B. Pengukuran Sebagai bagian dari pengamatan
Pengamatan objek dengan menggunakan indra merupakan kegiatan penting menghasilkan deskripsi suatu benda. Akan tetapi, seringkali pengamatan seperti itu tidak cukup. Kita memerlukan pengamatan yang memberikan hasil yang pasti ketika dikomunikasikan dengan orang lain. Sebagai contoh, pernahkah kalian pergi ke penjahit untuk minta dibuatkan baju? Bagaimana penjahit dapat membuatkan baju dengan ukuran yang tepat? Atau, pernahkah kalian melihat orang berjual beli buah, misalnya duku? Bagaimanakah menentukan banyaknya duku secara akurat? Semua peristiwa di atas terkait dengan kegiatan pengukuran. Pada bagian ini, kalian akan mendiskusikan dan melakukan berbagai kegiatan pengukuran dengan menggunakan alat ukur yang sesuai
1. Pengukuran
Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Contoh, kalian hendak mendeskripsikan suatu benda, misalnya mendeskripsikan dirimu. Kemungkinan besar kalian akan menyertakan tinggi badan, umur, berat badanmu, dan lain-lain. Tinggi badan, umur, dan berat badan merupakan sesuatu yang dapat diukur. Segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran.
Perlu Diketahui
Misalkan, kalian memiliki seekor kucing. Besaran-besaran apa yang dapat diukur dari kucing tersebut? Ya, misalnya panjang telinga, jarak loncatan, frekuensi menarik napas tiap menit. Tentu saja, ada hal-hal yang tidak dapat diukur (bukan besaran) dari kucing itu, contohnya kasih sayang terhadap anaknya, takut/marah terhadap anjing
Mengukur "merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan." Misalnya, kalian melakukan pengukuran panjang meja dengan jengkalmu. Maka, kalian membandingkan panjang meja dengan panjang jengkalmu. Jengkalmu dipakai sebagai satuan pengukuran. Sebagai hasilnya, misalnya panjang meja = 6 jengkalmu.
Nah, misalnya ada 2 orang lain melakukan pengukuran panjang meja yang sama dengan kamu, tetapi dengan jengkal masing-masing. Hasilnya, sebagai berikut.
Panjang meja = 6 jengkalmu
Panjang meja = 7 jengkal Pak Karsiman
Panjang meja = 6,5 jengkal Teh Lucy
Mengapa hasil tiga pengukuran itu berbeda? Jelaskan! Sekarang bayangkan, apa yang terjadi jika setiap pengukuran di dunia ini menggunakan satuan yang berbeda-beda, misalnya jengkal. Ketika kalian memesan baju ke penjahit dengan panjang lengan 3 jengkal, kemungkinan besar hasilnya tidak akan sesuai dengan keinginanmu karena penjahit itu menggunakan jengkalnya. Demikian juga, jika satuan yang digunakan adalah depa, Oleh karena itu, diperlukan satuan yang disepakati oleh semua orang. Satuan yang disepakati ini disebut satuan baku.
Ide-Ide Penerapan
Amatilah benda di sekitarmu, misalnya jeruk. Tuliskan ide sebanyakbanyaknya, besaran apa yang dapat diukur pada benda tersebut. Tuliskan juga besaran apa yang tidak dapat diukur. Diskusikan dengan temanmu, apakah besaran yang menurutmu tidak dapat diukur itu pada suatu saat dapat diukur.
Tuliskan hasil diskusi mu dalam tabel berikut!
|
Benda yang di amati |
Besaran yang dapat diukur |
Besaran Yang tidak dapat diukur |
| |
|
|
Mungkin kalian pernah mendengar satuan sentimeter, kilogram, dan detik. Satuan-satuan tersebut adalah contoh satuan baku dalam ukuran Sistem Internasional (SI). Setelah tahun 1700, sekelompok ilmuwan menggunakan sistem ukuran yang dikenal dengan nama Sistem Metrik.
Pada tahun 1960, Sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional.
Penamaan ini berasal dari bahasa Prancis ,Le System Internationale d'Unites.
Dalam satuan SI, setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter.
Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan awalan-awalan, seperti ditunjukkan dalam Tabel 1.1.
Penggunaan awalan ini untuk memudahkan dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, daripada menyebutkan 20.000 meter, lebih mudah menyebutkan 20 kilometer. Nilai kelipatan awalan tersebut menjangkau benda-benda yang sangat kecil hingga objek yang sangat besar. Contoh benda yang sangat kecil adalah atom, molekul, dan virus.
Contoh objek yang sangat besar adalah galaksi.
Tabel 1.1
|
Awalan |
Simbol |
Kelipatan |
Contoh |
| Tera |
T |
1012 |
|
| Giga |
G |
109 |
|
| Mega |
M |
106 |
1 Megawatt = 106watt atau |
| Kilo |
K |
103 |
1 Mwatt = 10x10x10x10x10x10 |
| Hekto |
H |
102 |
1 Mwatt = 1000 000 wat |
| Deka |
Da |
101 |
|
| Desi |
D |
10-1 |
1 m = 102cm = 100 cm |
| Centi |
C |
10-2 |
1 cm = 10-2m = 0,01 m |
| Mili |
mm |
10-3 |
|
| Micro |
ยต |
10-6 |
|
| nano |
n |
10-9 |
|
Internasional lebih mudah digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan bilangan 10, seperti ditunjukkan pada tabel di atas. Penggunaan awalan di depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih. Misalnya, awalan kilo berarti 103 atau 1.000. Maka, 1 kilometer berarti 10x10x10 = 1.000 meter. Contoh lain, pembangkit listrik menghasilkan daya 500Mwatt berarti sama dengan 500 x 106 = 500.000.000watt. Jadi, penulisan awalan menyederhanakan angka hasil pengukuran sehingga mudah dikomunikasikan ke pihak lain.
Coba lihat tangga konversi di bawah ini
Contoh, (km) ke (m) turun sebanyak 3 tangga, maka 1 km = 103 m = 10x10x10 = 1000m. (m) ke (km) naik sebanyak 3 tangga, maka 1 m = 10-3 = 1/10 x 1/10 x 1/10 = 1/1000 = 0,001
Tugas dirumah.
Bandingkan! ( lihat tabel 1.1 ) Besaran dan Satuan pada Mikroorganisme Bakteri memiliki panjang sampai dengan 10 µm. Virus memiliki panjang sampai dengan 100 nm. Berdasarkan data tersebut, manakah yang berukuran lebih panjang, bakteri atau virus? Jelaskan jawabanmu!
Pengukuran Jarak pada Benda Langit Benda-benda langit terletak berjauhan satu dengan yang lain. Satuan yang digunakan untuk menyatakan jarak benda-benda langit adalah Satuan Astronomi (SA) dan tahun cahaya. 1 SA = jarak Bumi sampai dengan Matahari = 150 juta km (15 x 107 km ) 1 tahun cahaya = jarak tempuh cahaya selama satu tahun = 9,5 trilyun km ( 95 x1014 km)
Jadikan SA ( Satuan Astronomi ) Jarak Bumi sampai dengan Pluto adalah 5.900 juta km. Berapakah jarak tersebut dalam satuan SA?
Review
-
Apakah yang dimaksud dengan mengukur? Dalam melakukan pengukuran, mengapa harus dipergunakan satuan pengukuran yang baku?
-
Berilah contoh besaran yang satuannya dalam SI adalah sekon (detik)!
-
Neptunus adalah salah satu planet dalam tata surya kita. Jarak Neptunus dengan Matahari adalah 30 SA. Berapa jarak ini dalam kilometer?
-
Mengapa semua ilmuwan dan produsen (penghasil) barang-barang pabrik di seluruh dunia harus menggunakan satuan pengukuran baku yang sama?
2. Besaran Pokok
Pengukuran perlu menggunakan satuan baku, satuan yang disepakati bersama. Besaran yang satuannya didefinisikan ini disebut besaran pokok.
a. Panjang
Dalam IPA, panjang menyatakan jarak antara dua titik.
Misalnya, panjang papan tulis adalah jarak antara titik pada ujung-ujung papan tulis, panjang bayi yang baru lahir adalah jarak dari
ujung kaki sampai ujung kepala bayi itu. Mengapa panjang harus diukur, tidak sekadar diperkirakan?.
Panjang menggunakan satuan
dasar SI meter (m). Satu meter standar (baku) sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299792458 sekon.
Untuk keperluan sehari hari, telah dibuat alat-alat pengukur panjang tiruan dari meter standar, seperti terlihat pada Gambar 1.15.
Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan
awalan-awalan seperti tercantum dalam Tabel 1.1.
Berdasar tabel tersebut:
1 kilometer (km) = 1.000 meter (m)
1 sentimeter (cm) = 1/100 meter (m) atau 0,01 m
Sebaliknya, diperoleh
1 m = 1/1,000 km = 0,001 km
1 m = 100 cm
Perhatikan Gambar 1.15.
Beberapa alat pengukur panjang misalnya pita ukur atau metlin, penggaris atau mistar, jangka sorong,
dan meteran gulung. Meteran gulung dan penggaris mampu mengukur paling kecil 1 mm, tetapi jangka sorong mampu mengukur sampai
0,1 mm.
Pernahkah kalian melihat, apakah alat-alat pengukur panjang tersebut dipergunakan dalam pekerjaan?
Sebutkan pekerjaan
beserta alat ukur panjang yang digunakan. Dalam melakukan pengukuran, perhatikan posisi nol alat ukur. Untuk pengukuran panjang, ujung awal
benda berimpit dengan angka nol pada alat ukur. Selain itu, posisi mata harus tegak lurus dengan skala yang ditunjuk,
untuk menghindari kesalahan hasil pembacaan pengukuran (Gambar 1.16).
B. Massa
Setiap benda tersusun dari
materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa
benda. Nah, dalam SI, massa diukur dalam satuan kilogram (kg).
Misalnya, massa tubuhmu 52 kg, massa seekor kelinci 3 kg,
massa sekantong gula 1 kg. Dalam kehidupan sehari hari, orang
menggunakan istilah "berat" untuk massa. Namun, sesungguhnya massa tidak
sama dengan berat. Massa suatu benda ditentukan oleh kandungan materinya
dan tidak mengalami perubahan meskipun kedudukannya berubah. Sebaliknya,
berat sangat bergantung pada kedudukan di mana benda tersebut berada.
Sebagai contoh, saat astronot berada di bulan, beratnya tinggal 1/6 dari
berat dia saat di bumi.
Dalam SI, massa menggunakan satuan dasar
kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan newton
(N). Satu kilogram standar (baku) sama dengan massa sebuah silinder
yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di Sevres,
Paris, Prancis (Gambar 1.17). Massa 1 kg setara dengan 1 liter air
pada suhu 4°C. Massa suatu benda dapat diukur dengan
neraca lengan (Gambar 1.18), sedangkan berat diukur dengan
neraca pegas (Gambar 1.19). Neraca lengan dan neraca pegas termasuk
jenis neraca mekanik. Sekarang banyak digunakan jenis neraca lain yang
lebih praktis, yaitu neraca digital. Pada neraca digital, hasil pengukuran
massa langsung muncul dalam bentuk angka dan satuannya. Selain kilogram
(kg), massa benda juga dinyatakan dalam satuansatuan lain.
Misalnya, gram (g) dan miligram (mg) untuk massa massa yang
kecil; ton (t) dan kuintal (kw) untuk massa yang
besar
Contoh :
» Massa benda = 100 g + 90 g + 7,5 g = 197,5 g
c. Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian
atau dua peristiwa. Misalnya, waktu hidup seseorang dimulai sejak ia
dilahirkan hingga meninggal, waktu perjalanan diukur sejak mulai bergerak
sampai dengan akhir gerak. Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau
stopwatch seperti terlihat pada Gambar 1.21. Satuan SI untuk waktu adalah
detik atau sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang
dibutuhkan atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali.
Berdasar jam
atom ini, hasil pengukuran waktu dalam selang waktu 300 tahun tidak akan
bergeser lebih dari satu sekon. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang
terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih
besar, misalnya menit, jam, hari, bulan, tahun, dan abad.
1
hari = 24 jam
1 jam = 60 menit
1 menit = 60
sekon
Untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali, dapat digunakan
satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (µs). Berdasarkan uraian di atas,
dapat disimpulkan bahwa panjang, massa, dan waktu merupakan besaran pokok.
Berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun
1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok
seperti Tabel 1.2. Empat besaran pokok yang lain akan dipelajari pada
bab-bab berikutnya.
Tabel 1.2 Besaran Pokok dan Satuannya (dalam Sistem SI)
|
Besaran Pokok |
Satuan |
Simbol Satuan |
| Panjang |
meter |
m |
| Massa |
Kilogram |
kg |
| Waktu |
Sekon/detik |
s |
| Kuat Arus Listri |
Amphere |
A |
| Suhu |
Kelvin |
K |
| Jumlah Zat |
Mole |
mol |
| Intensitas Cahaya |
Candela |
cd |
Review
-
Apakah yang dimaksud dengan besaran pokok?
-
Mengapa dibuat satuan-satuan standar,
misalnya satu kilogram standar, satu meter standar, dan satu sekon standar?
-
Berilah contoh besaran-besaran
dalam kehidupan sehari-hari yang satuannya dalam SI adalah meter,
kilogram, atau sekon (detik)!
Berpikir Kritis
Jika pengetahuan dan teknologi makin maju, mungkinkah satuan standar yang digunakan sekarang diperbarui? Jelaskan!
3. Besaran Turunan
Besaran-besaran yang dapat
diukur selain 7 (tujuh) besaran pokok pada Tabel 1.2, tergolong sebagai
besaran turunan. Misalnya, luas ruang kelasmu. Jika ruang kelasmu
berbentuk persegi, maka luasnya merupakan hasil perkalian panjang dengan
lebar. Perhatikan, bahwa panjang dan lebar merupakan besaran pokok
panjang. Dalam SI, panjang diukur dengan satuan meter. Maka, luas dalam SI
memiliki satuan m2. Coba diskusikan beberapa besaran turunan sebagai
contoh tambahan! Besaran turunan yang lain akan dipelajari pada bab-bab
selanjutnya.
a. Luas
Untuk benda yang berbentuk persegi,
luas benda dapat ditentukan dengan mengalikan hasil pengukuran panjang
dengan lebarnya.
Data Luas beberapa bangun
b. Volume
Misalnya, kalian punya dua
wadah, yakni kaleng besar dan kaleng kecil. Jika dipergunakan untuk
menampung air, kaleng besar pasti dapat menampung air lebih banyak. Hal
tersebut terkait dengan besarnya ruangan yang terisi oleh materi, biasanya
disebut volume. Suatu benda jika volumenya lebih besar, dapat
menampung materi lebih banyak dibandingkan benda lain yang volumenya lebih
kecil. Volume merupakan besaran turunan yang disusun dari besaran pokok
panjang. Volume benda padat yang bentuknya teratur, contohnya balok, dapat
ditentukan dengan mengukur terlebih dulu panjang, lebar, dan tingginya,
kemudian mengalikannya. Jika kalian mengukur panjang, lebar, dan tinggi
balok menggunakan satuan sentimeter (cm), maka volume balok yang diperoleh
dalam satuan sentimeter kubik (cm3). Jika, panjang, lebar, dan tinggi
diukur dalam satuan meter (m), maka volume yang diperoleh bersatuan meter
kubik (m3). Bagaimana cara menentukan volume suatu zat cair? Zat cair
tidak memiliki bentuk yang tetap. Bentuk zat cair selalu mengikuti bentuk
wadahnya. Oleh karena itu, jika zat cair dituangkan ke dalam gelas ukur,
seperti ditunjukkan Gambar 1.24, ruang gelas ukur yang terisi zat cair
sama dengan volume zat cair tersebut. Volume zat cair dapat dibaca pada
skala sesuai ketinggian permukaan zat cair di dalam gelas ukur tersebut.
Seperti yang kalian lihat pada Gambar 1.23, hasil pembacaan volume air
dengan gelas ukur di atas memiliki satuan mL, kependekan dari mililiter.
Dalam kehidupan sehari-hari, volume zat cair biasanya dinyatakan dalam
satuan mililiter (mL) atau liter (L)
1 L = 1 dm3
1 L = 1.000 mL
1 mL = 1 cm3
Cara Termurah Membeli Minuman
Misalnya, kalian
akan membeli minuman segar untuk persiapan piknik. Di sebuah toko, kalian
menemukan dua cara yang mungkin untuk membeli minuman segar, yaitu satu
botol besar berisi 2 L dengan harga Rp10.000,00 atau 6 kaleng berisi
250 mL, dengan harga Rp2.000,00 tiap kalengnya. Bagaimana kalian
memutuskan membeli minuman botol atau minuman kaleng agar ekonomis?
-
Berapa mililiter minuman yang
diperoleh dari satu botol dan berapa mililiter yang diperoleh dari 6
kaleng? Nyatakan setiap jawabanmu dalam liter!
-
Berapakah harga minuman
tersebut per liternya jika membeli dalam botol? Hitung juga harga per
liternya jika membeli dalam kaleng! Manakah yang lebih murah?
Berpikir Kritis
Jika kalian akan membeli minuman segar untuk acara yang lebih besar, kalian
harus menyusun anggaran lebih dulu. Dengan dana Rp50.000,00, berapa liter
minuman segar yang dapat dibeli?
Data Volume dan Beberapa Bangun
