Kompetensi dasar
3.10 Memahami konsep besaran dan sistem satuan
4.10 Mengidentifikasi besaran dan sistem satuan
Materi :
ILMU MEKANIKA
A. BESARAN VEKTOR DAN SISTEM SATUAN
Mekanika adalah cabang ilmu fisika yang membahas keadaan benda yang diam atau bergerak di bawah pengaruh aksi gaya. Tidak ada pengetahuan lain yang berperan lebih besar dalam analisis teknik daripada mekanika. Sejarah awal ilmu ini merupakan permulaan teknik. Penelitian dan pengembangan modern di bidang getaran, kekuatan struktur mesin dan robot, desain roket dan pesawat angkasa; pengendalian otomatis, kemampuan mesin, aliran fluida, mesin dan alat-alat listrik, serta perilaku molekul atom dan subatom sangat bergantung pada prinsip-prinsip dasar mekanika. Pengertian yang yang mendalam tentang pengetahuan mekanika merupakan prasyarat pokok untuk bekerja dalam bidang-bidang tersebut maupun bidang-bidang lainnya.
1. Besaran Vektor
Besaran vektor memiliki arah dan harus mematuhi hukum jajaran genjang penjumlahan titik contoh vektor adalah perpindahan kecepatan percepatan momen dan momentum. besaran fisis yang berupa vektor dapat dikelompokkan ke dalam tiga kelompok yaitu bebas geser dan tetap. sebuah vektor bebas adalah tekstur yang aksinya tidak dibatasi atau dikaitkan dengan sebuah garis yang tunggal dalam ruang. Sebagai contoh Jika sebuah benda bergerak tanpa rotasi, gerakan atau pergeseran setiap titik pada benda tersebut dapat dianggap sebagai sebuah vektor. Vektor ini akan menggambarkan besaran serta arah pergeseran setiap. Pada benda tersebut titik oleh karena itu pergeseran benda yang demikian dapat digambarkan sebagai sebuah vektor bebas.
Sebuah vektor geser adalah vektor yang suatu garis tunggal dalam ruangnya harus dipertahankan sepanjang besaran vektor tersebut bekerja. Jika dibahas suatu aksi luar dari suatu gaya pada sebuah benda tegar, gaya tersebut dapat dikenakan pada sembarang titik sepanjang garis kerjanya tanpa mengubah efeknya pada benda secara keseluruhan. Hal itu dapat dipandang sebagai vektor geser.
Sebuah vektor tetap adalah vektor yang titik kerja tunggalnya ditentukan. oleh karena itu, vektor tersebut menempati posisi khusus dalam ruang titik akses sebuah gaya pada benda yang dapat berubah bentuk atau benda tak tegar harus ditentukan oleh sebuah vektor tetap pada titik kerja gaya yang bersangkutan. Dalam hal ini gaya dan perubahan bentuk didalam benda tadi akan bergantung pada titik kerja gaya, besar gaya, serta garis kerjanya.
Besaran yang memiliki besar dan arah disebut besaran vektor. Contohnya gaya, kecepatan dan percepatan. dalam skema suatu besaran vektor dinyatakan dengan anak panah, sedangkan dalam persamaan maupun dalam teks besaran vektor dilambangkan dengan beberapa cara salah satunya dengan dicetak tebal. Besar vektor dilambangkan dengan huruf sesuai lambang vektor dengan dicetak miring atau tetap ditulis tebal, tetapi diapit tanda harga mutlak. Misalnya, simbol vektor gaya adalah F, sedangkan simbol besar vektor gaya itu adalah |F| atau F.
 |
| Gambar 1.1 vektor |
Sebuah vektor digambarkan dengan sebuah anak panah lihat gambar, yaitu panjang panah yang menunjukkan nilai atau besarnya vektor dan arah anak panah menunjukkan arah vektor.
Keterangan:
Titik A: adalah titik awal (titik tangkap) vektor
Titik B: adalah arah vektor
Panjang AB merupakan panjang atau besar vektor
Dibawah ini Tabel Besaran skalar dan Besaran vektor
 |
| Gambar 1.2 Persamaan komponen vektor |
Komponen vektor merupakan proyeksi vektor pada sumbu sistem koordinat. komponen vektor disebut juga dengan komponen skalar. Sebuah vektor F berada dalam bidang datar yang membentuk sudut a(alpha) terhadap sumbu X (lihat gambar). Vektor tersebut jika diproyeksikan terhadap sumbu X dan sumbu Y akan memiliki komponen-komponen vektor terhadap sumbu-sumbu tersebut yaitu Fx dan Fy.
Persamaan komponen vektor tersebut :
2. Sistem Satuan
Sistem satuan internasional atau lebih dikenal dengan sebutan satuan SI adalah sistem satuan yang telah diolah oleh organisasi standar internasional yang juga dikenal dengan nama ISO (Internasional Organization for Standardization). Adapun sistem SI ini terdiri atas tiga macam satuan, yaitu : satuan dasar, satuan tambahan, dan satuan turunan.
a. Satuan Panjang
Besaran panjang memiliki satuan meter dengan lambang satuan (m). Nama satuan meter termasuk satuan dasar untuk SI.
Untuk mengetahui asal-usul standar panjang, ada baiknya anda lihat kilas balik abad ke-18. pada waktu itu, ada dua pendekatan yang bersaing untuk mendefinisikan satuan standar panjang. Beberapa pihak mendefinisikan 1 meter sebagai panjang pendulum yang memiliki setengah periode 1 detik. Pihak lain mendefinisikan 1 meter sebagai sepersepuluh juta dari panjang garis meridian bumi sepanjang kuadran (sepetempat lingkaran bumi). Setelah revolusi Perancis pada tahun 1791, Akademi ilmu pengetahuan Perancis memilih definisi Meridian daripada definisi pendulum karena gaya gravitasi bervariasi jika sedikit di atas permukaan bumi yang mempengaruhi periode pendulum.
Jadi, 1 meter untuk pertama kalinya distandarkan berdasarkan sepersepuluh juta jarak dari kutub utara ke khatulistiwa yang melewati kota Paris di Prancis. Pada tahun 1889, di buatlah sebuah meteran standar dari bahan paduan platinum-iridium (10%). Pada meteran standar ini dibuat 2 buah goresan dari emas yang digosok pada suhu 0 derajat Celsius, yaitu pada titik leleh es. Jarak antara 2 goresan inilah yang disebut sebagai 1 meter. seiring perkembangan zaman, jarak 2 goresan ini masih memberikan angka ketidakpastian yang cukup besar sehingga pada tahun 1960 definisi 1 meter diganti dengan panjang gelombang radiasi isotop kripton-86. Pada tahun 1989 definisi satu meter kembali diganti dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya yaitu 1 M adalah jarak yang ditempuh oleh cahaya di ruang hampa selama 1/299.792.458 detik. Namun, meteran standar dari bahan platinum iridium yang dibuat pada tahun 1889 masih tetap dijaga dan disimpan di Paris Perancis.
 |
| Gambar 1.3 Alat ukur panjang |
b. Satuan Massa
Nama satuan untuk besaran massa adalah kg dengan lambang satuan (kg). Kilogram termasuk satuan dasar untuk SI.
Pada akhir abad ke-18, 1 kg di definisikan sebagai banyaknya massa air dengan volume 1 liter pada suhu 4 derajat Celsius. Selanjutnya sebuah standar 1 kg dibuat dengan menggunakan bahan platinum iridium(10%) dengan bentuk silinder yang disimpan secara khusus pada tahun 1889. 1 kg dideklarasikan sebagai masa yang terkandung di dalam silinder platinum-iridium ini.
Ada perbedaan mendasar antara berat dan massa. Massa adalah isi suatu zat, sedangkan berat dipengaruhi oleh gravitasi. Massa setiap benda antara tetap dan massa merupakan besaran dasar sedangkan berat adalah besaran turunan dari massa yang dipengaruhi oleh besar gravitasi bumi.
c. Satuan Gravitasi
Percepatan disebabkan oleh gaya tarik bumi titik gaya tarik bumi disebut juga dengan gravitasi dan percepatan yang disebabkan oleh gaya tarik bumi disebut percepatan gravitasi. gravitasi diberi lambang satuan (g). Pada umumnya, besar gravitasi diambil dengan 9,8 m/s2 di dalam menyelesaikan soal-soal.
1) Satuan Waktu
Satuan waktu bernama detik dengan lambang satuan s.
Pada awalnya, 1detik definisikan sebagai 1/86.400 waktu matahari yang diukur melalui pengamatan astronomis yang sangat teliti dan lama. Namun, ketidakberaturan rotasi bumi sangat mempengaruhi hasil pengukuran waktu matahari ini. Pada tahun 1967. 1 detik didefinisikan sebagai periode sebesar 9. 192.631.770 dari radius atom Cesium 133 yang bertransisi diantara 2 hyperfine level dari ground state.
2) Satuan Gaya
Nama satuan untuk gaya menurut SI adalah Newton dengan lambang N. Gaya adalah satuan turunan yang mempunyai nama dan lambang sendiri. Gaya menyebabkan percepatan pada benda dan besar percepatan itu tergantung pada besar massa benda dan besar gaya.
Selamat belajar....
Tidak ada komentar:
Posting Komentar