Muatan Listrik, Hukum Coulomb & Medan Listrik

Kerja dan Energi

                                                                Energi dan Kerja

Besaran dan Satuan

BESARAN DAN SATUAN

A.     Besaran

Besaran adalah segala sesuatu yang mempunyai nilai dan dapat dinyatakan dengan angka. Besaran pokok atau besaran dasar adalah besaran yang digunakan sebagai dasar untuk mendefinisikan besaran lain. Besaran pokok ini bebas terhadap besaran pokok lainnya.

Dalam satuan sistem internasional (SI) terdapat tujuh buah besaran pokok berdimensi dan dua buah besaran tambahan tak berdemensi.

Tujuh besaran pokok berdimensi :

No.	Besaran Pokok	Satuan	Dimensi
1.	Panjang	Meter (m)	L
2.	Massa	Kilogram (kg)	M
3.	Waktu	Sekon (S)	T
4.	Kuat arus	Ampere (I)	I
5.	Suhu	Kelvin (K)	θ
6.	Intensitas cahaya	Candela (cd)	J
7.	Kuantitas zat	Mole (mol)	N

Dua besaran tambahan tak berdimensi:

No.	Besaran Tambahan	Satuan
1.	Sudut datar	Radian/radial (rad)
2.	Sudut ruang	Streradian (Sr)

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok.

Contoh besaran turunan:

No.	Besaran Turunan	Satuan
1.	Tekanan	Pascal (Pa)
2.	Gaya	Newton (N)
3.	Energi	Joule (J)
4.	Daya	Watt (W)
5.	Frekuensi	Hertz (Hz)
6.	Muatan listrik	Coulomb (c)
7.	Beda potensial	Ohm Volt (V)
8.	Hambatan listrik	Ohm (𝛀)
9.	Fluks magnetik	Weber (Wb)
10.	Induksi magnet	Tesla (T)
11.	Induktansi	Henry (H)
12.	Fluks cahaya	Lumen (Ln)
13.	Kuat penerbangan	Lux

              Lembaga berat dan ukuran Internasional (the Internasional Bureau of Weights and Measures), yang terletak didekat paris dan didirikan dalam tahun 1875. Badan ini berhubungan dengan semua laboratorium standar diseluruh dunia, misalnya dengan laboratorium standar di Amerika, lembaga standar nasional. Secara berkala Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran, suatu badan internasional, mengadakan pertemuan untuk membuat resolusi  dan rekomendasi. Pertemuan pertama diadakan tahun 1889 dan pertemuan ke-14 tahun 1971.

            Berdasarkan hasil-hasil pertemuan sebelumnya dan hasil-hasil panitia internasional, menetapkan tujuh besaran sebagai dasar (tujuh besaran pokok). Ketujuh besaran ini merupakan dasar bagi sistem Satuan Internasional, biasannya disingkat SI, dari bahasa Perancis “Le systeme Internasional d’Unities”.  

B.     Penetapan Standar dalam Tujuh Besaran Pokok

1.      Standar Panjang

Pada tahun 1960, satu meter standar didefinisikan sebagai jarak yang sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang radiasi oranye-merah yang dipancarkan oleh isotop kripton (Kr⁸⁶ ) dalam lucutan (discharge) listrik yang menurut notasi spektroskopi dinyatakan dengan 2P₁₀-5d_5. Sumber cahaya Kr⁸⁶. lampu tersebut didinginkan dengan nitrogen cair (dengan seijin the Nasional Physical Laboratories, Teddington, England).

2.      Massa Standar

Kilogram standar adalah sebuah massa standar, yaitu massa sebuah silinder platina iridium yang aslinya disimpan di Sevres. dekat Paris, Perancis di kantor Internasional tentang Berat dan Ukuran, atau disamakan dengan massa 1 liter air murni pada suhu 4^oC.

3.      Standar Waktu

Pada tahun 1967, ditetapkan bahwa satu detik adalah waktu yang diperlukan oleh atom cesium untuk bergelar sebanyak 9.192.631.770 kali.

4.      Standar Arus Listrik

Arus listrik diukur dalam ampere satu ampere didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik satu coulomb (1 coulomb = 6,25.10¹⁸ elektron) yang melewati satu penampang dalam waktu satu detik.

5.      Standar Suhu

Pada tahun 1954, dalam konggres perhimpunan Internasional fisik diputuskan bahwa suhu titik lebur es pada 76 cm Hg yaitu T=373,15^O K.

6.      Standar Intensitas Cahaya

Pada tahun 1948, ditentukan sumber cahaya standar yang didasarkan atas cahaya yang dipancarkan oleh benda hitam pada suhu titik lebur platina (1773^o C), yaitu dinyatakan dengan satuan candela. Satuan candela didefinisikan sebagai benda hitam seluas satu meter persegi yang bersuhu titik lebur platina (1773^o C) akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 × 10⁵ candela.

7.      Standar Jumlah Zat

Jumlah zat dalam satuan Internasional diukur dengan mol. dimana 1 mol zat terdiri atas 6,025 × 10²³ buah partikel. Bilangan 6,025 × 10²³ disebut dengan Bilangan Avogadro.

C.     Satuan

Satuan adalah sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya(F) mempunyai satuan Newton dan Berat mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya.

1.   Satuan Baku

Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara Internasional disebut dengan satuan internasional (SI). Contoh : meter, kilogram, dan detik. Sistem satuan internasional dibagi menjadi dua, yaitu:

·         Sistem MKS (Meter Kilogram Sekon)

·         Sistem CGS (Centimeter Gram Second)

Tabel Satuan Baku

No.	Besaran Pokok	Satuan MKS	Satuan CGS
1.	Massa	Kilogram (kg)	gram(g)
2.	Panjang	Meter (m)	Centimeter(cm)
3.	Waktu	Sekon (S)	Sekon (S)
4.	Kuat Arus	Ampere (A)	Statampere (statA)
5.	Suhu	Kelvin (K)	Kelvin (K)
6.	Intensitas Cahaya	Ccandela (cd)	Candela (cd)
7.	Jumlah Zat	Kilomole (mol)	Mol

D.     Faktor Konversi

·         Sudut ruang

1 bola = 4 π streradian = 12,57 steradian

·         Panjang

1 cm = 0,39373 in = 3,281 × 10^-2 ft

1 inci = 2,54 cm = 8,333 × 10^-2 ft

1 kaki = 30,48 cm = 1 ft = 12 in

1 mil = 1,609 × 10⁵ cm = 6,336 × 10⁴ in

1 mil = 5280 ft

1 angstrom = 10^-10 m

1 mil laut = 1852 m = 1,151 miles = 6076 ft

1 tahun cahaya = 9,46 × 10¹² Km

1 yard = 3 ft

1 rod = 16,5 ft

1 mil = 10^-3 in

·         Luas

1 mil kuadrat = 2,788 × 10⁸ ft² = 640 acros

1 barn =10^-28 m²

1 acro = 43,6 ft²

·         Volume

1 galon fluida Amerika = 4 kuart fluida Amerika = 128 ons fluida Amerika = 231 in³

1 galon kerajaan Inggris = 277,4 in

1 liter = 10^-3 m³

·         Massa

1 ons = 28,35 gram

1 pon = 453,6 gram

1 ton = 1000 kg

1 kg = 2,205 lb

1 slug = 32,17 lb = 14,59 kg

·         Laju

1 knot = 1 mil laut/h = 1,852 km/jam = 0.5144 m/s = 1,688 ft/s

·         Tekanan

1 bar = 10⁶ dyne /cm² = 0,1 Mpa

1 millibar = 10³ dyne/cm² = 10² pa

E.     Notasi ilmiah dan aturan pembulatan

Notasi ilmiah adalah cara untuk menuliskan sebuah bilangan dalam bentuk pangkat dari sepuluh. Dengan kata lain, bilangan dituliskan dalam bentuk a×10n dimana a adalah sebuah bilangan riil yang memenuhi syarat 1 ≤ |a| < 10dan n adalah sebuah bilangan bulat. A disebut sebagai eksponen. Perhatikan bahwa nilai absolut dari a harus paling kecil adalah 1 dan kurang dari 10, sehingga 0,34 × 10² dan -11,23 × 10⁴ bukan merupakan notasi ilmiah.

Contoh penulisan bilangan dengan notasi ilmiah

·         1234 dituliskan sebagai 1,234 × 10³

·         -0000023 dituliskan sebagai -2,3 × 10^-5 

·         50000000 dituliskan sebagai 5 × 10⁷ 

Aturan pembulatan

Dalam melakukan penganalisisan data mungkin akan dihadapi dengan bilangan bilangan yang tidak bulet, artinya bilangan yang mengandung angka desimal. Untuk keperluan praktis biasannya akan dilakukan pembulatan bilangan terhadap hasil analisis yang mengandung angka desimal. Di samping itu juga dalam penganalisisan akan banyak dijumpai perhitungan-perhitungan yang menggunakan notasi jumlah. Berikut ini akan diberikan tiga buah aturan pembulatan bilangan yang banyak digunakan dalam penganalisisan data.

·         Aturan 1

Jika angka terkiri dari angka yang harus dihilangkan kurang dari 5 maka angka terkanan dari angka yang mendahuluinnya tetap(tidak berubah).

Contoh:

50,15 ton dibulatkan hingga satuan ton terdekat menjadi 50 ton. Dalam hal ini angka-angka yang harus dihilangkan adalah 15 dan angka terkiri dari 15 itu adalah 1 (kurang dari 5) maka angka terkanan yang mendahului 15, yaitu 0 tetap.

·      Aturan 2

Jika angka terkiri dari angka yang harus dihilangkan lebih dari 5 atau angka 5 diikuti oleh angka-angka bukan nol semua maka angka terkanan dari angka yang mendahuluinya bertambah dengan satu.

Contoh:

6895 kg dibulatkan hingga ribuan kg menjadi 7000 kg. Dalam hal ini , angka-angka yang harus dihilangkan 895 dan angka terkiri dari 895 itu adalah 8 (lebih dari 5) maka angka terkanan yang mendahului 895, yaitu 6, bertambah dengan satu menjadi 7

·      Aturan 3

Jika angka terkiri dari angka yang harus dihilangkan sama dengan 5 atau angka 5 diikuti oleh angka-angka nol semua maka angka terkanan dari angka yang mendahuluinya tetap jika angka tersebut genap, dan bertambah satu jika angka tersebut ganjil.

Contoh:

14,35 gram dibulatkan hingga persepuluhan gram terdekat menjadi 14,4 gram. Dalam hal ini angka yang harus dihilangkan adalah 5, maka angka terkanan yang mendahuli 5 yaitu 3 bertambah satu menjadi 4 (karena 3 merupakan angka ganjil).

Sumber

https://kurniarita.wordpress.com/ipa1/besaran-dan-satuan-2/materi-besaran-dan-satuan/

http://triarianto11.blogspot.co.id/2014/10/notasi-ilmiahangka-pentingdan-aturan.html

Soebyakto.2016.Fisika Terapan 1.Tegal:Badan Penerbit Universitas Pancasakti Tegal