Ada yang mengatakan bahwa nama Sukabumi berasal dari bahasa Sunda, yaitu Suka-Bumen, yang bermakna bahwa pada kawasan yang memiliki udara sejuk dan nyaman ini membuat orang-orang suka bumen-bumen atau menetap.[2] Penjelasan yang lebih masuk akal adalah bahwa nama "Sukabumi" berasal dari bahasa Sansekerta suka, "kesenangan, kebahagiaan, kesukaan" dan bhumi, "bumi". Jadi "Sukabumi" artinya "bumi kesukaan".
Sebelum berstatus kota, Sukabumi hanyalah dusun kecil bernama "Goenoeng Parang" (sekarang Kelurahan Gunungparang) lalu berkembang menjadi beberapa desa seperti Cikole atau Parungseah. Lalu pada 1 April 1914, pemerintah Hindia Belanda menjadikan kota Sukabumi sebagai Burgerlijk Bestuur dengan status Gemeente (Kotapraja) dengan alasan bahwa di kota ini banyak berdiam orang-orang Belanda dan Eropa pemilik perkebunan-perkebunan yang berada di daerah Kabupaten Sukabumi bagian selatan yang harus mendapatkan pengurusan dan pelayanan yang istimewa.
Selanjutnya pada 1 Mei 1926, Mr. G.F. Rambonnet diangkat menjadi Burgemeester. Pada masa inilah dibangun Stasiun Kereta Api, Mesjid Agung, gereja Kristen; Pantekosta; Katholik; Bethel; HKBP; Pasundan, pembangkit listrik Ubrug; centrale (Gardu Induk) Cipoho, Sekolah Polisi Gubermen yang berdekatan dengan lembaga pendidikan Islam tradisionil Gunung Puyuh.
Nama Soekaboemi sebenarnya telah ada sebelum hari jadi Kota Sukabumi yaitu 13 Januari 1815. Kota yang saat ini berluas 52,46 Km² ini mendapatkan namanya dari seorang ahli bedah bernama Dr. Andries de Wilde menamakan Soekaboemi. Perlu diketahu Andris de Wilde ini juga adalah seorang Preanger Planter (kopi dan teh) yg bermukim di Bandoeng, dimana eks rumah tinggal dan gudang kopinya sekarang dijadikan Kantor Pemkot Bandung.
Awalnya ia mengirim surat kepada kawannnya Pieter Englhard mengajukan permohonan kepada pemerintah untuk mengganti nama Cikole (berdasar nama sungai yg membelah kota Sukabumi) dengan nama Soekaboemi 13 Januari 1815. Sejak itulah Cikole resmi menjadi Soekaboemi. Namun, bukan berarti hari jadi Kota Sukabumi jatuh pada tanggal tersebut. Ceritanya memang tidak singkat, bermula dari komoditas kopi yang banyak dibutuhkan VOC, Van Rie Beek dan Zwadecroon berusaha mengembangkan lebih luas tanaman kopi di sekitar Bogor, Cianjur, dan Sukabumi. Tahun 1709 Gubernur Van Riebek mengadakan inspeksi ke kebun kopi di Cibalagung (Bogor), Cianjur, Jogjogan, Pondok Kopo, dan Gunung Guruh Sukabumi. Inilah salah satu alasan dibangunnya jalur lintasan kereta-api yg menghubungkan Soekaboemi dengan Buitenzorg dan Batavia di bagian barat dan Tjiandjoer (ibukota Priangan) dan Bandoeng di timur. Saat itu, de Wilde adalah pembantu pribadi Gubernur Jenderal Daendels dan dikenal sebagai tuan tanah di Jasinga Bogor.
Pada 25 Januari 1813, ia membeli tanah di Sukabumi yang luasnya lima per duabelas bagian di seluruh tanah yang ada di Sukabumi seharga 58 ribu ringgit Spanyol. Tanah tersebut berbatasan dengan Lereng Gunung Gede Pangrango di sebelah utara, Sungai Cimandiri di bagian selatan, lalu di arah barat berbatasan langsung dengan Keresidenan Jakarta dan Banten dan di sebelah Timur dengan Sungai Cikupa. Pada tanggal yang sama 354 tahun yang lalu, Belanda bangga memenangkan perang melawan Spanyol.Setelah Mr. G.F. Rambonnet memerintah ada tiga “Burgemeester” sebagai penggantinya yaitu Mr. W.M. Ouwekerk, Mr. A.L.A. van Unen dan Mr. W.J.Ph. van Waning.
Jumat, 25 Desember 2015
basaran fisis
Besaran Fisis adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka.
Besaran Fisis dilelompokkan menjadi dua, yaitu:
1. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Tujuh besaran pokok, yaitu: panjang, massa, waktu, suhu, kuat arus listrik, intensitas cahaya, dan jumlah zat.
2. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Misalnya, luas yang dirumuskan sebagai panjang X lebar, termasuk besaran turunan karena luas diturunkan dari dua besaran panjang. Demikian juga volum yang dirumuskan sebagai panjang X lebar X tinggi, termasuk besaran turunan karena volum diturunkan dari tiga besaran panjang.
Besaran pokok, satuan, dan dimensinya
Besaran pokok Satuan Singkatan Dimensi
panjang meter m [L]
massa kilogram kg [M]
waktu sekon s [T]
kuat arus listrik ampere A [I]
suhu kelvin K
jumlah zat mol mol [N]
intensitas cahaya kandela cd [J]
Beberapa besaran turunan, dimensi, dan satuannya
Besaran turunan Rumus Dimensi
Satuan dan Singkatan
Luas [L] 2 m2
Volum [L] 3 m3
Massa jenis [M][L] -3 kg m-3
Kecepatan [L][T] -1 m s-1
Percepatan [L][T] -2 m s-2
Gaya [M][L][T] -2
kg m s-2 = newton (N)
Usaha dan Energi
[M][L] 2[T] -2
kg m2 s-2 = joule (J)
Tekanan [M][L] -1 [T] -2
kg m-1 s
-2 = pascal (Pa)
Daya [M][L] 2[T] -3
kg m2 s-3 = watt (W)
Impuls dan Momentum
[M][L][T] -1 kg m s-1 = N s
Awalan-awalan pada satuan SI ( menyatakan pangkat dari 10 )
Awalan Singkatan Kelipatan Contoh
piko p 1/1 000 000 000 000 atau 10-12 pikometer (pm)
nano n 1/1 000 000 000 atau 10-9 nanometer (nm)
mikro 1/1 000 000 atau 10-6 mikrogram ( )
mili m 1/1 000 atau 10-3 miligram (mg)
senti c 1/100 atau 10-2 sentimeter (cm)
desi d 1/10 atau 10-1 desimeter (dm)
Pengali
tera T 1 000 000 000 000 atau 1012 terameter (Tm)
giga G 1 000 000 000 atau 109 gigameter (Gm)
mega M 1 000 000 atau 106 megagram (Mg)
kilo k 1 000 atau 103 kilometer (km)
hekto h 100 atau 102 hektometer (hm)
deka da 10 atau 101 dekagram
Besaran Fisis dilelompokkan menjadi dua, yaitu:
1. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Tujuh besaran pokok, yaitu: panjang, massa, waktu, suhu, kuat arus listrik, intensitas cahaya, dan jumlah zat.
2. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Misalnya, luas yang dirumuskan sebagai panjang X lebar, termasuk besaran turunan karena luas diturunkan dari dua besaran panjang. Demikian juga volum yang dirumuskan sebagai panjang X lebar X tinggi, termasuk besaran turunan karena volum diturunkan dari tiga besaran panjang.
Besaran pokok, satuan, dan dimensinya
Besaran pokok Satuan Singkatan Dimensi
panjang meter m [L]
massa kilogram kg [M]
waktu sekon s [T]
kuat arus listrik ampere A [I]
suhu kelvin K
jumlah zat mol mol [N]
intensitas cahaya kandela cd [J]
Beberapa besaran turunan, dimensi, dan satuannya
Besaran turunan Rumus Dimensi
Satuan dan Singkatan
Luas [L] 2 m2
Volum [L] 3 m3
Massa jenis [M][L] -3 kg m-3
Kecepatan [L][T] -1 m s-1
Percepatan [L][T] -2 m s-2
Gaya [M][L][T] -2
kg m s-2 = newton (N)
Usaha dan Energi
[M][L] 2[T] -2
kg m2 s-2 = joule (J)
Tekanan [M][L] -1 [T] -2
kg m-1 s
-2 = pascal (Pa)
Daya [M][L] 2[T] -3
kg m2 s-3 = watt (W)
Impuls dan Momentum
[M][L][T] -1 kg m s-1 = N s
Awalan-awalan pada satuan SI ( menyatakan pangkat dari 10 )
Awalan Singkatan Kelipatan Contoh
piko p 1/1 000 000 000 000 atau 10-12 pikometer (pm)
nano n 1/1 000 000 000 atau 10-9 nanometer (nm)
mikro 1/1 000 000 atau 10-6 mikrogram ( )
mili m 1/1 000 atau 10-3 miligram (mg)
senti c 1/100 atau 10-2 sentimeter (cm)
desi d 1/10 atau 10-1 desimeter (dm)
Pengali
tera T 1 000 000 000 000 atau 1012 terameter (Tm)
giga G 1 000 000 000 atau 109 gigameter (Gm)
mega M 1 000 000 atau 106 megagram (Mg)
kilo k 1 000 atau 103 kilometer (km)
hekto h 100 atau 102 hektometer (hm)
deka da 10 atau 101 dekagram
usaha energi
USAHA DAN ENERGI
Tahukah kamu bahwa tanpa energi yang diciptakan Tuhan tidak akan ada kehidupan. Matahari, angin, sungai, dan bahkan alam ini tidak akan ada. Energi terdapat di mana-mana dan dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Energilah yang melatarbelakangi setiap kejadian. Jadi, apakah energi itu?
Semua makhluk hidup membutuhkan energi untuk kelangsungan hidup mereka. Tumbuhan dan hewan memperoleh energi dari alam untuk pertumbuhan dan kelestariannya. Manusia memanfaatkan energi yang berasal dari otot mereka untuk kegiatan sehari-hari seperti berjalan dan berlari. Manusia telah mengembangkan berbagai cara pemanfaatan energi yang tersedia untuk meningkatkan kualitas hidup mereka.
A. Pengertian Energi
Setiap saat manusia memerlukan energi yang sangat besar untuk menjalankan kegiatannya sehari-hari, baik untuk kegiatan jasmani maupun kegiatan rohani. Berpikir, bekerja, belajar, dan bernyanyi memerlukan energi yang besar. Kamu membutuhkan berjuta-juta kalori setiap harinya untuk melakukan kegiatan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, disarankan setiap pagi sebelum berangkat sekolah, kamu harus makan terlebih dahulu. Dengan demikian, tubuhmu cukup energi untuk melakukan kegiatan di sekolah dan untuk menjaga kesehatanmu.
Ketika kamu sakit dan nafsu makanmu hilang, tubuhmu akan lemas karena energi dalam tubuhmu berkurang. Jika demikian, kegiatan rutin sehari-harimu akan terganggu bahkan kegiatan ibadahmu pun akan terganggu. Menurutmu, apakah energi itu?
Berdasarkan jawabanmu, kemampuan untuk melakukan sesuatu itulah yang disebut energi. Sesuatu itu dikatakan sebagai kerja atau usaha. Jadi, energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut. 1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori
B. Bentuk-Bentuk Energi
Energi yang paling besar adalah energi matahari. Tuhan telah menciptakan Matahari khusus untuk kesejahteraan umat manusia. Jarak Matahari ke Bumi yang telah diatur pada jarak 149.600 juta kilometer memungkinkan energi panas yang diterima manusia di Bumi tidak membahayakan. Energi panas dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi Bumi dan dapat menghasilkan energi-energi yang lain di muka Bumi ini. Caranya adalah dengan mengubah energi matahari menjadi energi yang lain, seperti energi kimia, energi listrik, energi bunyi, dan energi gerak.
1. Energi Kimia
Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Makanan banyak mengandung energi kimia yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Energi kimia pun terkandung dalam bahan minyak bumi yang sangat bermanfaat untuk bahan bakar. Baik energi kimia dalam makanan maupun energi kimia dalam minyak bumi berasal dari energi matahari.
Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan sehingga mengandung energi kimia. Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga mereka akan memiliki energi tersebut. Tumbuhan dan hewan yang mati milyaran tahun yang lalu menghasilkan minyak bumi. Energi kimia dalam minyak bumi sangat bermanfaat untuk menggerakkan kendaraan, alat-alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.
2. Energi Listrik
Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi. Sebaliknya, energi listrik dapat berupa hasil perubahan energi yang lain, misalnya dari energi matahari, energi gerak, energi potensial air, energi kimia gas alam, dan energi uap.
3. Energi Panas
Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.
4. Energi Mekanik
Ketika kamu memerhatikan sebuah mangga yang bergantung di pohonnya, mungkin kamu mengharapkan buah mangga tersebut jatuh dari pohonnya. Mengapa buah mangga itu dapat jatuh dari pohonnya? Untuk melakukan kerja supaya dapat jatuh dari pohonnya, buah mangga harus memiliki energi. Energi apakah itu? Ketika buah mangga jatuh, dia bergerak ke bawah sampai mencapai tanah. Energi apakah yang terkandung ketika buah mangga bergerak jatuh?
Dari peristiwa tersebut terdapat dua buah jenis energi yang saling memengaruhi, yaitu energi yang diakibatkan oleh ketinggian dan energi karena benda bergerak. Energi akibat perbedaan ketinggian disebut energi potensial gravitasi, sedangkan energi gerak disebut energi kinetik (energi gerak). Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Secara matematis persamaan energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut.
Em = Ep + Ek dengan:
Em = energi mekanik (J)
Ep = energi potensial (J)
Ek = energi kinetik (J)
a. Energi Potensial
Telah kamu ketahui bahwa energi potensial gravitasi adalah energi akibat perbedaan ketinggian. Apakah energi ini diakibatkan oleh ketinggian saja? Buah kelapa yang bergantung di pohonnya menyimpan suatu energi yang disebut energi potensial. Energi potensial yang dimiliki buah kelapa diakibatkan oleh adanya gaya tarik bumi sehingga jatuhnya selalu menuju ke pusat Bumi.
Energi potensial akibat gravitasi Bumi disebut energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi pun bisa diakibatkan oleh tarikan benda-benda lain seperti tarikan antarplanet. Adapun energi potensial yang dimiliki suatu benda akibat pegas atau karet yang kamu regangkan disebut energi potensial pegas.
Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan bumi. Energi potensial pegas muncul akibat adanya perbedaan kedudukan dari titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan adalah titik keadaan awal sebelum benda ditarik. Besarnya energi potensial gravitasi sebanding dengan ketinggian (h) dan massa benda (m). Ep h dan Ep m. Selain kedua besaran itu, energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh percepatan gravitasi (g) sehingga dapat dibuat persamaan energi potensial gravitasi sebagai berikut.
Ep = mgh dengan:
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = konstanta gravitasi (m/s2)
h = ketinggian (m)
b. Energi Kinetik
Suatu ketika, ada seorang pelaut malang yang terdampar di pulau kecil. Dia berpikir hanya dengan tiga cara dia dapat mencari bantuan. Pertama, dia dapat menerbangkan layang-layang dan berharap ada kapal yang melihat layang-layang tersebut. Kedua, dia menyimpan pesan dalam botol dan membiarkannya mengapung di atas air sampai ada orang yang menemukannya. Ketiga, dia membuat rakit untuk mencoba pergi dari pulau itu.
Gagasan pelaut itu bergantung pada satu jenis energi yang bekerja, yaitu energi akibat gerakan angin yang akan membuat layangan dapat mengapung, botol dapat bergerak dibawa ombak, dan rakit dapat melaju. Sesuatu yang bergerak, misalnya angin dan air, memiliki kemampuan yang dapat digunakan untuk menarik atau mendorong sesuatu.
Energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kamu pun memiliki energi kinetik apabila bergerak. Ketika kamu menaiki sepeda dengan laju yang besar, tiba-tiba dihadapanmu terdapat batu besar yang menghalangi jalan. Tanpa ragu-ragu, kamu akan segera mengerem sepedamu. Sesaat badanmu terhentak sampai akhirnya berhenti. Hentakan yang kamu rasakan pada saat mengerem sepedamu itu disebut energi kinetik. Jika kamu mengajak temanmu menaiki sepeda tersebut, tentu kamu akan lebih keras lagi mengerem sepedamu. Oleh karena massa orang yang menaiki sepeda lebih besar dari sebelumnya, dapat diambil kesimpulan bahwa energi kinetik bergantung pada massa benda dan kecepatan benda tersebut. Secara matematis, energi kinetik suatu benda dapat ditulis sebagai berikut: Ek = ½ mv dengan:
Ek = energi kinetik (J)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
C. Perubahan Bentuk-Bentuk Energi
Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas.
Matahari sebagai sumber energi terbesar yang diciptakan Tuhan telah mengalami beberapa perubahan bentuk energi yang sangat bermanfaat bagi kehidupan umat manusia. Misalnya, energi panas dan energi cahaya matahari menyinari tumbuhan sehingga tumbuhan dapat melakukan fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan memiliki energi kimia. Tumbuhan dimakan manusia atau hewan sehingga manusia atau tumbuhan memiliki energi untuk melakukan usaha.
Energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi kimia yang terkandung dalam batu baterai dapat mengalirkan muatan listrik jika dihubungkan dengan kabel. Jika aliran listrik tersebut melalui sebuah lampu, lampu akan menyala dan lama kelamaan lampu menjadi panas. Pada peristiwa tersebut, telah terjadi beberapa perubahan energi, antara lain energi kimia, energi listrik, energi cahaya, dan energi panas. Ketika kedua telapak tanganmu digosok-gosokkan, lama-kelamaan telapak tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak tanganmu telah terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi panas.
D. Hukum Kekekalan Energi
Berasal dari manakah energi yang kamu gunakan untuk melakukan kegiatan sehari-hari? Berubah menjadi energi apakah yang telah kamu gunakan tersebut? Apakah manusia dapat membuat mesin yang dapat melakukan kerja terus menerus tanpa menggunakan bahan bakar? Pertanyaan-pertanyaan tersebut merupakan beberapa pertanyaan yang berhubungan dengan energi yang mungkin sering kamu tanyakan pada dirimu sendiri.
Coba kamu lemparkan sebuah bola vertikal ke atas dan amati sampai jatuh lagi ke lantai. Ketika bola bergerak ke atas, kecepatan bola semakin lama semakin melambat dan ketinggian bola semakin besar. Pada ketinggian tertentu, bola berhenti sesaat dan kembali lagi ke bawah dengan kecepatan yang semakin besar. Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa energi gerak semakin lama semakin kecil sampai menjadi nol ketika berhenti sesaat pada ketinggian tertentu. Ke manakah energi gerak tersebut?
Energi gerak (Ek) tersebut ternyata berubah menjadi energi potensial gravitasi (Ep) sampai akhirnya mencapai maksimum. Begitu pula sebaliknya, energi potensial gravitasi semakin kecil ketika bola tersebut bergerak ke bawah. Adapun energi geraknya semakin besar dan mencapai maksimum ketika sampai di lantai, tetapi energi potensial gravitasinya menjadi nol ketika sampai di lantai. Setelah diam di lantai, semua energi mekanik benda habis. Tahukah kamu, kemana perginya? Apakah yang dapat kamu simpulkan? Adakah energi yang hilang?
Kegiatan tersebut menunjukkan bahwa energi bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi. Telah kamu ketahui bahwa energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik: Em = Ep + Ek
Apabila benda selama bergerak naik dan turun hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, besar energi mekanik selalu tetap. Dengan kata lain, jumlah energi potensial dan energi kinetik selalu tetap. Pernyataan itu disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik.
E. Usaha
Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk bisa naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Namun, apakah pengertian usaha menurut ilmu Fisika?
Ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.
Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut: W = F s dengan:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m.
Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut: F = m g
Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.
W = F s
W = m g h dengan:
W = usaha (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
h = perpindahan atau ketinggian (m)
F. Hubungan antara Usaha dan Energi
Kamu sudah mengetahui bahwa energi adalah kemampuan melakukan usaha. Definisi tersebut menunjukkan bahwa usaha memiliki kaitan yang erat dengan energi.
Ketika gayamu berusaha mendorong mobil sehingga bergerak, berarti telah terjadi perubahan energi dari energi yang dikeluarkan olehmu menjadi energi gerak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa ketika gaya melakukan usaha pada sebuah benda maka akan terjadi perubahan energi pada benda tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal menyebabkan perubahan energi kinetik. Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis ditulis sebagai berikut.
W = Δ Ek
W = Ek2 – Ek1 dengan:
W = usaha (J)
Ek = perubahan energi kinetik (J)
Ek2 = energi kinetik akhir (J)
Ek1 = energi kinetik awal (J)
Ketika kamu mengangkat sebuah balok, kamu akan memberikan gaya dorong terhadap balok. Pada saat ke atas, berlaku:
Wtangan = Ftangan . s = m g h
Saat ke bawah:
Wgravitasi = Fgravitasi . s = –m g h
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi. Secara matematis ditulis sebagai berikut.
W = Δ Ep
W = Ep2 – Ep1
W = m g (h2 – h1) dengan:
W = usaha (J)
ΔEp = perubahan energi potensial (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J)
Semua makhluk hidup membutuhkan energi untuk kelangsungan hidup mereka. Tumbuhan dan hewan memperoleh energi dari alam untuk pertumbuhan dan kelestariannya. Manusia memanfaatkan energi yang berasal dari otot mereka untuk kegiatan sehari-hari seperti berjalan dan berlari. Manusia telah mengembangkan berbagai cara pemanfaatan energi yang tersedia untuk meningkatkan kualitas hidup mereka.
A. Pengertian Energi
Setiap saat manusia memerlukan energi yang sangat besar untuk menjalankan kegiatannya sehari-hari, baik untuk kegiatan jasmani maupun kegiatan rohani. Berpikir, bekerja, belajar, dan bernyanyi memerlukan energi yang besar. Kamu membutuhkan berjuta-juta kalori setiap harinya untuk melakukan kegiatan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, disarankan setiap pagi sebelum berangkat sekolah, kamu harus makan terlebih dahulu. Dengan demikian, tubuhmu cukup energi untuk melakukan kegiatan di sekolah dan untuk menjaga kesehatanmu.
Ketika kamu sakit dan nafsu makanmu hilang, tubuhmu akan lemas karena energi dalam tubuhmu berkurang. Jika demikian, kegiatan rutin sehari-harimu akan terganggu bahkan kegiatan ibadahmu pun akan terganggu. Menurutmu, apakah energi itu?
Berdasarkan jawabanmu, kemampuan untuk melakukan sesuatu itulah yang disebut energi. Sesuatu itu dikatakan sebagai kerja atau usaha. Jadi, energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut. 1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori
B. Bentuk-Bentuk Energi
Energi yang paling besar adalah energi matahari. Tuhan telah menciptakan Matahari khusus untuk kesejahteraan umat manusia. Jarak Matahari ke Bumi yang telah diatur pada jarak 149.600 juta kilometer memungkinkan energi panas yang diterima manusia di Bumi tidak membahayakan. Energi panas dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi Bumi dan dapat menghasilkan energi-energi yang lain di muka Bumi ini. Caranya adalah dengan mengubah energi matahari menjadi energi yang lain, seperti energi kimia, energi listrik, energi bunyi, dan energi gerak.
1. Energi Kimia
Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Makanan banyak mengandung energi kimia yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Energi kimia pun terkandung dalam bahan minyak bumi yang sangat bermanfaat untuk bahan bakar. Baik energi kimia dalam makanan maupun energi kimia dalam minyak bumi berasal dari energi matahari.
Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan sehingga mengandung energi kimia. Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga mereka akan memiliki energi tersebut. Tumbuhan dan hewan yang mati milyaran tahun yang lalu menghasilkan minyak bumi. Energi kimia dalam minyak bumi sangat bermanfaat untuk menggerakkan kendaraan, alat-alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.
2. Energi Listrik
Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi. Sebaliknya, energi listrik dapat berupa hasil perubahan energi yang lain, misalnya dari energi matahari, energi gerak, energi potensial air, energi kimia gas alam, dan energi uap.
3. Energi Panas
Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.
4. Energi Mekanik
Ketika kamu memerhatikan sebuah mangga yang bergantung di pohonnya, mungkin kamu mengharapkan buah mangga tersebut jatuh dari pohonnya. Mengapa buah mangga itu dapat jatuh dari pohonnya? Untuk melakukan kerja supaya dapat jatuh dari pohonnya, buah mangga harus memiliki energi. Energi apakah itu? Ketika buah mangga jatuh, dia bergerak ke bawah sampai mencapai tanah. Energi apakah yang terkandung ketika buah mangga bergerak jatuh?
Dari peristiwa tersebut terdapat dua buah jenis energi yang saling memengaruhi, yaitu energi yang diakibatkan oleh ketinggian dan energi karena benda bergerak. Energi akibat perbedaan ketinggian disebut energi potensial gravitasi, sedangkan energi gerak disebut energi kinetik (energi gerak). Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Secara matematis persamaan energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut.
Em = Ep + Ek dengan:
Em = energi mekanik (J)
Ep = energi potensial (J)
Ek = energi kinetik (J)
a. Energi Potensial
Telah kamu ketahui bahwa energi potensial gravitasi adalah energi akibat perbedaan ketinggian. Apakah energi ini diakibatkan oleh ketinggian saja? Buah kelapa yang bergantung di pohonnya menyimpan suatu energi yang disebut energi potensial. Energi potensial yang dimiliki buah kelapa diakibatkan oleh adanya gaya tarik bumi sehingga jatuhnya selalu menuju ke pusat Bumi.
Energi potensial akibat gravitasi Bumi disebut energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi pun bisa diakibatkan oleh tarikan benda-benda lain seperti tarikan antarplanet. Adapun energi potensial yang dimiliki suatu benda akibat pegas atau karet yang kamu regangkan disebut energi potensial pegas.
Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan bumi. Energi potensial pegas muncul akibat adanya perbedaan kedudukan dari titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan adalah titik keadaan awal sebelum benda ditarik. Besarnya energi potensial gravitasi sebanding dengan ketinggian (h) dan massa benda (m). Ep h dan Ep m. Selain kedua besaran itu, energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh percepatan gravitasi (g) sehingga dapat dibuat persamaan energi potensial gravitasi sebagai berikut.
Ep = mgh dengan:
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = konstanta gravitasi (m/s2)
h = ketinggian (m)
b. Energi Kinetik
Suatu ketika, ada seorang pelaut malang yang terdampar di pulau kecil. Dia berpikir hanya dengan tiga cara dia dapat mencari bantuan. Pertama, dia dapat menerbangkan layang-layang dan berharap ada kapal yang melihat layang-layang tersebut. Kedua, dia menyimpan pesan dalam botol dan membiarkannya mengapung di atas air sampai ada orang yang menemukannya. Ketiga, dia membuat rakit untuk mencoba pergi dari pulau itu.
Gagasan pelaut itu bergantung pada satu jenis energi yang bekerja, yaitu energi akibat gerakan angin yang akan membuat layangan dapat mengapung, botol dapat bergerak dibawa ombak, dan rakit dapat melaju. Sesuatu yang bergerak, misalnya angin dan air, memiliki kemampuan yang dapat digunakan untuk menarik atau mendorong sesuatu.
Energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kamu pun memiliki energi kinetik apabila bergerak. Ketika kamu menaiki sepeda dengan laju yang besar, tiba-tiba dihadapanmu terdapat batu besar yang menghalangi jalan. Tanpa ragu-ragu, kamu akan segera mengerem sepedamu. Sesaat badanmu terhentak sampai akhirnya berhenti. Hentakan yang kamu rasakan pada saat mengerem sepedamu itu disebut energi kinetik. Jika kamu mengajak temanmu menaiki sepeda tersebut, tentu kamu akan lebih keras lagi mengerem sepedamu. Oleh karena massa orang yang menaiki sepeda lebih besar dari sebelumnya, dapat diambil kesimpulan bahwa energi kinetik bergantung pada massa benda dan kecepatan benda tersebut. Secara matematis, energi kinetik suatu benda dapat ditulis sebagai berikut: Ek = ½ mv dengan:
Ek = energi kinetik (J)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
C. Perubahan Bentuk-Bentuk Energi
Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas.
Matahari sebagai sumber energi terbesar yang diciptakan Tuhan telah mengalami beberapa perubahan bentuk energi yang sangat bermanfaat bagi kehidupan umat manusia. Misalnya, energi panas dan energi cahaya matahari menyinari tumbuhan sehingga tumbuhan dapat melakukan fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan memiliki energi kimia. Tumbuhan dimakan manusia atau hewan sehingga manusia atau tumbuhan memiliki energi untuk melakukan usaha.
Energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi kimia yang terkandung dalam batu baterai dapat mengalirkan muatan listrik jika dihubungkan dengan kabel. Jika aliran listrik tersebut melalui sebuah lampu, lampu akan menyala dan lama kelamaan lampu menjadi panas. Pada peristiwa tersebut, telah terjadi beberapa perubahan energi, antara lain energi kimia, energi listrik, energi cahaya, dan energi panas. Ketika kedua telapak tanganmu digosok-gosokkan, lama-kelamaan telapak tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak tanganmu telah terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi panas.
D. Hukum Kekekalan Energi
Berasal dari manakah energi yang kamu gunakan untuk melakukan kegiatan sehari-hari? Berubah menjadi energi apakah yang telah kamu gunakan tersebut? Apakah manusia dapat membuat mesin yang dapat melakukan kerja terus menerus tanpa menggunakan bahan bakar? Pertanyaan-pertanyaan tersebut merupakan beberapa pertanyaan yang berhubungan dengan energi yang mungkin sering kamu tanyakan pada dirimu sendiri.
Coba kamu lemparkan sebuah bola vertikal ke atas dan amati sampai jatuh lagi ke lantai. Ketika bola bergerak ke atas, kecepatan bola semakin lama semakin melambat dan ketinggian bola semakin besar. Pada ketinggian tertentu, bola berhenti sesaat dan kembali lagi ke bawah dengan kecepatan yang semakin besar. Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa energi gerak semakin lama semakin kecil sampai menjadi nol ketika berhenti sesaat pada ketinggian tertentu. Ke manakah energi gerak tersebut?
Energi gerak (Ek) tersebut ternyata berubah menjadi energi potensial gravitasi (Ep) sampai akhirnya mencapai maksimum. Begitu pula sebaliknya, energi potensial gravitasi semakin kecil ketika bola tersebut bergerak ke bawah. Adapun energi geraknya semakin besar dan mencapai maksimum ketika sampai di lantai, tetapi energi potensial gravitasinya menjadi nol ketika sampai di lantai. Setelah diam di lantai, semua energi mekanik benda habis. Tahukah kamu, kemana perginya? Apakah yang dapat kamu simpulkan? Adakah energi yang hilang?
Kegiatan tersebut menunjukkan bahwa energi bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi. Telah kamu ketahui bahwa energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik: Em = Ep + Ek
Apabila benda selama bergerak naik dan turun hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, besar energi mekanik selalu tetap. Dengan kata lain, jumlah energi potensial dan energi kinetik selalu tetap. Pernyataan itu disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik.
E. Usaha
Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk bisa naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Namun, apakah pengertian usaha menurut ilmu Fisika?
Ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.
Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut: W = F s dengan:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m.
Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut: F = m g
Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.
W = F s
W = m g h dengan:
W = usaha (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
h = perpindahan atau ketinggian (m)
F. Hubungan antara Usaha dan Energi
Kamu sudah mengetahui bahwa energi adalah kemampuan melakukan usaha. Definisi tersebut menunjukkan bahwa usaha memiliki kaitan yang erat dengan energi.
Ketika gayamu berusaha mendorong mobil sehingga bergerak, berarti telah terjadi perubahan energi dari energi yang dikeluarkan olehmu menjadi energi gerak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa ketika gaya melakukan usaha pada sebuah benda maka akan terjadi perubahan energi pada benda tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal menyebabkan perubahan energi kinetik. Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis ditulis sebagai berikut.
W = Δ Ek
W = Ek2 – Ek1 dengan:
W = usaha (J)
Ek = perubahan energi kinetik (J)
Ek2 = energi kinetik akhir (J)
Ek1 = energi kinetik awal (J)
Ketika kamu mengangkat sebuah balok, kamu akan memberikan gaya dorong terhadap balok. Pada saat ke atas, berlaku:
Wtangan = Ftangan . s = m g h
Saat ke bawah:
Wgravitasi = Fgravitasi . s = –m g h
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi. Secara matematis ditulis sebagai berikut.
W = Δ Ep
W = Ep2 – Ep1
W = m g (h2 – h1) dengan:
W = usaha (J)
ΔEp = perubahan energi potensial (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J)
Kamis, 29 Oktober 2015
Kamis, 01 Oktober 2015
BESARAN DAN PENGUKURAN
BESARAN DAN PENGUKURAN
fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala-gejala alam, Fisika
adalah ilmu yang mengungkap ayat-ayat Allah yang terdapat di alam ini (ayat Kauniah),
sehingga diharapkan manusia dapat memahaminya serta memanfaatkannya sebagai
modal pengabdiannya kepada Tuhan Pencipta Semesta alam ini. Gejala alam yang
dipelajari itu baik yang terjadi pada benda/materi yang dapat diamati langsung (makro),
seperti gerak planet, lintasan roket, gerak mobil dan lain-lain, maupun benda/materi
yang tidak dapat kita amati langsung (dunia mikro), seperti halnya gerak elektron dalam
atom, perambatan kalor dalam logam dan peristiwa-peristiwa lainnya. Segala gejala
alam tersebut dapat ditunjukkan melalui sifat-sifat berbagai besaran fisika tersebut serta
hubungan antara satu besaran dengan besaran lainnya. Misalnya untuk memahami
apakah logam memuai atau tidak ketika dipanasi, kita menyelediki panjang logam
tersebut melalui pengukuran dan kaitannya dengan suhunya.
A. Besaran Pokok
Besaran adalah sesuatu yang dapat ditentukan atau diukur, dan hasil
pengukurannya dinyatakan dengan satuan. Satuan adalah sesuatu yang digunakan
sebagai pembanding dalam pengukuran. Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya
telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada satuan-satuan besaran lain.
Dalam Sistem Internasional ada 7 besaran pokok yaitu:
Tabel 1. Besaran Pokok dalam Sistem Internasional (SI)
C. Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari satuan besaran
pokok.
Tabel 2. Contoh-contoh besaran turunan:
D. Konversi Satuan
Pemakaian satuan dalam penyelesaian suatu persoalan terkadang menjadi
masalah, dikarenakan perbedaan satuan yang digunakan untuk menafsirkan suatu
besaran. Untuk mengatasi hal tersebut kita memerlukan suatu tahapan konversi untuk
mengubah suatu satuan ke satuan lain. Di dalam pengkonversian suatu satuan, maka
kita memerlukan suatu faktor konversi yang terdiri dari bilangan dan penyebut yang
masing-masing memiliki satuan yang berbeda, tetapi memiliki besar yang sama,
sehinggga faktor konversi ini bernilai satu.
Contoh:
Mengubah dari 45 yard ke dalam satuan meter
1 yard = 0,9144 meter
s = 45 yard
= (45 yard ) . 0,9144 meter / 1 yard
= 41,1 meter
fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala-gejala alam, Fisika
adalah ilmu yang mengungkap ayat-ayat Allah yang terdapat di alam ini (ayat Kauniah),
sehingga diharapkan manusia dapat memahaminya serta memanfaatkannya sebagai
modal pengabdiannya kepada Tuhan Pencipta Semesta alam ini. Gejala alam yang
dipelajari itu baik yang terjadi pada benda/materi yang dapat diamati langsung (makro),
seperti gerak planet, lintasan roket, gerak mobil dan lain-lain, maupun benda/materi
yang tidak dapat kita amati langsung (dunia mikro), seperti halnya gerak elektron dalam
atom, perambatan kalor dalam logam dan peristiwa-peristiwa lainnya. Segala gejala
alam tersebut dapat ditunjukkan melalui sifat-sifat berbagai besaran fisika tersebut serta
hubungan antara satu besaran dengan besaran lainnya. Misalnya untuk memahami
apakah logam memuai atau tidak ketika dipanasi, kita menyelediki panjang logam
tersebut melalui pengukuran dan kaitannya dengan suhunya.
A. Besaran Pokok
Besaran adalah sesuatu yang dapat ditentukan atau diukur, dan hasil
pengukurannya dinyatakan dengan satuan. Satuan adalah sesuatu yang digunakan
sebagai pembanding dalam pengukuran. Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya
telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada satuan-satuan besaran lain.
Dalam Sistem Internasional ada 7 besaran pokok yaitu:
Tabel 1. Besaran Pokok dalam Sistem Internasional (SI)
B. sistem satuan international
Pada dasarnya satuan besaran dapat ditentukan secara sembarang. Tetapi hal ini
akan menyulitkan atau banyak menimbulkan masalah karena satu besaran dapat
mempunyai bermacam-macam satuan. Satuan tersebut dapat berbeda antara satu daerah
dengan daerah yang lain. Misalnya, untuk satuan besaran panjang digunakan meter,
inci, kaki, hasta, depa, dan jengkal. Oleh karena itu, perlu ditetapkan satuan standar
yang berlaku secara umum.
Untuk kepentingan ilmu pengetahuan dan juga kepentingan sosial perlu adanya
keseragaman dalam pemakaian satuan, untuk itu diperlukan adanya standarisasi satuan.
Namun untuk memperloleh satuan standar yang baik memerlukan kecermatan dan
ketelitian yang baik. Suatu standar akan baik bila memiliki sifat-sifat :nilainya tetap,
tidak terpengaruh oleh perubahan-perubahan lingkungan, mudah ditiru atau mudah
diduplikasi, juga mudah untuk prosedur menghasilkannya. Karena itu sesuai dengan
perkembangan ilmu dan teknologi definisi standar satuan telah mengalami beberapa
perubahan dan senantiasa diupayakan untuk menghasilkan ketelitian yang semakin
tinggi.
Di berbagai negara maupun di berbagai penerapan tekhnologi telah digunakan
berbagai macam satuan untuk suatu besaran. Misalnya untuk satuan panjang,masih ada
orang yang menggunakan inchi, kaki, mil, bahkan di daerah-daerah tertentu masih
digunakan jengkal, tumbak, depa atau yang lainnya. Adanya berbagai satuan untuk
besaran yang sama tentu saja dapat menimbulkan kesulitan. Untuk mengatasi kesulitan
tesebut kita perlu merumuskan satu jenis satuan untuk suatu besaran tertentu yang
standar yang disebut satuan standar. Syarat utama satuan standar adalah :
• Nilai satuannya harus sama
• Mudah diperoleh kembali ( mudah ditiru )
• Dapat diterima secara internasional
Berikut ini akan diuraikan definisi satuan standar untuk 3 besaran pokok, yaitu
meter untuk besaran panjang, kilogram untuk besaran massa, dan sekon untuk besaran
waktu.
C. Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari satuan besaran
pokok.
Tabel 2. Contoh-contoh besaran turunan:
D. Konversi Satuan
Pemakaian satuan dalam penyelesaian suatu persoalan terkadang menjadi
masalah, dikarenakan perbedaan satuan yang digunakan untuk menafsirkan suatu
besaran. Untuk mengatasi hal tersebut kita memerlukan suatu tahapan konversi untuk
mengubah suatu satuan ke satuan lain. Di dalam pengkonversian suatu satuan, maka
kita memerlukan suatu faktor konversi yang terdiri dari bilangan dan penyebut yang
masing-masing memiliki satuan yang berbeda, tetapi memiliki besar yang sama,
sehinggga faktor konversi ini bernilai satu.
Contoh:
Mengubah dari 45 yard ke dalam satuan meter
1 yard = 0,9144 meter
s = 45 yard
= (45 yard ) . 0,9144 meter / 1 yard
= 41,1 meter
E. Notasi Ilmiah
Dalam melakukan pengukuran, seringkali kita berhadapan dengan bilangan yang
sangat besar ( misalnya, radius rata-rata Matahari = 696 000 000 m) , atau bilangan
yang sangat kecil (misalnya, radius atom hidrogen = 0,000 000 000 053 m), sehingga
kita mengalami kesulitan. Untuk menyelesaikan masalah itu disusumlah bilangan secara
ilmiah yang disebut notasi ilmiah. Dalam notasi ilmiah kita menuliskan bilangan
sebagai hasil kali bilangan a ( 1 < a < 10) dengan bilangan 10 berpangkat, yang disebut
orde.
Contoh: 140.000 = 1,4 x 10
5
dan 0,0037 = 3,7 x 10
Tabel. 4. Awalan dan simbol bilangan 10 berpangkat
F. Dimensi
Dalam Fisika banyak besaran yang sebenarnya terbentuk atau tersusun dari besaran
lain, atau besaran yang satu dengan lainnya sebenarnya sejenis. Misalnya jarak yang
ditempuh partikel selama bergerak lurus dengan keliling suatu lingkaran adalah dua
besaran yang sejenis sama-sama merupakan besaran panjang. Kelajuan adalah jarak
yang ditempuh tiap satu satuan waktu, berarti pula bahwa besaran kelajuan tersebut
sebenarnya tersusun dari besaran panjang dibagi waktu. Dimensi menggambarkan
bagaimana suatu besaran terbentuk atau tersusun dari besaran-besaran lainnya.
Dimensi suatu besaran menggambarkan bagaimana besaran tersebut disusun dari
kombinasi besaran-besaran pokok.
Tabel 5. Dimensi dari besaran pokok
Berikut ini dirumuskan berbagai dimensi dari besaran turunan
Salah satu manfaat dari konsep dimensi adalah untuk menganalisis benar atau salahnya
suatu persamaan. Pada suatu persamaan dimensi besaran di ruas kiri harus sama dengan
dimensi di ruas kanan.. Melalui analisa dimensi kita pun bisa mencek kebenaran suatu
persamaan fisika, karena suatu persamaan fisika harus memiliki dimensi yang
konsisten. Misal dalam persamaan gerak lurus beraturan ada persamaan yang
menghubungkan perpindahan dengan kecepatan dan waktu, yaitu s = v.t. Jika kita
analisis dimensinya maka dimensi ruas kiri harus sama dengan dimensi ruas kanan.
Dimensi perpindahan adalah [L]. Sedang dimensi kecepatan adalah [L/T] dan dimensi
waktu adalah [T].
Maka s = v. t
[L] = [L/T][T]= [LT
-1
][T]
[L] = [L] ⇒ berarti persamaan tersebut adalah benar, karena dimensinya
konsisten.
alat-alat ukur fisika lengkap
Macam-Macam
Alat Ukur Dalam Fisika Lengkap dengan Gambar dan Fungsinya
A. Macam-Macam Alat Ukur Dalam Fisika
1. Amperemeter / Ampere Meter
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yangdisebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arca pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yangmengalir pada kumparan yang selimuti melon magnet akan menimbulkan gayalorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yangmengalir maka semakin besar pula simpangannya.
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yangdisebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arca pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yangmengalir pada kumparan yang selimuti melon magnet akan menimbulkan gayalorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yangmengalir maka semakin besar pula simpangannya.
2. Voltmeter / Volt Meter
Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuranalat voltmeter berkali-kali lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir makasemakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.
Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuranalat voltmeter berkali-kali lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir makasemakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.
3. Ohmmeter / Ohm Meter
Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor.Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yangkemudian dikalibrasi ke satuan ohm
Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor.Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yangkemudian dikalibrasi ke satuan ohm
4. Termometer
Pengukur suhu, baik suhu udara maupun suhu air. Satuan yang digunakan adalah celcius.
Pengukur suhu, baik suhu udara maupun suhu air. Satuan yang digunakan adalah celcius.
5. Jangka Sorong
Jangka sorong adalah suatu alat ukur panjang yang dapat dipergunakan amok mengukur panjang suatu benda denganketelitian hingga 0,1 mm.keuntungan penggunaan jangka sorong adalah dapat dipergunakan amok mengukur diameter sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin, maupunkedalam sebuah tabung.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
Jangka sorong adalah suatu alat ukur panjang yang dapat dipergunakan amok mengukur panjang suatu benda denganketelitian hingga 0,1 mm.keuntungan penggunaan jangka sorong adalah dapat dipergunakan amok mengukur diameter sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin, maupunkedalam sebuah tabung.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
6. Lux Meter
Alat ukur cahaya (lux meter) adalah alat yang digunakan amok
mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya
ini perlu Untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan
peneranganyang cukup.Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka
diperlukansebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga
cahayayang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah
tampilan digital. Harga dari besarnya cahayadapat ditampilkan pada layar LCD(Liquid
Crystal Display) denganmenggunakan sebuah ADC (Analog to Digital Converter) Max
ICL’7106 dengan tegangan masukan antara200 mV – 2 V dan tegangan referensi
antara 100 mV – 1 V. Sensor cahayayang digunakan adalah solar cell dengan
tegangan keluaran sebesar 0.5 V dan arus20 mA sampai 30 mA. Alat ukur ini
dibuat portable dengan menggunakantegangan somber 9 V DC dari baterai.
7. Barometer
Merupakan alat pengukur tekanan dalam satuan mb.Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid.Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara, Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktutertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan. Barometer baik raksa maupun anaeroid dipengaruhi oleh ketinggian,mengingat tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian. sehingga perlu selalu pensettingan awal. Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick barometer. Prinsip kerja wheel barometer adalah:
Merupakan alat pengukur tekanan dalam satuan mb.Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid.Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara, Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktutertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan. Barometer baik raksa maupun anaeroid dipengaruhi oleh ketinggian,mengingat tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian. sehingga perlu selalu pensettingan awal. Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick barometer. Prinsip kerja wheel barometer adalah:
Peningkatan tekanan udara akan berpengaruh pada kolom
merkurimenyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah kiri meningkat dan di
sebelah kananmenurun (untuk lebih jelasnya lebih pada gambar yang ada dalam
link yang sayasertakan). terdapat pemberat kecil yang mengapung di atas
merkuri, yangmengikuti pergerakan turun naik merkuri ini dan menyebabkan
dorongan yangterhubung pads pointer dimana akan mengindikasikan kenaikan
tekanan. jikaterjadi penurunan tekanan makan akan terjadi proses sebaliknya.
Barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu sebelum digunakan.
Stick barometer mempunyai prinsip kerja sebagai berikut:
Barometer jenis ini dirancang untuk dapatmembaca tekanan pada sea
level dan juga dapat langsung dibaca oleh pengguna pada skala yang biasanya
tercatat pada stick barometer tersebut,sehingga memerlukan pengaturan yang
lebih rumit dibanding wheel barometer untunk menyesuaikannya dengan ketinggian.
Prinsip kerjanyahampir sama dengan wheel barometer karena sama2 menggunakan air
raksa(merkuri).Barometer anaeroid, terdiri dari sate kapsul vacum yang
bereaksiterhadap perubahan tekanan udara dan meneruskan pergerakan ringan
padaujung pengungkit B. Suatu seri kumparan C melanjutkan pergerakan ini
padarantai D,’dan mendorong pegas E kepada pointer F yang disesuaikan.
Gmerupakan teasyang digunakan untuk mengatur pointer yang akan dibaca.
B. Alat Ukur Besaran Fisika
Fisika tidak bisadilepaskan dari proses pengukuran berbagai
besaran fisika dan alat ukur yang digunakan dalam fisika sedikit berbeda dengan
alat ukur yang digunakandalam kehidupan sehari-hari. Hal ini dikarenakan dalam
fisikamembutuhkan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Berikut adalah
beberapa alat ukur yang digunakan dalam proses pengukuran besaran fisika.
1. Alat ukur panjang
Mistar
Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita), mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkatketelitian yang berbeda. Mistar - Untuk mengukur benda yang panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm. - Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ‘/s x 1 cm) - Satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi.Untuk mendapatkan basil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatanharus tegak lotus dengan obyek dan mistar. Contoh pengukuran dengan mistar:
Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita), mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkatketelitian yang berbeda. Mistar - Untuk mengukur benda yang panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm. - Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ‘/s x 1 cm) - Satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi.Untuk mendapatkan basil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatanharus tegak lotus dengan obyek dan mistar. Contoh pengukuran dengan mistar:
Meteran Pita
Digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisadilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus. Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 1 mm. Mikrometer Sekrup - Gunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang sangat kecil - Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm
Digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisadilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus. Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 1 mm. Mikrometer Sekrup - Gunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang sangat kecil - Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm
2. Alat Ukur Massa
Neraca Pasar, yaitu neraca yang biasa
digunakan di pasar-pasar tradisional, bentuknya seperti pada gambar di samping.
Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan meletakkan benda yang akan ditimbang di
bagian yang berbentuk mirip baskom, lalu di bagian sebelahnya yang datar
diletakkan bandul neraca yang hampir seimbang dengan bobot benda, selanjutnya
lengan neraca akan bergerak dan hasil pengukuran dapat diketahui.
Neraca Dua Lengan, yaitu neraca yang
biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di diatas.
Cara pemakaian neraca ini hampir sama dengan cara pemakaian neraca pasar,
bedanya bandul neraca yang terdapat pada neraca pasar dapat digantikan dengan
barang lain.
Neraca Tiga Lengan, yaitu neraca yang juga
biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di samping.
Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan cara menggeser ketiga penunjuk ke sisi
paling kiri (skalanya menjadi nol), kemudian letakkan benda yang akan diukur
pada bagian kiri yang terdapat tempat untuk benda yang akan diukur, lalu geser
ketiga penunjuk ke kanan hingga muncul keseimbangan, dan hasil pengukuran dapat
diketahui.
Langganan:
Postingan (Atom)