MATERI BESARAN DAN SATUAN

 MATERI FISIKA SMK KELAS X
A.   BESARAN

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai ( dinyatakan dengan angka ).

1.      Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan lebih dahulu dan tidak tersusun atas besaran lain. Besaran pokok terdiri atas tujuh besaran. Tujuh besaran pokok dan satuannya berdasarkan sistem satuan internasional (SI) sebagaimana yang tertera pada tabel berikut:

Tabel Besaran Pokok dan Satuannya

Besaran Pokok	Satuan SI
Massa	kilogram (kg)
Panjang	meter (m)
Waktu	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)
Suhu	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)
Jumlah Zat	mole (mol)

Sistem satuan internasional (SI) artinya sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku secara internasional.

2.      Besaran Turunan

Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok hasil dari kombinasi-kombinasi besaran pokok. contoh besaran turunan adalah luas suatu daerah persegi panjang. Luas sama dengan panjang dikali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan satuan panjang. Perhatikan tabel besaran turunan, satuan dan dimensi di bawah ini.

Tabel Besaran Turunan dan Satuannya

Besaran Turunan	Satuan SI
Gaya (F)	kg.m.s-2
Massa Jenis (p)	kg.m-3
Usaha (W)	kg.m2.s-2
Tekanan (P)	kg.m-1.s-2
Percepatan	m.s-2
Luas (A)	m2
Kecepatan (v)	m.s-1
Volume (V)	m3

B.             SATUAN DAN KONVERSINYA

1.      Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang digunakan untuk mengukur. Jenis-jenis satuan yaitu:

a.    Satuan Baku

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

1.    Sistem MKS(Meter  KilogramSecond)

2.    Sistem CGS (Centimeter Gram Second)

Tabel Satuan Baku

Besaran Pokok	Satuan MKS	Satuan CGS
Massa	kilogram (kg)	gram (g)
Panjang	meter (m)	centimeter (cm)
Waktu	sekon (s)	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)	statampere (statA)
Suhu	kelvin (K)	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)	candela (Cd)
Jumlah Zat	kilomole (mol)	Mol

b. Satuan Tidak Baku

Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara internasional dan hanya digunakan pada suatu wilayah tertentu.Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, tumbak, bata dan langkah

2.      Konversi satuan dilakukan dengan menyisipkan faktor konversi yang cocok yang membuat satuan lain ditiadakan,kecuali satuan yang kita kehendaki.  Faktor konversi merupakan perbandingan  dua satuan besaran sehingga sama dengan satu. Berikut ini beberapa contoh konversi satuan untuk besaran panjang, massa, dan waktu.

Panjang

1 inci= 2,54 cm

1 sentimeter (cm)= 0,394 inci

1 meter (m)=3,28 ft

1 kilometer (km)=0,621 mil

1 yard (yd)=3 ft

1 angstrom (Ǻ)=10^-10 m

1 tahun cahaya (ly)=9,46  10¹⁵ m

1 parsec=3,09  10¹⁶ m

1 fermi=10^-15 m

Massa

1 satuan massa atom (sma)= 1,6605  10^-27kg

1 kilogram (kg)=10³

 g =  2,205 lb

1 slug= 14,59 kg

1 ton=1.000 kg

Waktu

1 menit=60 s

1 jam=3.600 s

1 hari=8,64  10⁴ s

1 tahun=3,1536  10⁷ s

Soal-soal latihan usaha dan energi

Nomor 1
Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 8 m/s. Akibat gaya gesekan antara benda dengan lantai mengalami perlambatan 3 m/s². Besar usaha untuk mengatasi gaya gesekan selama 3 sekon adalah...
A. 256 Joule
B. 240 Joule
C. 176 Joule
D. 128 Joule
E. 120 Joule

Nomor 2
Seorang pekerja menarik ember berisi air yang bermassa 5 kg yang diikat dengan tali, dari ketinggian 5 meter sampai pada ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, usaha yang harus dilakukan adalah...
A.1750 J
B.1500 J
C.1000 J
D.750 J
E.250 J

Nomor 3
Odi mengendarai mobil bermassa 4.000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m.s^-1. Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan mobilnya berkurang secara teratur menjadi 15 m.s^-1. Usaha oleh gaya pengereman adalah....
A.200 kJ
B.300 kJ
C.400 kJ
D.700 kJ
E.800 kJ

Nomor 4
Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah...
A. 6,8 Joule
B. 4,8 Joule
C. 3,8 Joule
D. 3 Joule
E. 2 Joule

Nomor 5
Sebuah benda bermassa 1 kg dilempar keatas dengan kecepatan awal 40 m/s. Besarnya energi kinetik saat ketinggian benda mencapai 20 m adalah...
A. 300 J
B. 400 J
C. 500 J
D. 600 J
E. 700 J

Nomor 6
Dua buah benda A dan B yang keduanya bermassa m jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v, benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar...
A. ½ mv²
B. mv²
C. ¼ mv²
D. ¾ mv²
E. 3/2 mv²

Soal Uraian

1. Usaha dalam fisika dipengaruhi apa saja, jelaskan!

2. Apa perbedaan energi kinetik dengan energi potensial!

3. Bagaimana hubungan impuls dengan momentum ? buatlah persamaannya!

4. Berikan contoh impuls dan momentum dalam kehidupan se hari -hari minimal 3!

Hukum 1,2,3 Newton

Pengertian Hukum Newton

Hukum Newton adalah tiga hukum fisika sebagai dasar mekanikan klasik menggambarkan antara hubungan gaya yang bekerja pada suatu benda bergerak. Hampir semua rumus fisika berhubungan dengan gerak mulai dari jarak atau ketinggian. Sehingga hukum Newton ini sangan penting dipelajari. Hukum Newton merupakan salah satu aturan yang diterapkan dalam lmu fisika 

Hukum-Hukum Newton Tentang Gerak

Bunyi hukum I Newton : “ Sebuah benda akan tetap diam atau bergerak lurus         

beraturan jika  tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda itu”.

Secara matematis dituliskan : ∑F = 0

Sifat kecenderungan benda mempertahankan keadaannya ini dinamakan kelembaman. Contohnya ketika naik mobil kemudian direm maka tubuh akan terdorong kedepan.

Bunyi hukum II Newton : “ Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan besar gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda “.

            Secara matematis dituliskan : F = m x a

Bunyi hukum III Newton : “ Jika benda I mengerahkan gaya aksi kepada benda II, maka  

benda II akan memberikan gaya reaksi pada benda I yang sama besar tetapi arahnyan            berlawanan “

            Secara matematis dituliskan : F aksi = - F reaksi

2. Jenis-jenis Gaya

1.         Gaya Berat

Berat suatu benda dipengaruhi oleh grafitasi bumi (g). Gaya grafitasi bumi selalu bekerja pada setiap benda yang berada di permukaan bumi. Gaya grafitasi bumi tersebut yang dinamakan gaya berat.

Persamaan berat suatu benda :

w = m  x  g

                                                w = berat benda (N)

                                                m = massa benda (kg)

                                                g = percepatan grafitasi bumi (m/s²)

2.         Gaya Normal

Jika sebuah buku terletak di atas meja arah berat benda menuju ke pusat bumi (ke bawah) sedangkan gaya yang mengimbanginya berarah ke atas disebut gaya normal. Jadi arah gaya normal selalu tegak lurus terhadap bidang datar.

3.         Gaya Gesekan

Gaya gesekan merupakan gaya kontak yang terjadi ketika permukaan dua benda bersentuhan langsung secara fisik. Arah gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Gaya gesekan dibedakan menjadi 2 jenis yaitu :

a.       Gaya gesekan statis (f_s)

fs = µs .N

                                         f_s = gaya gesekan statis (N)

                                         µ_s = koefisien gesekan statis

                                          N = gaya normal (N)

b.      Gaya gesekan kinetis (f_k)

fk = µk .N

                                         f_k = gaya gesekan kinetik (N)

                                         µ_k = koefisien gesekan kinetik

                                         N = gaya normal (N)

3. Penerapan Hukum Newton

a.    Menentukan percepatan benda pada bidang datar

b.    Menentukan tegangan tali pada benda pada bidang datar

c.    Menentukan percepatan benda pada katrol

SOAL GLBB

SOAL GLBB

1. Sebuah bola menggelinding ke bawah dari suatu bidang miring dengan percepatan tetap 3,4 m/s². Jika bola bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s, tentukan kecepatan bola setelah bergerak selama 5 detik!

2. Sebuah mobil yang sedang melaju dengan kecepatan 4 m/s mengalami percepatan tetap sebesar 6 m/s² selama 2,5 detik. Tentukan kecepatan akhir mobil tersebut!

3. Sebuah truk bergerak dari keadaan diam dengan percepatan tetap 5 m/s². Tentukan kecepatan dan jarak tempuh truk setelah 4 detik!

4.  Kecepatan sebuah mobil berubah dari 8 m/s menjadi 20 m/s sewaktu menempuh jarak 45,5 m. Tentukan percepatan dan waktu tempuh mobil!

5.    Seseorang menuruni bukit dengan kecepatan awal 6 m/s dan percepatan tetap 0,5 m/s² selama 10 detik. Tentukan jarak tempuh orang tersebut!

6.    Sebuah pesawat terbang bergerak dengan percepatan tetap 42 m/s² selama 10 detik sebelum lepas landas. Tentukan panjang landasannya!

7.    Sebuah pesawat terbang bergerak dengan percepatan tetap 2,5 m/s². Pesawat tersebut membutuhkan kecepatan 50 m/s agar dapat lepas landas. Tentukan panjang landasan agar pesawat dapat lepas landas!

8.  Sebuah pesawat yang akan mendarat mendapat perlambatan 5 m/s² dan berhenti pada jarak 1.000 m setelah roda menyentuh landasan. Tentukan kecepatan pesawat ketika mendarat!

9.    mobil yang dikendarai Budi melaju dengan kecepatan 20 m/s. saat melihat jilah budi mengerem sehingga kecepatan mobil berkurang menjadi 12 m/s dalam waktu 5 sekon. Tentukan jarak yang ditempuh Budi dalam waktu mengere mobil!

10.  Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Karena di depannya ada rintangan, mobil tersebut direm dengan perlambatan 7,5 m/s². Tentukan jarak yang telah ditempuh mobil sejak direm hingga berhenti!