BAHAN AJAR
Sekolah :
SMA Al Azhar 3 B. Lampung
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X / Ganjil
Materi Pokok : Pengukuran
Alokasi Waktu : 3 Minggu x 3 Jam Pelajaran
@45 Menit
A.
Kompetensi
Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi
|
Kompetensi
Dasar
|
Indikator
|
|
3.2. Menerapkan prinsip-prinsip pengukuran
besaran fisis, ketepatan, ketelitian, dan angka penting, serta notasi ilmiah
|
· Mengamati
pembuatan daftar (tabel) nama besaran,
alat ukur, cara mengukur
· Membuat daftar
(tabel) nama besaran, nama alat ukur,
dan cara mengukur, dan satuan yang digunakan secara individu, termasuk yang berlaku di daerah setempat
· Menyebutkan
beberapa alat ukur panjang, alat ukur massa dan alat ukur waktu
· Menggunakan alat
ukur panajang, alat ukur massa, dan alat ukur waktu
· Menemukan cara
membaca skala, dan menuliskan hasil pengukuran
· Mendiskusikan
prinsip-prinsip pengukuran (ketepatan, ketelitian, dan angka penting), cara
menggunakan alat ukur, cara membaca skala, cara menuliskan hasil pengukuran
· Menyimpulkan aspek
ketelitian, menerapkan aspek ketepatan, dan melaksanakan aspek keselamatan
kerja, serta memaksimalkan aspek alat yang digunakan dalam mengukur
· Mengukur masa
jenis kelereng (pengukuran dilakukan satu kali) dan batu kerikil (dilakukan
berulang dengan ukuran beda dan jenis yang sama) secara berkelompok
·
Melaksanakan pengukuran dengan menggunakan neraca, jangka sorong atau
mikrometer, dan pengukuran dengan menggunakan gelas ukur
|
|
4.2. Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis
berikut ketelitiannya dengan menggunakan peralatan dan teknik yang tepat
serta mengikuti kaidah angka penting untuk suatu penyelidikan ilmiah
|
· Mengolah data
hasil pengukuran berulang
· Mengolah data
hasil pengukuran dalam bentuk penyajian data, membuat grafik,
menginterpretasi data dan grafik, dan menentukan ketelitian pengukuran, serta
menyimpulkan hasil interpretasi data
· Menyajikan hasil
pengolahan data dalam bentuk grafik hasil pengukuran,
· Menginterpretasi
data dan grafik, dan menghitung kesalahan,
· Menyimpulkan hasil
interpretasi data dalam laporan tertulis hasil kerja
·
Membuat laporan tertulis dan mempresentasikan hasil pengukuran
|
B.
Tujuan
Pembelajaran
Setelah
mengikuti proses pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat:
·
Mengamati
pembuatan daftar (tabel) nama besaran,
alat ukur, cara mengukur
·
Membuat
daftar (tabel) nama besaran, nama alat
ukur, dan cara mengukur, dan satuan yang digunakan secara individu,
termasuk yang berlaku di daerah setempat
·
Menyebutkan
beberapa alat ukur panjang, alat ukur massa dan alat ukur waktu
·
Menggunakan
alat ukur panajang, alat ukur massa, dan alat ukur waktu
·
Menemukan
cara membaca skala, dan menuliskan hasil pengukuran
·
Mendiskusikan
prinsip-prinsip pengukuran (ketepatan, ketelitian, dan angka penting), cara
menggunakan alat ukur, cara membaca skala, cara menuliskan hasil pengukuran
·
Menyimpulkan
aspek ketelitian, menerapkan aspek ketepatan, dan melaksanakan aspek
keselamatan kerja, serta memaksimalkan aspek alat yang digunakan dalam mengukur
·
Mengukur
masa jenis kelereng (pengukuran dilakukan satu kali) dan batu kerikil
(dilakukan berulang dengan ukuran beda dan jenis yang sama) secara berkelompok
·
Melaksanakan
pengukuran dengan menggunakan neraca, jangka sorong atau mikrometer, dan
pengukuran dengan menggunakan gelas ukur
C.
Materi
Pembelajaran
PERTEMUAN
PERTAMA
BESARAN DAN SATUAN
A. Besaran dan Satuan :
Besaran adalah sesuatu
yang mempunyai besar ( nilai ) dan satuan .
Dalam fisika ada beberapa
besaran yang tidak memiliki satuan , antara lain : koefisien gesek , indeks bias , lembab
nisbi dan efisiensi / daya guna .
Besaran Pokok dan Besaran
Turunan :
1.1.Besaran Pokok :
adalah
besaran yang digunakan sebagai dasar untuk mendifinisikan besaran lain .
Besaran pokok ini bebas terhadap besaran pokok lainnya.
Tujuh besaran pokok , lambang dan
dimensi dalam fisika :
|
No
|
Besaran Pokok
|
Lambang
|
Dimensi
|
|
Besaran
|
Satuan
|
|
1
|
Panjang
|
l
|
m
|
L
|
|
2
|
Massa
|
m
|
kg
|
M
|
|
3
|
Waktu
|
t
|
s
|
T
|
|
4
|
Kuat
arus
|
i
|
A
|
I
|
|
5
|
Suhu
|
T
|
K
|
θ
|
|
6
|
Intensitas
cahaya
|
Φ
|
cd
|
J
|
|
7
|
Kuantitas
zat
|
n
|
mol
|
N
|
1.2.Besaran Turunan :
Besaran yang diturunkan dari besaran
pokok .
Contoh :
|
No.
|
Besaran
Turunan
|
Nama
Satuan
|
Lambang
Satuan
|
|
1
|
Kecepatan
|
meter/sekon
|
m/s =
m.s -1
|
|
2
|
Percepatan
|
meter/sekon2
|
m/s2
= m.s -2
|
|
3
|
Luas
|
meter 2
|
m 2
|
|
4
|
Volume
|
meter 3
|
m 3
|
|
5
|
Massa
jenis
|
kilogram/m3
|
kg/m3
= kg.m-3
|
|
6
|
Berat
|
newton
|
kg.m/s2
= kg.m.s-2
|
|
7
|
Gaya
|
newton
|
kg.m/s2
= kg.m.s-2
|
|
8
|
Energi
|
joule
|
kg.m2/s2
= kg.m-2.s.-2
|
|
9
|
Daya
|
watt
|
kg.m2/s
= kg.m-2.s.-1
|
|
10
|
Tekanan
|
pascal
|
kg./m
s2 = kg.m-1.s.-2
|
Dimensi fisika
Analisis dimensi fisika dapat digunakan untuk memeriksa ketepatan penurunan
persamaan. Dalam melakukan analisis dimensi, hanya besaran fisika berdimensi
sama yang dapat saling ditambahkan, dikurangkan atau disamakan. Jika besaran
fisika berdimensi sama maupun berbeda dikalikan, dibagi atau dipangkatkan,
dimensi besaran-besaran tersebut juga dikalikan, dibagi atau dipangkatkan.
Dimensi dari besaran turunan dapat disusun
dari dimensi besaran-besaran pokok.
|
|
|
DIMENSI
UNTUK BEBERAPA BESARAN TURUNAN
|
Tidak hanya berpaku pada tabel diatas, cukup
banyak besaran turunan lainnya yang dapat dibuat dimensinya untuk membuktikan
kebenaran dari besaran atau persamaan tersebut.
Seiring berjalannya waktu, perkembangan
besaran turunan makin meningkat sehingga dapat dikatakan dimensi besaran
turunan dapat terus diperbaharui.
FUNGSI DIMENSI
Jika dipahami dengan seksama, dapat diambil
kesimpulan beberapa fungsi dari dimensi, yaitu :
1. Dimensi digunakan untuk membuktikan
kebenaran suatu persamaan.
Pembelajaran ilmu fisika banyak bentuk-bentuk
penjelasan sederhana untuk memudahkan seperti persamaan fisika. Bagaimana cara
membuktikan kebenarannya? Salah satunya adalah dengan analisa dimensional.
Analisis Dimensional
Analisis dimensional adalah suatu cara untuk
menentukan satuan dari suatu besaran turunan, dengan cara memperhatikan dimensi
besaran tersebut. Salah satu manfaat dari konsep dimensi adalah untuk
menganalisis atau menjabarkan benar atau salahnya suatu persamaan (fungsi
dimensi). Metode penjabaran dimensi atau analisis dimensi menggunakan aturan :
§ Dimensi ruas kanan sama dengan dimensi ruas
kiri
§ Setiap suku berdimensi sama
Contoh :
Sebuah benda yang bergerak diperlambat dengan
perlambatan a yang tetap dari kecepatan v0 dan menempuh jarak
sebesar S maka akan berlaku hubungan v02=2aS. Buktikan
kebenaran persamaan itu dengan analisa dimensional!
Penyelesaian :
Kecepatan awal v0 = m/s
è[v0] = [L][T]-1
Percepatan a = m/s2 è[a]
= [L][T]-2
Jarak Tempuh S = m
è[S] = [L]
Persamaan :
V02=2aS
Karena
kedua ruas kiri dan kanan sama, artinya persamaannya kemungkinan besar benar.
2. Dimensi digunakan untuk menurunkan
persamaan suatu besaran dari besaran-besaran yang
mempengaruhinya.
Untuk membuktikan hukum-hukum fisika dapat
dilakukan prediksi-prediksi dari besaran yang mempengaruhinya. Dari
besaran-besaran ini dapat ditentukan persamaan dengan analisa dimensional.
PERTEMUAN
KEDUA
ALAT
UKUR
Alat ukur adalah
instrument yan digunakan untuk melakukan pengukuran.
Pengukuran adalah tindakan untuk membandingkan
sebuah benda dengan standar ukur. Untuk standar ukur satuan telah kita pelajari
kemaren. Ada Kg untuk massa, ada meter (m) untuk panjang dan yang lainya.
Jenis - Jenis
Alat Ukur Besaran
Harus diketahui, satuan untuk standar internasional adalah satu,
namun alat yang kita gunakan untuk pengukuran ada bermacam - macam. Untuk
melakukan pengukuran terhadap besaran panjang, ada beberapa jenis alat yang
digunakan. Mari kita simak pembahasanya
Alat Ukur
Besaran Panjang
Terdapat beberapa jenis alat ukura yang digunakan untuk
melakukan pengukuran terhadap besaran panjang. Mengapa demikian ? Karena objek
yang kita ukur juga ada berbagai jenis dan bentuk. Jadi alat ukur panjang ini
disesuaikan dengan objek ukur untuk mendapatkan hasil yang maksimal
Saya yakin sekali teman - teman pasti mengetahui alat ini.
Penggaris biasa teman - teman gunakan untuk membuat garis di buku agar hasilnya
lurus. Penggaris merupakan salah satu alat ukur panjang. Beberapa hal yang
perlu diketahui tentnag alat ini adalah sebagai berikut
Ketelitian sebuah mistar/ penggaris adalah setengah dari
nilai skala terkecilnya, Apabila dalam sebuah penggaris skala terkecil adalah 1
mm, berarti ketelitianya adalah 0,5 mm.
Alat ukur panjang ini digunakan untuk pengukuran skala lapangan.
Panjang rollmeter biasanya antara 25 hingga 50 meter dengan skala terkecil
adalah 1 mm. Rollmeter ini digunakan untuk mengukur panjang dan lebar sebuah
tanah atau pekarangan, lebar dan panjang jalan, dan lain sebagainya.
Jangka sorong adalah alat ukur panjang untuk pengukuran skala
kecil. Alat ini digunakan misalnya untuk mengukur ketebalan benda, diamter luar
atau diameter dlam sebuah silinder, dan juga kedalaman sebuah lobang kecil.
Jangka Sorong terdiri dari dua skala. Skala utama dan skala
nonius. Ketelitian alat ini mencapai 0,1 mm. Pengukuran dengan menggunakan
jangka sorong didapat dari kedua skala yang ada pada alat ini. Bagaimana cara
pengukuran dengan jangka sorong ?
Lihat ganbar di bawah ini,
Mikrometer tidak jauh berbeda fungsinya dengan jangka sorong,
akan tetapi alat ini khusus digunakan untuk pengukuran ketebalan yang relatif
tipis seperti, tebal plat, seng, dan sejenisnya. Terdapat dua skala pada alat
ukur ini yaitu skala tetap dan skala putar (nonius).
Skala Utama (Skala Tetap) - Skala ini terbagi menjadi dua. Skala
atas dan skala bawah dengan satuan milimeter (mm)
Skala Putar (Skala Nonius) - Skala ini terdapat pada besi
penutup laras yang dapat berputar serta bergesaer ke depan dan ke belakang.
Satu putaran skala ini membuat Skala Utama bergeser 0,5 mm.
Satu skala pada Skala Putar bernilai : (1/ 50) x 0,5 mm =
0,01 mm. Inilah batas ketelitian mikrometer
Berikut Contoh
kasus pengukuran dengan mikrometer skrup
Alat Ukur Besaran Massa
Neraca dua lengan ini biasanya digunakan untuk menimbang atau
mengukur massa logam emas, perak, atau juga untuk menimbang obat. Neraca ini
mempunyai ketelitian hingga 0,1 gram
Neraca ini juga digunakan untuk menimbang jenis - jenis logam
seperti pada neraca dua lengan dan ketelitian neraca ohauss sama yaitu 0,1 gram
Selain alat ukur tersebut diatas masih banyak lagi alat ukur
massa jenis lainya seperti, timbangan digital, timbangan lengan gantung dan
lainya.
Alat Ukur
Besaran Waktu
Waktu yang dimaksudkan di bab ini adalah menunjukan lamanya
kejadian atau sebuah peristiwa berlangusng. Alat yang digunakan untuk mengukur
waktu adalah sebagai berikut :
- Stopwatch - Alat ini digunakan
untuk pengukuran dalam kegiatan olah raga. Ketelitian alat ukur ini adala
sekitar 0,1 detik.
- Arloji (jam) - Ini juga merupakan
alat ukur waktu. Ketelitian untuk arloji kita adalah sekitar 1 detik.
- Jam Cesium - Ini adalah sebuah jam atom
yang mempunyai ketelitian yang sangat tinggi. Jam ini dibuat dengan
ketelitian 1 detik setiap 3000 tahun.
PERTEMUAN
KETIGA
Angka Penting:
Penjumlahan dan Pengurangan, Perkalian dan Pembagian, Pembulatan serta Notasi
Ilmiah
Pengertian angka
penting adalah semua angka yang
diperoleh dari hasil pengukuran.
Ada 6
syarat dalam aturan penulisan angka penting:
1. Semua
angka yang bukan nol adalah angka penting.
Contoh:
7,18 (dari deretan angka ini, terdapat 3 angka penting)
7712
(ada 4 angka penting)
2. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol bukan
angka penting
Contoh:
77120 (4 angka penting)
3. Angka nol yang terletak di belakang penting (DALAM DESIMAL)
adalah angka penting
7,1800
(5 angka penting)
4. Angka nol yang ada di depan angka penting (DALAM DESIMAL
)bukan angka penting
Contoh:
0,0000718 (3 angka penting)
5. Angka nol di belakang angka penting (DALAM DESIMAL) adalah
angka penting
Contoh:
0,000007180 (4 angka penting)
6. Angka nol di antara angka penting adalah angka penting
Contoh:
71800,7001 (9 angka penting)
Ada sedikit perbedaan dalam perhitungan antara
secara matematis dan “penghitungan angka penting” di fisika ini.
Sebagai
contoh:
Dalam
hitungan matematis, 2,8 + 3,42 = 6,22
Pada contoh tadi, kita punya kesimpulan bahwa:
2,8 adalah yang paling sedikit angka taksiran/angka di belakang komanya (satu).
Oleh karena itu, hasil penghitungannya pun mengikuti ini. Sehingga, dalam
penghitungan angka penting, hasil dari:
2,8 +
3,42 = 6,2
Contoh
lain:
0,007 +
0,12 = 0,12
14,244 –
2,1 = 12,1
9,0 –
6,21 = 2,8
15 –
11,02 = 4,0 (hal ini dikarenakan 15 kita anggap sebagai 15,0)
Dalam penghitungan matematis, hasil dari 2,4 x
1,11 = 2,664
Pada penghitungan perkalian dan pembagian pada
angka penting, hasil akhirnya harus selalu melihat kepada “jumlah
angka penting yang paling sedikit”.
Pada kasus tadi, jumlah angka penting paling
sedikit ada pada 2,4 (dua angka penting), sehingga, hasil dari penghitungan
tersebut juga harus mempunyai 2 angka penting.
Hasil:
2,4 x 1,11 = 2,6
Contoh lain:
0,007 x 0,12 = 0,001 (karena yang angka penting
paling kecil adalah 1 angka penting, yaitu dari 0,007)
Ada beberapa hal yang harus kamu tahu saat
pembulatan. Hal paling sederhana adalah, pembulatan ke atas dan ke bawah. Angka
yang berada di bawah 5, akan selalu dibulatkan ke bawah (23,4
dibulatkan menjadi 23). Sementara angka di atas 5, akan dibulatkan ke atas (23,7
dibulatkan menjadi 24).
Lalu, bagaimana dengan 23,5?
Harus kita bulatkan menjadi apa 24,5?
Nah, untuk
kasus pembulatan dengan angka 5, kamu harus liat apakah angka itu merupakan
bilangan ganjil atau genap.
Apabila bilangan ganjil, pembulatannya dilakukan ke
atas (23,5 dibulatkan menjadi 24).
Apabila bilangan genap, pembulatannya dilakukan ke
bawah (24,5 dibulatkan menjadi 24).
Notasi ilmiah adalah cara kita menuliskan
notasi angka dalam bentuk yang berbeda. Seperti misalnya, angka 0.0004. Apabila
kita ubah ke dalam bentuk notasi ilmiah akan menjadi: 4 x 103
Angka
depan (a) dari notasi ilmiah "harus berada di antara 1 sampai 9,9"
Itu
artinya, angka 23000, tidak bisa kamu ganti menjadi 23 x 103,
tetapi harus ditulis menjadi 2,3 x 104.
