Besaran, Satuan, dan Pengukuran

Salam juara untuk para sobat juara.

Semoga selalu dalam keadaan sehat ya sobat. Kali ini kita akan kembali berdiskusi tentang materi IPA. Adapun yang akan kita diskusikan pada kesempatan kali ini materi kelas 7 semester 1 (satu) yaitu "Besaran, Satuan, dan Pengukuran".

BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN

KELAS 7 SEMESTER 1

A. Besaran

Besaran adalah segala sesuatu yang memenuhi syarat berikut:

a. dapat diukur

b. dapat dinyatakan dalam bentuk angka atau nilai

c. memiliki satuan

Besaran dalam IPA digunakan untuk membedakan sesuatu dengan sesuatu yang lain.

Contoh besaran: panjang, massa, kecepatan, percepatan, kelajuan, gaya, volume, luas, tinggi, suhu, tekanan, energi, usaha, momentum, debit, jumlah zat, intensitas cahaya, waktu, kalor, dll.

Contoh bukan besaran: ketampanan, kecantikan, keindahan, dll

Besaran dikelompokkan menjadi 2, yaitu Besaran Pokok dan Besaran Turunan.

1. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang terdefenisi terlebih dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain. Besaran pokok merupakan besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu.

Besaran pokok ada 7. Berikut besaran pokok beserta satuan Sistem Internasional (SI) dan alat ukurnya.

No.	Besaran Pokok	Satuan SI	Alat Ukur
1.	Panjang	meter (m)	mistar, jangka sorong. micrometer sekrup
2.	Massa	Kilogram (Kg)	Neraca (Timbangan)
3.	Kuat Arus	Ampere (A)	Amperemeter
4.	Suhu	Kelvin (K)	Termometer
5.	Waktu	Sekon (s)	Stopwatch
6.	Jumlah Zat	Mole (mol)	-
7.	Intensitas Cahaya	Candela (Cd)	Lightmeter

Video materi Besaran Pokok👇

2. Besaran Turunan

Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan atau dibentuk dari beberapa besaran pokok. Satuan dari besaran turunan ditetapkan berdasarkan satuan-satuan besaran pokok.

Besaran turunan ada banyak, diantaranya sebagai berikut!

No.	Besaran Turunan	Satuan SI
1.	Kecepatan	m/s
2.	Gaya	Kg.m/s2 = Newton (N)
3.	Volume	m3
4.	Luas	m2
5.	Debit	m3/s
6.	Usaha	Kg.m2/s2 = Joule
7.	Percepatan	m/s2

 

B. Satuan

Satuan adalah suatu patokan (standar) yang digunakan untuk menyatakan suatu besaran. Ada 2 macam satuan, sebagai berikut!

1. Satuan Baku

Dalam IPA, satuan baku terbagi menjadi 2 jenis:

a. Satuan MKS (meter. kilogram, sekon)

Contoh besaran yang menggunakan satuan MKS adalah gaya. Satuan gaya adalah kg.m/s²

b. Satuan cgs (cm, gram, sekon)

Contoh besaran yang menggunakan satuan cgs adalah massa jenis. Satuan massa jenis adalah gr/m³

2. Satuan Tidak Baku

Beberapa contoh satuan tidak baku, sebagai berikut:

a. Jengkal tangan adalah jarak antara ujung ibu jari dan ujung jari telunjuk ketika direntangkan.

b. Depa adalah jarak antara ujung jari tengah tangan kiri dengan ujung jari tengah tangan kanan jika kedua tangan direntangkan.

c. Hasta adalah jarak antara siku lengan dan ujung jari tengah ketika direntangkan.

Selengkapnya MATERI SATUAN dapat dilihat pada video berikut ini👇

C. Pengukuran

1. Pengukuran Panjang

Satuan panjang dalam SI adalah meter dimana 1 meter didefenisikan sebagai jarak yang sama dengan 1.650.763,73 kali riak panjang gelombang cahaya merah jingga yang dihasilkan gas krypton. Alat ukur panjang diantaranya sebagai berikut:

a. Mistar, memiliki ketelitian hingga 1 mm atau 0,1 cm

Panjang balok adalah ....

Untuk menghitung hasil pengukuran mistar di atas bisa menggunakan persamaan berikut:

Hasil Ukur = Skala Ujung - Skala Pangkal

Hasil Ukur = 3,1 cm - 0,3 cm

Hsil Ukur = 2,8 cm

 

b. Jangka sorong, memiliki ketelitian hingga 0,1 mm atau 0,01 cm

Jangka sorong memiliki 2 skala:

1. Skala Utama (SU)

2. Skala Nonius (SN)

Hasil Pengukuran = SU + (SN x nst)

SU= Skala Utama tepat sebelum angka NOL Skala Nonius

SN = Skala Nonius yang berhimpit dengan Skala Utama

nst = nilai skala terkecil (ketelitian)

"nst jangka sorong = 0,01 cm"

Yuk diperhatikan dan kita bahas hasil pengukuran menggunakan jangka sorong seperti gambar di bawah ini!

Panjang paku yang diukur adalah ....

Come On kita bahas ya sobat,

Jika diperhatikan gambar di atas, maka Skala Utama tepat sebelum angka NOL Skala Nonius adalah 1,1 cm, jadi SU = 1,1 cm. Skala Nonius yang berhimpit dengan Skala Utama adalah 6. 

Mari kita selesaikan👇

SU = 1,1 cm

SN = 6

nst = 0,01 cm

Hasil Ukur = SU + (SN x nst)

Hasil Ukur = 1,1 cm + (6 x 0,01 cm)

Hasil Ukur = 1,1 cm + 0,06 cm

Hasil Ukur = 1,16 cm

c. Mikrometer sekrup, memiliki ketelitian 0,01 mm

Sama dengan jangka sorong, mikrometer juga memiliki 2 skala:

1. Skala Utama (SU)

2. Skala Nonius (SN)

Hasil Pengukuran = SU + (SN x nst)

SU= Skala Utama tepat sebelum batas Skala Utama dan Skala Nonius

SN = Skala Nonius yang lurus dengan garis tengah Skala Utama

nst = nilai skala terkecil (ketelitian)

"nst jangka sorong = 0,01 mm"

Yuk diperhatikan dan kita bahas hasil pengukuran menggunakan mikrometer sekrup seperti gambar di bawah ini!

Panjang benda yang hasil pengukurannya menggunakan mikrometer seperti gambar di samping adalah ....

Come On kita bahas ya sobat,

Jika diperhatikan gambar di atas, maka Skala Utama tepat sebelum garis batas Skala Utama dan Skala Nonius adalah 6,5 mm, jadi SU = 6,5 mm. Skala Nonius yang berhimpit dengan garis tengah Skala Utama adalah 34. 

Mari kita selesaikan👇

SU = 6,5 mm

SN = 34

nst = 0,01 mm

Hasil Ukur = SU + (SN x nst)

Hasil Ukur = 6,5 mm + (34 x 0,01 mm)

Hasil Ukur = 6,5 mm + 0,34 mm

Hasil Ukur = 6,84 mm

2. Pengukuran Massa

Massa suatu benda menyatakan jumlah zat yang dikandung benda. Massa standar didefenisikan sama dengan massa 1 liter air murni pada suhu 4 derajat celcius. Aat ukur massa adalah neraca atau timbangan. Dari beberapa jenis neraca yang sering digunakan diantaranya adalah neraca batang yang disebut juga neraca O'hauss. Jenis neraca lainnya adalah sebagai berikut:

a. neraca sama lengan

b. neraca batang tiga lengan

c. neraca batang empat lengan

d. neraca digital

e. neraca duduk 

f. neraca gantung

3. Pengukuran Waktu

Satu detik adalah waktu yang diperlukan atom cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Alat yang dapat digunakan untuk melakukan pengukuran waktu adalah stopwatch.

SEMOGA BERMANFAAT YA SOBAT JUARA

SALAM JUARA

Channel Youtube https://www.youtube.com/c/JuaraJamanNow

Aplikasi Hukum II Newton Pada Gerak Rotasi Fisika Kelas XI.IPA SMA

 Assalammu'alaikum sobat juara,

Semoga selalu semangat belajarnya ya sobat. Yuk kita bahas-bahas fisika lagi. Kali ini kita akan berdiskusi tentang bagian materi pada BAB 1 Dinamika Rotasi Kelas XI.IPA SMA, yaitu Aplikasi Hukum II Newton Pada Gerak Rotasi.

Tentu sobat sudah pernah belajar tentang Hukum II Newton di kelas 8 SMP. Ya benar, Hukum II Newton yang sobat pelajari berhubungan dengan gerak lurus atau gerak translasi, yang berbunyi:

"Percepatan suatu benda yang ditimbulkan oleh gaya berbanding lurus dengan besar gayanya dan berbanding terbalik dengan massanya"

dengan Persamaan ΣF = m.a

ΣF = Resultan Gaya (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan (m/s²)

Nah, pada kelas XI sobat akan kembali mempelajari tentang Hukum II Newton, namun bukan pada gerak lurus atau translasi melainkan pada gerak berputar atau gerak rotasi.

Aplikasi Hukum II Newton Pada Gerak Rotasi

Fisika Kelas XI.IPA SMA

"Jika terdapat resultan momen gaya pada suatu benda yang mempunyai momen inersia, maka benda akan berotasi (berputar) dengan percepatan sudut tertentu"

Aplikasi Hukum II Newton pada Gerak Rotasi

a. Benda Menggelinding Pada Bidang Miring

Kecepatan Benda Pada Dasar Bidang Miring

Berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik, energi mekanik benda di puncak bidang miring sama dengan energi mekanik benda di dasar bidang miring, maka didapatkan persamaan kecepatan pada dasar bidang miring sebagai berikut:

h = ketinggian bidang miring (m)

g = percepatan gravitasi (m/s²)

k = koefesien momen inerisia

benda tegar

Percepatan Benda Pada Bidang Miring

Dengan mengkombinasikan persamaan Hukum II Newton pada Gerak Lurus dan persamaan Hukum II Newton pada Gerak Rotasi didapatkan persamaan sebagai berikut:

 

a = percepatan (m/s²)

k = koefisien momen inersia benda tegar

b. Gerak Rotasi Pada Katrol

1) Sebuah Benda Digabungkan pada Katrol Tetap

Jika sebuah benda digantungkan pada katrol (dianggap silinder pejal I = m.r²) melalui seutas tali sehingga turun, maka persamaan percepatan gerak katrol adalah sebagai berikut:

2) Dua Benda Dihubungkan pada Katrol

Jika dua benda digantungkan pada katrol (dianggap silinder pejal I = m.r²) melalui tali sehingga turun dimana massa benda A (1) lebih kecil daripada massa benda B (2), maka persamaan percepatan gerak katrol adalah sebagai berikut:

Silakan dicoba soal berikut ya sobat!

1. Dua buah benda digantung pada seutas tali seperti gambar berikut!

maka katrol akan bergerak dengan percepatan sebesar ....

2. Perhatikan gambar katrol berikut ya sobat

Jika diketahui massa benda A = 2 kg, massa benda B = 5 kg dan massa katrol 5 kg, maka percepatan gerak katrol adalah ....

3. Sebuah benda bermassa 5 kg digantung pada sebuah katrol bermassa 3 kg seperti gambar berikut!

Katrol akan mengalami percepatan sebesar ....

Semoga Bermanfaan ya Sobat

Salam Juara

Youtube Channel https://www.youtube.com/c/JuaraJamanNow

Fisika Kuantum "Radiasi Benda Hitam" Materi Soal dan Pembahasan

 Assalammu'alaikum sobat juara,

Semoga selalu sehat dan tetap semangat belajar ya sobat. Kali ini kita akan berdiskusi tentang materi fisika kelas XII Mipa yaitu Fisika Kuantum bagian pertama Radiasi Benda Hitam

Radiasi Benda Hitam

Apa itu benda hitam?

Benda hitam adalah benda yang memiliki kemampuan menyerap seluruh radiasi yang diterima dan melepaskan seluruh radiasi yang dilepaskan. Benda hitam dimisalkan seperti rongga dengan celah yang sangat kecil bukaannya, Jika radiasi masuk ke dalam rongga melalui celah tersebut maka radiasi akan dipantulkan terus-menerus oleh dinding dalam rongga sehingga energinya terserap habis. Tidak akan ada radiasi yang terpantul memancar keluar celah karena celah rongga sangat kecil. Demikian pula jika rongga ini memancarkan radiasi, tidak radiasi yang kembali ke rongga. Rongga memancarkan seluruh energi yang dikeluarkan.

1. Hukum Stefan Boltzman

Setiap benda memiliki kemampuan meradiasikan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang disebut emisivitas. Nilai emisivitas berkisar antara 0 sampai 1. Permukaan yang sangat hitam memiliki nilai emivisitas 1 yang artinya dapat menyerap radiasi seutuhnya. Sebaliknya permukaan yang sangat mengkilap memiliki emisivitas 0 artinya tidak dapat menyerap radiasi seutuhnya.

Persamaan Intensitas, Daya, dan Energi Radiasi Benda Hitam

I = e.σ.T⁴                (Persamaan Intensitas Radiasi)

P = I.A = e.σ.A.T⁴   (Persamaan Daya Radiasi)

^{E = P.t =}e.σ.A.T⁴.t  (Persamaan Energi Radiasi)

Keterangan

I  = Intensitas radiasi ( watt/m² )

P = Daya radiasi (watt)

e = koefisien emisivitas

E = Energi radiasi (joule)

T = Suhu mutlak benda (K)

A = Luas penampang (m²)

t = Waktu radiasi (s)

σ = Konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10-8 Wm^-2 K^-4)

 Contoh Soal

Energi radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda yang memiliki luas 400 cm² dan memiliki suhu 127^oC dalam waktu 2 sekon jika diketahui emisivitas benda itu 0,5 adalah ....

Penyelesaian  

Diketahui :     

A = 400 cm² = 4 . 10^-2 m²

T = 127^oC = 273 + 127 K = 400 K = 4 x 10² K

e = 0,5 

σ = 5,67 x 10^-8 W m^-2K^-4

Ditanyakan :   

E = ….?

Jawab

E = e.σ.A.T⁴.t

E = 0,5 x 5,67 x 10^-8 x 4.10^-2 x (4 x 10²)⁴ x 2

E = 0,5 x 5,67 x 4 x 256 x 2 x 10^-8 x 10^-2 x 10⁸ 

E = 5.806 x 10^-2

E = 58,06 Joule

2. Hukum Pergeserasn Wien

Hukum Pergeseran Wien ditemukan oleh Wilhem Wien. Wien menemukan hubungan empiris antara panjang gelombang radiasi yang dipancarkan benda hitam dan suhu benda. Penemuan wien:

a. Pada suhu yang berbeda-beda, panjang gelombang radiasi pada saat intensitas maksimum bergeser ke panjang gelombang yang semakin kecil

b. Panjang gelombang radiasi saat intensitasnya maksimum berbanding terbalik dengan suhu mutlak benda. Secara matematis dapat ditulis dengan persamaan:

Contoh Soal

Suatu benda memiliki permukaan dengan suhu 77 ºC meradiasikan gelombang elektromagnetik. Jika Tetapan Pergeseran Wien = 2,9 x 10^-3 m.K, maka panjang gelombang maksimum yang diradiasi dari permukaan benda adalah …

Diketahui:

T = 37 ºC = 77 + 273 K = 350 K  

(Ingat jangan lupa satuan suhu dijadikan Kelvin)

C = 2,9 x 10^-3 m.K

Ditanya : λ_maks ?

Jawab:

λ_{maks . T = C}

λ_maks = C/T

λ_maks = 2,9 x 10^-3/350

λ_maks = 0,0083 x 10^-3

λ_maks = 8,3 x 10^-6 _m

3. Perumusan Rayleigh and Jeans

Perumusan Rayleigh and Jeans  ditemukan oleh Lord Rayleigh dan Sir James Jeans yang merupakan dua ilmuwan asal inggris pada tahun 1900. Rayleigh dan Jeans menggunakan teori jinetik gas untuk menjelaskan radiasi benda hitam. Menurut fisika klasik ekuipartisi energi, energi rata-rata setiap derajat kebebasan pada suhu T adalah 1/2 kT.

Menurut Rayleigh dan Jeans, semakin pendek suatu gelombang (seperti sinar ultraviolet), maka intensitas radiasinya semakin tinggi menuju tak hingga. Untuk panjang gelombang yang membesar, intensitas radiasi akan semakin kecil dan jika panjang gelombang mendekati tak hingga maka intensitas radiasi akan mendekati nol.

Sayangnya, hal ini tidak sesuai dengan hasil empiris untuk panjang gelombang yang semakin pendek mendekati nol. Hasil yang ditunjukkan semakin pendek gelombangnya, maka semakin menurun intensitas radiasinya. Kegagalan persamaan Rayleigh dan Jeans menjelaskan fenomena radiasi benda hitam dikenal sebagai bencana ultraviolet.

4. Hipotesis Kuantum Planck

Planck mengemukakan teori baru dengan menganggap bahwa  radiasi yang dipancarkan suatu benda terbagi-bagi atau diskret ke dalam paket-paket energi yang disebut foton. Besarnya energi ini bergantung pada besarnya frekuensi gelombang elektromagnetik. Planck menjelaskan teorinya ini dengan hasil perhitungan yang menunjukkan kesamaan dengan dengan hasil eksperimen. Rumusan matematika yang digunakan oleh Planck untuk menjelaskan teorinya adalah sebagai berikut.

E = n.h.f

E = Energi radiasi gelombang (Joule)

n = banyak foton

f = Frekuensi radiasi (Hz)

h = Tetapan Planck (6,63 x 10^-34 J.s)

Contoh Soal

Suatu gelombang cahaya memiliki panjang gelombang 6 x 10^-7 m. Jika tetapan planck 6,63 x 10^-34 J.s, maka besar energi foton adalah ....

Diketahui:

h = 6,63 x 10^-34 J.s

n = 1

λ = 6 x 10^-7 m

c = 3 x 10⁸ m/s

(Ingat cepat rambat cahaya tetap dan besarnya 3 x 10⁸ m/s)

Ditanya : E ?

Jawab:

_{E = h.f}             (Ingat (frekuensi) f = c/λ) sehingga

_{E =} h.c/λ

_{E =} 6,63 x 10^-34 x 3 x 10⁸/ 6 x 10^-7

_{E = 19,89 x} 10^-26/6 x 10^-7

_{E = 3,315} x 10^-19 _Joule

Semoga Bermanfaat ya Sobat

Bantu juga ya Sobat Dukung Channel Youtube Juara Jaman Now

https://www.youtube.com/c/JuaraJamanNow

Dengan Cara View. Like, Komen, dan Subscribe