BAB Tentang Besaran dan Pengukuran


      Penimbangan berat badan balita di Posyandu merupakan salah satu contoh pengukuran. Contoh pengukuran lainnya adalah pengukuran suhu badan yang dilakukan dokter ketika memeriksa pasien. Selain berat badan dan suhu, apa saja yang dapat diukur? Disebut apakah sesuatu yang dapat diukur? Bagaimana prosedur melakukan pengukuran dengan alat yang tepat?
    Mari memahami prosedur ilmiah untuk mempelajari benda-benda alam dengan menggunakan peralatan. Dalam pembelajaran bab ini, kamu dapat mendeskripsikan besaran pokok dan besaran turunan beserta satuannya, melakukan pengukuran secara teliti dengan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari, serta mendeskripsikan pengertian suhu dan pengukurannya.




A. Besaran dan Satuan
     Dalam Ilmu Pengetahuan Alam atau Sains, kamu akan banyak berhubungan dengan besaran-besaran hasil pengukuran yang dipakai untuk menyatakan hasil pengamatan atau hukumhukum Fisika, seperti panjang, massa, waktu, suhu, dan gaya. Beberapa di antara kata-kata itu mungkin biasa kamu gunakan dalam percakapan sehari-hari. Misalnya, “Sepanjang ingatanku, dia tidak pernah bergaya seperti itu.” Kata-kata panjang atau gaya yang dikaitkan dengan besaranbesaran fisis memerlukan pengertian yang tepat dan jelas, lain dengan penggunaan dalam bahasa sehari-hari. Dalam Sains, pengertian panjang atau gaya sama sekali tidak ada kaitanya dengan contoh kutipan pada percakapan di atas.

1. Pengertian Mengukur
       Kamu mungkin sering mendapatkan pertanyaan seperti berapakah tinggi badanmu, berapa suhu tubuhmu, berapa lama kamu belajar, dan sebagainya. Untuk menjawab pertanyaanpertanyaan tersebut dengan tepat, apa yang harus kamu lakukan? Tentunya kamu harus mengukur tinggi badan, suhu tubuh, dan lama kamu belajar. Nah, tahukah kamu apakah sebenarnya pengertian pengukuran itu? Pada zaman dahulu, orang-orang menggunakan anggota tubuhnya untuk mengukur besaran panjang. Misalnya, bangsa Mesir Kuno mendefinisikan standar besaran panjang sebagai jarak dari siku sampai ke ujung jari yang disebut cubit atau hasta. Bangsa Eropa menggunakan standar besaran panjang sebagai jarak dari ujung ibu jari kaki sampai ke pangkal kaki yang disebut kaki (foot). Di Indonesia, untuk mengukur besaran panjang biasa menggunakan satuan jengkal, hasta, atau depa. Menurutmu, dapatkah anggota tubuh dijadikan sebagai standar ukuran besaran panjang?
2. Besaran Pokok dan Besaran Turunan
      Tahukah kamu apakah besaran pokok itu? Besaran pokok adalah besaran yang dipakai untuk menentukan besaranbesaran yang lain. Ada tujuh besaran pokok, yaitu panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya. Besaran pokok dan satuannya menurut International Systems of Units atau sistem satuan internasional (disingkat SI) dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Besaran pokok dan satuannya.
Besaran
Satuan
Lambang Satuan
panjang
massa
waktu
kuat arus listrik
suhu
jumlah zat
intensitas cahaya
meter
kilogram
sekon
ampere
kelvin
mol
kandela
m
kg
s
A
K
mol
cd

      Besaran yang diturunkan dari besaran pokok disebut besaran turunan. Besaran turunan yang telah kamu kenal di SD antara lain volume, luas, dan kecepatan. Contoh besaran turunan dan satuannya dapat dilihat pada Tabel 1.2. 
Tabel 1.2 Contoh besaran turunan dan satuannya.
Besaran
Satuan
Lambang Satuan
luas
volume
kecepatan
percepatan
gaya
usaha
daya
L
V
v
a
F
W
P
m2
m3
m/s atau m.s–1
m/s2 atau m.s–2
kg.m/s2 atau kg.m.s–2
kg.m2/s2 atau kg.m2.s–2
kg.m2/s3 atau kg.m2.s–3

3. Satuan Internasional
      Penggunaan satuan yang tidak seragam antara satu daerah dengan daerah lainnya dapat menimbulkan kesulitan. Kesulitankesulitan itu antara lain sebagai berikut.
a. Tidak adanya kesamaan hasil pengukuran. Hal ini diakibatkan karena besarnya anggota tubuh setiap orang berbeda.
b. Menimbulkan masalah ketika ingin beralih dari satu satuan ke satuan lainnya. 
      Misalnya, ketika kamu ingin beralih dari satuan depa ke satuan jengkal akan timbul kesulitan akibat tidak adanya aturan yang mengatur konversi satuan-satuan tersebut. Untuk mengatasi kesulitan-kesulitan tersebut, muncul gagasan menggunakan satuan standar pada besaran-besaran yang sering digunakan dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Satuan standar harus memenuhi syarat-syarat seperti berikut.
a. Satuan yang ditetapkan tidak akan mengalami perubahan oleh pengaruh apapun.
b. Satuan yang ditetapkan harus berlaku di semua tempat dan setiap saat.
c. Satuan yang ditetapkan harus mudah ditiru. 
      Mungkin kamu bertanya, siapakah yang melakukan pemilihan satuan standar? Pemilihan satuan standar dilakukan oleh Lembaga Berat dan Ukuran Internasional yang didirikan tahun 1875 dan berkedudukan di Prancis. Badan ini secara berkala melakukan konferensi internasional mengenai berat dan ukuran. Sampai saat ini, ada dua jenis satuan yang masih digunakan, yaitu sistem Inggris dan sistem Metrik. Dalam sistem Inggris dikenal foot, pound, dan second (biasa disingkat FPS). Sedangkan sistem Metrik ini dibagi dua, yaitu MKS (meter, kilogram, sekon) dan CGS (centimeter, gram, sekon). Agar lebih jelas, mari perhatikan Tabel 1.3!

Tabel 1.3 Sistem satuan dari besaran panjang, massa, dan waktu.
Besaran
Sistem Satuan
Sistem
Inggris
Sistem Metrik
MKS
CGS
panjang
massa
waktu
kaki (foot)
pon (pound)
sekon (second)
meter (m)
kilogram (kg)
sekon (s)
centimeter (cm)
gram (g)
sekon (s)

Untuk mengonversi satuan sistem Metrik ke satuan sistem Inggris digunakan konversi seperti berikut.
1 cm = 0,3937 inci
1 meter = 3,281 ft (kaki)
1 meter = 1,094 yard
1 ft (kaki) = 12 inchi
1 yard = 3 ft

Contoh
Konversikan satuan-satuan berikut!
a. 50 cm = ... inci
b. 5 m = ... ft
Jawab:
a. 50 cm = 50 × 0,3937 inci = 19,685 inci
b. 5 m = 5 × 3,281ft = 16,405 ft


4. Konversi Satuan
      Tahukah kamu berapa jarak antara kota Bandung dan kota Jakarta? Berapakah tebal buku ini? Satuan apakah yang digunakan untuk mengukur jarak kota Bandung dan kota Jakarta serta tebal buku? Jarak antara kota Bandung dan Jakarta sekitar 500 km, sedangkan tebal buku ini sekitar 3 cm. Tahukah kamu apakah hubungan antara satuan km dan cm?
  • Mengonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu
Pada kehidupan sehari-hari adakalanya kamu harus mengonversi satuan panjang, satuan massa, dan satuan waktu. Bagaimana cara mengonversi satuan-satuan tersebut? Satuan panjang antara lain sentimeter (cm), meter (m), dan kilometer (km). Sedangkan satuan berat antara lain gram (g) dan kilogram (kg). Untuk mengonversi satuan-satuan tersebut diperlukan faktor pengali satuan. Untuk lebih jelasnya, perhatikan tangga konversi besaran panjang dan massa pada Gambar 1.3.

Seperti pada besaran panjang dan massa, besaran waktu juga memiliki beberapa satuan yang dapat saling dikonversikan. Satuan-satuan besaran waktu antara lain jam, menit, dan detik. Bagaimana cara mengonversi satuan-satuan tersebut?


1 jam = 60 menit atau 1 menit = 1/60 jam
1 menit = 60 sekon atau 1 sekon = 1/60 menit
1 jam = 3.600 sekon atau 1 sekon = 1/3600 meni
  • Mengonversi Satuan Besaran Turunan 
Contoh besaran turunan adalah luas dan volume. Bagaimana menentukan luas papan tulis? Berapakah volume air dalam suatu bak mandi yang penuh? Luas merupakan besarnya suatu daerah bidang. Luas dapat diperoleh dengan mengalikan antara dua besaran pokok panjang (panjang dan lebar atau alas dan tinggi). Oleh karena
luas merupakan turunan dari besaran panjang, maka satuannya juga diturunkan dari besaran panjang. Satuan luas yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari antara lain km2, m2, dan cm2. Volume dapat diartikan sebagai besarnya suatu ruang. Volume suatu balok dapat diperoleh dengan cara mengalikan tiga besaran pokok panjang (panjang, lebar, dan tinggi). Satuan volume antara lain cm3, m3, dan km3. Untuk memahami cara mengonversi satuan luas dan volume, mari perhatikan tangga konversi pada Gambar 1.4.



B. Melakukan Pengukuran
Setelah mengenal definisi pengukuran, sekarang akan kamu pelajari bagaimana cara melakukan pengukuran besaran panjang, massa, dan waktu dengan alat ukur yang sesuai dan cara yang benar.  

1. Melakukan Pengukuran Panjang 

        Pernahkah kamu melihat tukang kayu, tukang kunci, atau tukang jam melakukan pengukuran besaran panjang? Alat apa yang mereka gunakan? Tukang kayu biasa menggunakan mistar dan rol meter untuk mengukur balok-balok kayu, sedangkan tukang kunci dan tukang jam menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup dalam pekerjaan mereka. Alat-alat pengukuran panjang
tersebut ditunjukkan pada Gambar 1.5.
Tahukah kamu ???, bagaimana cara mengukur panjang yang benar dengan alat-alat tersebut?
a. Pengukuran Panjang dengan Mistar dan Rol Meter
Pada mistar dan rol meter terdapat garis-garis yang menunjukkan skala pengukuran. Pada umumnya, terdapat dua skala pengukuran pada mistar, yaitu sentimeter (cm) dan inci. Pada skala sentimeter, jarak terdekat antara dua garis panjang yang berhimpit adalah sepuluh kali skala terkecil (milimeter). Skala pengukuran terkecil pada mistar adalah 1 milimeter, sesuai dengan jarak garis terkecil yang terdapat pada skala penggaris. Mistar mempunyai tingkat ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang dimiliki oleh mistar tersebut, yaitu 0,5 mm atau 0,05 cm. Cara melakukan pengukuran panjang sebuah pensil dengan sudut pandang yang benar yang benar seperti ditunjukkan pada Gambar 1.6 adalah sebagai berikut. 
1. Tempatkan skala nol pada mistar sejajar dengan ujung benda.
2. Perhatikan ujung benda yang lainnya, kemudian bacalah skala pada mistar yang sejajar dengan ujung benda
tersebut.
3. Untuk membaca skala pada mistar, matamu harus melihat tegak lurus dengan tanda garis skala yang akan
kamu baca.

b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong
Pernahkah kamu melihat tukang kunci mengukur batang anak kunci? Tukang kunci tersebut menggunakan sebuah alat yang disebut jangka sorong. Disebut jangka sorong karena ujungnya mirip jangka yang dapat digeser (disorong). Menurutmu, apakah tukang kunci tersebut boleh mengukur anak kunci dengan mistar?
Ukuran anak kunci harus benar-benar sesuai dengan lubangnya, sehingga diperlukan tingkat ketelitian pengukuran yang lebih cermat. Dalam hal ini, alat ukur yang sesuai adalah jangka sorong.Jangka sorong mempunyai dua jenis skala, yaitu skala utama dan skala nonius yang dapat digeser-geser. Satu bagian skala utama, panjangnya 1 mm. Panjang 10 skala nonius adalah 9 mm. Ini berarti 1 skala nonius (jarak antara dua garis skala nonius yang berdekatan) sama dengan 0,9 mm. Jadi, selisih skala utama dengan skala nonius adalah 1 mm – 0,9 mm = 0,1 mm atau 0,01 cm.



Contoh pengukuran menggunakan jangka sorong
ditunjukkan pada Gambar 1.7. Diperoleh hasil pengukuran
sebagai berikut.
Skala utama :  4,2 cm
Skala nonius :  0,05 cm  +
Pembacaan :   4,25 cm

c. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup



Sama halnya seperti jangka sorong, mikrometer sekrup mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama ditunjukkan oleh silinder pada lingkaran dalam, sedangkan skala nonius ditunjukkan oleh selubung pada lingkaran luar. Jika selubung lingkaran luar diputar satu kali lingkaran penuh, skala utama akan berubah 0,5 mm. Selubung luar terbagi menjadi 50 skala sehingga 1 skala pada selubung luar adalah 0,5 mm : 50 = 0,01 mm, yang merupakan skala terkecil pada mikrometer sekrup. Contoh pengukuran diameter gotri menggunakan mikrometer sekrup ditunjukkan pada Gambar 1.8. Diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut.


Skala utama : 3,5 mm
Skala nonius : 0,12 mm   +
Pembacaan  :  3,62 mm = 0,362 cm

2. Melakukan Pengukuran Massa

Ketika menimbang berat (massa) badan, alat apakah yang kamu gunakan? Samakah dengan alat timbang yang digunakan oleh pedagang buah atau penjual emas? Alat yang digunakan untuk mengukur besaran massa adalah timbangan atau neraca. Ada bermacam-macam jenis timbangan atau neraca seperti ditunjukkan pada Gambar 1.9. Timbangan manakah yang digunakan untuk mengukur berat (massa) badan? Timbangan mana yang digunakan untuk mengukur berat (massa) benda?

3. Melakukan Pengukuran Waktu
Pengukuran waktu adalah menghitung lama suatu kejadian. Pelajaran di sekolah dimulai pukul 07.00 dan berakhir pada pukul 14.00. Berapa lama pelajaran di sekolah? Pernahkah kamu melihat lomba lari atau balap sepeda? Petugas lomba biasanya mencatat waktu tempuh pelari atau pembalap tersebut. Alat apakah yang digunakan untuk mencatat waktu mereka? Gambar 1.10 menunjukkan alat pengukuran waktu, yaitu jam dan stopwatch. Gambar 1.10b menunjukkan cara memegang stopwatch analog yang benar. Tombol samping pada telunjuk adalah tombol start dan stop, sedangkan tombol atas pada ibu jari adalah tombol reset.

1 comments:

Obat Sakit 2011 mengatakan...

menambah ilmu gan
trims

Baca-Baca Yang ini ya Sob!!