-tengah angka skala tersebut ada angka tengahnya.
angka skala atas
1,2,3,4, dst
angka skala bawah
0.5, 1.5, 2.5, dst

Skala Nonius/ Skala Putar
di skala putar terdapat angka 1 sampai 5 (kelipatan 5). Tiap skala ini berputar mundur 1 kali maka skala utama bertambah 0,5 mm. Sehingga 1 skala putar = 0,5/50 =0,01 mm

Cara Membaca Mikrometer Sekrup
1. Lihat pada skala utama, lihat skala yang tepat ditunjuk atau tepa di sebelah kiri skala putar. Angka tersebut dalam mm
2. Lihat angka pada skala putar yang segaris dengan garis melintang di skala utama. kalikan angka itu dengan 0,01
3. Tambahkan angka yang sobat dapat di angka satu dan angka 2. Selesai.
misal kita pakai contoh pengukuran mikrometer sebagai berikut

Panjang yang terbaca dari mikrometer sekrup di atas adalah
Skala Utama   …………………..   5,5 mm
Skala Putar (26×0,01)   ……..   0,26 mm
—————————————————–  +
Panjang Benda   ………………..   5,76 mm