Materi Fisika smp kelas 1.2.3

PENGUKURAN

Pengertian Pengukuran

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan

Contoh :
Mengukur panjang meja dengan pensil.
Panjang pensil digunakan sebagai satuan
Hasil : panjang meja = 5 pensil

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka.

Satuan adalah pembanging dalam suatu pengukuran

Satuan baku adalah satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang sama atau tetap untuk semua pengukuran.

Satuan tidak baku adalah satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil tidak sama untuk orang yang berlainan.

Perhatikan Tabel Berikut :

No Pengukuran Besaran Nilai Satuan
1 Panjang meja 1 meter Panjang 1 Meter
2 Berat beras 5 kilogram Massa 5 Kilogram
3 Jarak tempuh 60 menit Waktu 60 Menit
4 Panjang meja 5 pensil Panjang 5 pensil



Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Besaran fisika asalah besaran yang dapt diukur dan memiliki satuan.
Contoh : panjang, mass, suhu, waktu dll.
Jadi segala sesuatu yang tidak dapat diukur bukan merupakan besaran fisika.
Contoh : sedih, senang, kecewa dll





Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan.
Contoh :

Besaran Satuan Simbol
1 Panjang Meter m
2 Massa Kilogram kg
3 Waktu Sekon s
4 Kuat Arus Listrik Ampere A
5 Suhu Kelvin K
6 Jumlah Zat Mole mol
7 Intensitas Cahaya Kandela cd

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diperoleh dari besaran pokok
Contoh :
Besaran Satuan Simbol
1 Luas m2 A
2 Volume m3 V
3 Kecepatan ms-1 v
4 Percepatan ms-2 a
5 Gaya kg ms-1 F
6 Massa Jenis kg m-3 ρ
7 Daya kg m2 s3


Sistem Internasional

Syarat-syarat :
1. Satuan selalu tetap, tidak mengalami perubahan karena pengaruh apapun. Contoh : suhu, tekanan, dan kelembaban.
2. Bersifat internasional, dapat dipakai di seluruh negara.
3. Mudah ditiru bagi orang yang akan menggunakannya

Sistem internasional (SI) adalah sistem satuan yang dapat dipakai di seluruh negara (internasional)
SI diresmikan tahun 1960.
Satuan-satuan SI ditentukan dari sistem MKS.

Sistem MKS adalah meter sebagai satuan besaran panjang, kilogram sebagai satuan besaran massa, dan sekon sebagai satuan besaran waktu.




Standar untuk satuan pokok panjang :

1 desimeter (dm) 0,1 m 10-1 m
1 centimeter (cm) 0,01 m 10-2 m
1 milimeter (mm) 0,001 m 10-3 m
1 dekameter (dam) 10 m 101 m
1 hektometer (ha) 100 m 102 m
1 kilometer 1.000 m 103 m
1 inci 3,54 X 10-2 m
1 yard 91,44 X 10-2 m
1 kaki 30,48 X 10-2 m


Standar untuk satuan pokok massa

1 ton 1.000 kg 103 kg
1 kuintal 100 kg 102 kg
1 hektogram (hg) 1 ons 0,1 kg = 10-1 kg
1 dekagram (dag) 0,01 kg 10-2 kg
1 gram 0,001 kg 10-3 kg
1 miligram (mg) 0,000001 kg 10-6 kg
1 mikrogram (mg) 0,000000001 kg 10-9 kg


Standar untuk satuan pokok waktu

1 menit 60 sekon
1 jam 60 menit 3.600 sekon
1 hari 24 jam 1.440 menit 86.400 sekon


Suhu dan Pengukurannya

Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Pengukuran suhu dilakukan dengan termometer untuk memperoleh hasil yang tepat.
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda dengan tepat dan dinyatakan dengan angka.

Bagian-bagian termometer :
• Pipa kaca yang berongga.
• Zat cair (alkohol atau air raksa) untuk mengisi pipa kaca tersebut.
• Ruang hampa udara pada bagian atas cairan

Prinsip kerja termometer :
• Volume zat cair akan berbah apabila dipanaskan atau didinginkan.
• Volume akan bertambah bila dipanskan.
• Volume akan berkurang bila didinginkan.
• Naik turunnya zat cari digunakan sebagai acuan untuk enentukan suhu suatu benda.

Ada 2 macam zat cair yang digunakan sebagai bahan pengisi termometer yaitu air raksa dan alkohol

Keuntungan termometer air raksa :
1. Tidak membasahi dinding pipa kapiler sehingga pengukuran lebih teliti.
2. Mudah dilihat karena mengkilat.
3. Cepat mengambil panas dari benda yang diukur.
4. Jangkauan air raksa cukup besar (titik beku – 40oC, titik didih 360 oC)
5. Volume berubah secara teratur.

Kerugian termometer air raksa :
1. Harganya mahal.
2. Tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah.
3. Merupakan zat beracun sehingga berbahaya jika tabung pecah.

Keuntungan termometer alkohol :
1. Harganya murah
2. Lebih teliti karena dengan kenaikan suhu yang kecil, alkohol mengalami perubahan suhu yang besar.
3. Dapat mengukur suhu yang sangat rendah (titik beku -130 oC)



Kerugian termometer alkohol :
1. Membasahi dinding kaca.
2. Titik didihnya rendah (78 oC)
3. Tidak berwarna sehingga perlu diberi pewarna terlebih dahulu.

Air tidak digunakan untuk mengisi tabung termometer karena :
1. membasahi dinding kaca
2. jangkauan suhunya terbatas
3. perubahan volumenya kecil
4. penghantar panas yang buruk

Jenis-Jenis Termometer

1. Termometer zat cair dalam gelas
• Biasa digunakan untuk mengukur temperatur pada daerah batas pengukuran yang dipengaruhi oleh jenis zat termometrik (cairan dalam pipa kapiler)
• Prinsip : zat cair memuai jika dipanaskan.

2. Termokopel
• Terdiri dari 2 jenis logam yang dihubungkan dan membentuk rangkaian tertutup.
• Besarnya aliran listrik pada kawat berubah sesuai dengan perubahan suhu.
• Keuntungan pada kecepatan mencapai keseimbangan suhu dengan sistem yang akan diukur.

3. Termometer hambatan listrik
• Dasar kerja : hambatan listrik dari logam akan bertambah bila suhu logam naik.

4. Termometer gas volume tetap
• Terdiri dari bola yang berisi gas yang dihubungkan dengan tabung manometer.
• Prinsip : perubahan tekanan suatu gas akibat perubahan suhu bila volumenya tetap.


Perbandingan Skala Termometer

1. Termometer Celcius
• Dibuat oleh Anders Celcius dari Swedia (1701 – 1744)
• Titik tetap atas menggunakan air yang sedang mendidih (100 oC)
• Titik tetap bawah menggunakan air yang membeku/es mencair (0oC)
• Perbandingan skala 100

2. Termometer Reamur
• Dibuat oleh Reamur dari Prancis (1731)
• Titik tetap atas menggunakan air yang mendidih (80oR)
• Titik tetap bawah menggunakan es yang mencair (0oR)
• Perbandingan skala 80

3. Termometer Fahrenheit
• Dibuat oleh Daniel Gabriel Fahrenheit dari Jerman (1686 – 1736)
• Titik tetap atas menggunakan air mendidih (212oF)
• Titik tetap bawah menggunakan es mencair (0oF)
• Perbandingan skala 180

4. Termometer Kelvin
• Dibuat oleh Kelvin dari Inggris (1848 – 1954)
• Titik tetap atas menggunakan air mendidih (373 K)
• Titik tetap bawah menggunakan es mencair (273 K)

Hubungan Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin adalah :
C : R : (F - 32) : K
5 : 4 : 9 : 5

Secara matematis adalah :

1. Hubungan Celciuds dengan Reamur
t oC = (4/5 X t) oR atau t oR = (5/4 X t) oC

2. Hubungan Celcius dengan Fahrenheit
t oC = (9/5 X t) + 32 oF atau t oF = 5/9 X (t - 32) oC

3. Hubungan antara Celcius dengan Kelvin
t oC = (t + 273) K atau tK = (t - 273) oC





Alat Ukur

Alat ukur panjang
1. Mistar
• Mistar dengan skala terkecil 1 mm disebut mistar berskala mm.
• Mistar dengan skala terkecil 1 cm disebut mistar berskala cm.
• Mistar mempunyai tingkat ketelitian 1 mm atau 0,1 cm

2. Jangka Sorong
• Mempunyai nonius/vernier yaitu skala yang mempunyai panjang 9 mm dan dibagi atas 10 bagian yang sama.
• Perbedaan satu bagian skala nonius dengan satu skala utama adalah 0,1 mm.
• Tingkat ketelitian = 0,1 mm
• Bagian-bagian jangka sorong adalah
a. Rahang tetap yang memiliki skala utama
b. Rahang sorong (dapat digeser-geser) yang memiliki skala nonius
• Biasa digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, garis tengah bagian luar tabung, diameter bola, garis tengah bagian dalam tabung.
• Contoh :
Hasil pengukuran 5,74 cm
a. Skala utama 5,7 cm
b. Skala nonius yang berimpit tegak lurus dengan satu tanda skala utama adalah garis keempat (4)
c. Dengan tingkat ketelitian 0,1 mm maka nilai lebih adalah 4 X 0,1 mm = 0,4 mm = 0,04 cm
d. Jadi hasil pembacaan jangka sorong adalah 5,7 + 0,04 = 5,74 cm

3. Mikrometer Sekrup
• Memiliki tingkat ketelitian sangat tinggi yaitu 0,01 mm.
• Bisa digunakan untuk mengukur benda yang sangat tipis misalnya tebal kerjas.
• Cara kerja adalah : jika selubung luar dengan skala 50 diputar satu kali maka rahang geser dan selubung akan bergerak maju atau mundur.
• Jarak maju mundur rahang geser sejauh 0,5 mm/50 menhasilkan ketelitian 0,01 mm.
• Contoh :
Hasil pengukuran 7,91 mm
a. Skala utama yang berimpit dengan tepi selubung luar adalah 7,5 mm.
b. Garis selubung luar yang berimpit tegak lurus dengan skala utama adalah garis ke-41.
c. Dengan tingkat ketelitian 0,01 mm maka nilai lebih adalah 41 X 0,01 mm = 0,41 mm
d. Jadi hasil pembacaan mikrometer sekrup adalah 7,5 + 0,41 = 7,91 mm.

Alat ukur massa

Neraca adalah alat untuk mengukur massa suatu benda.
Macam-macam neraca :
1. Neraca tiga lengan (O’hauss – 2610) dapat mengukur sampai 2.610 kg dengan ketelitian 0,1 gram
2. Neraca empat lengan (O’hauss – 311) dapat mengukur massa samapi 310 gram dengan ketelitian 0,01 gram

Contoh :
Hasil pengukuran 47,52 gram
a. Benda yang akan diukur diletakkan di piringan neraca.
b. Geser skala ke kanan sehingga diperoleh keseimbangan.
c. Lengan pertama sebesar 0 gram.
d. Lengan kedua sebesar 40 gram.
e. Lengan ketiga sebesar 7 gram
f. Lengan keempat sebesar 0,52 gram
g. Jadi massa beda adalah 0 + 40 + 7 + 0,52 = 47,52 gram

Alat ukur waktu

Stopwatch atau jam adalah alat untuk mengukur waktu.
Stopwatch mekanis memiliki ketelitian 0,1 sekon.
Stopwatch elektronik memiliki ketelitian 0,001 sekon.
Arloji memiliki ketelitian 1 sekon


Pengukuran Besaran Turunan

Besaran Luas

Persegi L = s X s
s : sisi
Persegi Panjang L = p X l
p : panjang
l : lebar
Jajar Genjang L = a X t
a : alas
t : tinggi
Segitiga L = ½ a X t
a : alas
t : tinggi
Lingkaran L = π X r2
Π : 3,14
r : jari-jari


Besaran Volume

Kubus V = s X s X s
s : sisi
Balok V = p X l X t
p : panjang
l : lebar
t : tinggi
Silinder V = π X r2 X t
π : 3,14
r : jari-jari
t : tinggi
Bola V = 4/3 X π X r3
π : 3,14
r : jari-jari
Kerucut V = 1/3 X π X r2 X t
π : 3,14
r : jari-jari
t : tinggi


Cara mengukur volume benda padat secara tidak langsung :

1. Menggunakan satu buah gelas ukur
• Letakkan gelas ukur pada permukaan yang rata.
• Isi dengan air kira-kira setengahnya.
• Baca skala yang ditunjukkan (V1)
• Masukkan zat padat yang hendak diukur.
• Baca skala yang ditunjukkan (V2)
• Volume benda padat = (V2 - V1) ml

2. Menggunakan satu gelas ukur dan satu gelas berpancuran
• Letakkan gelas ukur pada permukaan yang rata.
• Isi gelas berpancuran dengan air sampai batas lubang gelas berpancuran.
• Taruh gelas ukur tepat di bawah lubang pancuran.
• Masukkan zat padat yang hendak diukur ke dalam gelas berpancuran.
• Air akan tumpah dari gelas berpancuran ke gelas ukur.
• Baca skala yang pada gelas ukur = volume benda.