Apakah fisika itu? Fisika adalah ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan perilaku dan struktur benda. Fisika berhubungan dengan materi dan energi. Dalam fisika banyak sekali pengukuran-pengukuran. Oleh karena itu, fisika disebut juga ilmu pengukuran (science of measurement).
Dalam buku ini akan dibahas konsep-konsep dan hukum-hukum fisika. Di samping itu juga akan diberikan contoh prinsip-prinsip fisika dalam konteks biologi.
Pengukuran
Dalam keseharian Anda tentu pernah melakukan pengukuran. Coba Anda ingat-ingat, kemudian sebutkan 3 (tiga) macam contoh pengukuran yang pernah Anda lakukan! Jika Anda mengukur panjang kelas dengan mistar (meteran), dan diperoleh hasil 8 meter, maka angka 8 sebagai angka perolehan Anda. Setiap proses pengukuran akan diperoleh angka-angka dalam berbagai digit.
Dari contoh kegiatan di atas, Anda dapat mendefinisikan apakah mengukur itu? Anda mengukur panjang kelas dengan mistar (meteran), dalam hal ini Anda membandingkan suatu besaran (panjang) dengan besaran lain yang sejenis yang dipakai sebagai satuan standar (meter). Pengukuran setiap besaran fisik mencakup perbandingan besaran tersebut dengan beberapa nilai satuan besaran tersebut. Dengan demikian, hasil pengukuran mengandung dua hal yaitu nilai dan satuan. Sesuatu yang dapat diukur (dinyatakan dengan angka) dan memiliki satuan disebut besaran.
Dalam proses pengukuran suatu besaran diperlukan alat ukur. Dalam bidang biologi banyak pengukuran yang dilakukan. Sebagai contoh, pengukuran temperatur tubuh, pengukuran tinggi badan, pengukuran tekanan darah, pengukuran detak jantung dan sebagainya.
Besaran Pokok dan Turunan
Besaran fisika dibedakan antara besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang harganya ditentukan. Sebagai contoh, besaran pokok – panjang, satuan standar untuk panjang dalam S.I. (Sistem Internasional) yaitu meter. Semula ditentukan bahwa 1 meter adalah jarak antara dua goresan pada sebuah batang yang terbuat dari campuran platina-iridium yang disimpan di International Bureau of Weights and Measures di Sevres, Perancis. Sekarang, didefinisikan bahwa 1 meter sama dengan 1.650.763, 73 panjang gelombang cahaya merah-jingga yang diemisikan krypton-86. Besaran pokok – massa, satuan standar untuk massa dalam S.I. (Sistem Internasional) yaitu kilogram. Didefinisikan 1 kilogram adalah massa suatu silinder yang terbuat dari platinum-iridium. Besaran pokok – waktu, satuan standar untuk waktu dalam S.I. (Sistem Internasional) yaitu sekon. Didefinisikan 1 sekon sama dengan 9.192.631,770 perioda cesium-133.
Jadi, besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan dengan baku. Terdapat 7 (tujuh) besaran pokok, yaitu panjang, massa, waktu, temperatur, arus listrik, intensitas cahaya, dan jumlah zat.
Besaran turunan adalah besaran yang tersusun lebih dari satu besaran pokok. Besaran turunan itu diturunkan dari besaran-besaran pokok, misalnya kecepatan, percepatan, kakas (gaya), tekanan, energi, dan banyak lagi besaran-besaran lainnya.
Besaran fisika juga dibedakan antara besaran vektor dan skalar. Besaran fisika yang memiliki nilai dan arah disebut besaran vektor, misalnya kecepatan, percepatan dan kakas (gaya). Besaran fisika yang memiliki nilai, tetapi tidak memiliki arah disebut besaran skalar, misalnya massa, waktu, temperatur dan energi. Dalam biologi, misalnya volume dan dan tekanan darah sebagai besaran skalar.
Satuan Besaran Fisika
Satuan pengukuran suatu besaran dapat dibedakan antara satuan baku (standar) dan satuan tidak baku. Satuan baku (standar) untuk besaran panjang yaitu meter, sedangkan satuan tidak baku untuk besaran panjang, misalnya kaki, jengkal, dan depa. Mengapa penggunaan satuan ini menyulitkan dalam komunikasi, apalagi dalam kegiatan ilmiah?
Pada Tabel 1.1. tercantum satuan pokok S.I. (Sistem Internasional) untuk ketujuh besaran pokok berdasarkan Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971. Pada Tabel 1.2 diberikan beberapa contoh satuan turunan untuk enam besaran turunan.
Tabel 1 Satuan Besaran Pokok
____________________________________________
No. Besaran Pokok Satuan Lambang
____________________________________________
1. Panjang meter m
2. Massa kilogram kg
3. Waktu sekon s
4. Temperatur Kelvin K
5. Arus listrik ampere A
6. Intensitas cahaya candela cd
7. Jumlah zat mole mol
_____________________________________________
Tabel 2 Satuan Besaran Turunan
______________________________________________
No. Besaran Turunan Satuan Lambang
______________________________________________
1. Kecepatan meter/sekon m/s
2. Percepatan meter/sekon2 m/s2
3. Gaya Newton N
4. Tekanan Newton/meter2 N/m2
5. Energi Joule J
_______________________________________________
Setiap Anda melakukan pengukuran, misalnya mengukur panjang, kecepatan atau arus listrik, terdiri atas angka dan satuan. Suatu besaran dinyatakan dalam satuan tertentu, tetapi dapat juga dinyatakan dalam satuan yang lain. Sebagai contoh, Anda mengukur tinggi benih tanaman 4 inchi, dapat juga dinyatakan dalam centimeter. Anda harus menggunakan faktor konversi, dalam hal ini 1 inchi = 2,5 cm. Jadi tinggi benih tanaman yang Anda ukur adalah 10 cm (4x2,5 cm).
Terdapat banyak konversi satuan. Sebagai contoh, Anda konversikan berikut ini: sebuah membran sel yang bulat memiliki ukuran 2,5 inchi persegi. Nyatakan dalam centimeter persegi! Karena 1 inchi = 2,5 cm, maka ukuran membran sel = 2,5x2,5 cm2= 6,25 cm2.
Tabel 3 menunjukkan awalan-awalan yang direkomendasikan oleh Konferensi tersebut untuk menyatakan nilai-nilai yang lebih besar atau lebih kecil dari satuan baku. Awalan-awalan tersebut disebut juga sistem metrik. Anda cari awalan-awalan Metrik dalam S.I.!Alat Ukur Besaran Fisika
Alat ukur panjang yaitu mistar (meteran), jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Anda tentu tidak asing dengang mistar (meteran), bukan? Mistar (meteran) digunakan untuk mengukur besaran panjang, memiliki skala terkecil 1mm. Untuk mengukur besaran panjang dengan ketelitian lebih tinggi digunakan jangka sorong yang memiliki skala terkecil 0,1 mm (ada juga yang ketelitiannya 0,02 mm), dan mikrometer sekrup yang memiliki skala terkecil 0,01 mm.
Untuk mengetahui bagian-bagian jangka sorong dan mikrometer sekrup, dan cara pengukurannya, dapat Anda pelajari melalui Compact Disc (CD) Animasi Alat-alat Ukur besaran fisika (terlampir). Anda dapat juga membuka website di internet, http://www.dikmentidki.go.id/. Gambar 1.1 dan 1.2 menunjukkan alat ukur jangka sorong dan mikrometer sekrup. Gambar 1.3 menunjukkan jangka sorong digital hasil unduh dari http://upload.wikipedia.org/wikipedia/id/7/7f jangkasorongdigital.jpg
0 komentar:
Posting Komentar