Zona fisika

BAB 4. Massa Jenis Zat

noreply@blogger.com (Muhammad Rizky) — Sun, 12 Jul 2015 08:17:00 -0700

Bab 4. Massa Jenis Zat

Pernahkah kamu pergi ke kolam renang? Pernahkah kamu perhatikan saat orang belajar berenang? Tentu ada yang menggunakan bantuan lain misalnya : ban atau pelampung. Mengapa saat ban itu digunakan orang tersebut tidak tenggelam tetapi, terapung? Untuk dapat menjawab pertanyaan itu mari kita simak penjelasan di bawah ini?

Jawab : itu karena pelampung yang dipakai orang tersebut

memiliki massa jenis zat yang lebih kecil dari air, maka dari itu orang tersebut tidak tenggelam tetapi, terapung.

Konsep

Massa jenis zat merupakan hasil bagi antara massa zat dan volume zat.

Untuk menentukan massa jenis suatu zat dapat dilakukan dengan melakukan membagi massa zat dengan volume zat. Jika massa jenis zat 􀁕 (baca rho), massa zat m dan volume zat V maka diperoleh persamaan:

Rumus Massa Jenis

Keterangan:
p = massa jenis zat (Kg/m3)
m = massa zat (kg)
v = volume zat (m3)

Perbandingan antara massa zat dengan volume zat disebut massa jenis. Massa jenis menunjukkan kerapatan suatu zat.

Berikut beberapa hal tentang massa jenis suatu zat.

1. Satuan Massa Jenis

Satuan massa jenis dalam SI adalah kg/m3 yang dapat pula dikonversikan ke satuan yang lain misalnya g/cm3.

2. Menentukan Massa Jenis Zat Padat

A. Bentuknya teratur

Langkah yang harus dilakukan adalah mengukur massa zat dengan menggunakan neraca atau timbangan. Volume zat dapat dihitung menggunakan rumus berdasarkan bentuknya misalnya, kubus, balok. Langkah terakhir menentukan massa jenis zat dengan membagi massa zat dengan volume zat.

B. Bentuknya tidak teratur

Misalnya yang hendak kamu ketahui adalah massa jenis batu. Langkah yang harus kamu lakukan sebagai berikut :

1) Timbanglah batu dengan menggunakan neraca untuk mengetahui massa batu. Catat hasil pengukuranmu!

2) Sediakan gelas ukur dan tuangkan air ke dalam gelas ukur tersebut. Catat volumenya, misal V1 = 50 ml.

3) Masukkan batu yang hendak kamu ketahui volumenya ke dalam gelas ukur yang berisi air. Catat kenaikan volume airnya, misalnya V2 = 70 ml.

4) Volume batu = V2 – V1

5) Massa jenis zat merupakan hasil bagi massa zat dengan volume zat.

3. Menentukan Massa Jenis Zat Cair

Massa jenis zat cair dapat diukur langsung dengan menggunakan hidrometer. Hidrometer memiliki skala massa jenis dan pemberat yang dapat mengakibatkan posisi hidrometer vertikal. Cara mengetahui massa jenis zat cair adalah dengan memasukkan hidrometer ke dalam zat cair tersebut. Hasil pengukuran dapat diperoleh dengan acuan semakin dalam hidrometer tercelup, menyatakan massa jenis zat cair yang diukur semakin kecil.

4. Massa Jenis Zat Berguna untuk Menentukan Jenis Zat

Pernahkah kamu menjumpai suatu zat yang tidak dapat disebutkan jenisnya? Kamu dapat menentukan jenis suatu zat dengan cara mengukur massa zat dan volumenya, selanjutnya mencari massa jenis zat tersebut dengan cara membagi massa zat dengan volume zat. Hasil yang diperoleh dikonfirmasikan dalam tabel massa jenis berbagai zat.

5. Manfaat Mengetahui Massa Jenis

Mengapa aluminium digunakan untuk bahan pembuatan pesawat terbang? Mengapa polystyrene digunakan sebagai bahan mebeleir? Tahukah kamu alasannya? Aluminium bersifat kuat dan memiliki massa yang kecil sehingga ringan tidak seperti logam-logam lainnya misalnya, besi. Polystyrene memiliki massa yang cukup rendah dan massa jenis rendah. Hal ini mengandung makna polystyrene digunakan sebagai bahan mebeleir yang menempati ruangan luas tetapi massanya cukup rendah.

Penggunaan Konsep Massa Jenis dalam Kehidupan Sehari-Hari

1. Kapal Selam

Tahukah kamu mengapa es dapat terapung di air, sedangkan batu tenggelam dalam air? Es memiliki massa jenis lebih kecil dari air, sehingga es dapat terapung dalam air. Batu tenggelam dalam air karena memiliki massa jenis lebih besar daripada air. Tahukah kamu mengapa kapal selam dapat terapung dan tenggelam di air? Ketika terapung massa jenis total kapal selam lebih kecil dari air laut dan sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari air laut. Kapal selam memiliki tangki pemberat yang berisi air dan udara. Tangki tersebut terletak di antara lambung kapal sebelah dalam dan luar. Tangki dapat berfungsi membesar atau memperkecil massa jenis total kapal selam. Ketika air laut dipompa masuk ke dalam tangki pemberat, massa jenis kapal selam lebih besar dan sebaliknya agar massa jenis total kapal selam menjadi kecil, air laut dipompa keluar.

2. Balon Gas

Pernahkah kamu melihat balon udara? Tahukah kamu, gas apa yang terdapat di dalamnya? Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas.

3. Air Minum Dingin di Dalam Lemari Es

Suatu ketika kamu mungkin pernah melihat dalam botol air minum dingin yang berasal dari lemari es terdapat endapan kapur. Kenapa hal itu dapat terjadi? Air yang jernih dapat juga mengandung kapur, namun apabila dilihat langsung dengan mata tidak kelihatan. Ketika air dingin massa jenis air lebih kecil dan terpisah dari kapur sehingga kapur yang memiliki massa jenis lebih besar akan turun ke bawah dan mengendap.

BAB 3. Wujud Zat dan Perubahannya

noreply@blogger.com (Muhammad Rizky) — Sun, 12 Jul 2015 03:09:00 -0700

Bab 3. Wujud Zat dan Perubahannya

Apakah benda-benda memerlukan tempat? Misal tersedia air yang berada di dalam gelas. Tuanglah air tersebut ke dalam kaleng. Apakah air menempati kaleng? Ternyata air memerlukan tempat atau wadah. Selanjutnya jika air dalam wadah itu ditimbang ternyata memiliki massa.

A. WUJUD ZAT

Konsep: Zat adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa.

Demikian halnya dengan udara ternyata juga menempati ruang dan memiliki massa.

Di sekitarmu terdapat benda-benda yang dapat kamu kelompokkan kedalam tiga wujud zat. Beberapa benda seperti besi, kayu, aluminium termasuk zat padat. Air, minyak termasuk zat cair, sedangkan gas elpiji, udara termasuk zat gas. Pada prinsipnya terdapat tiga wujud zat yaitu : zat padat, zat cair dan zat gas.

1. Perubahan Wujud Zat

Selepas kamu melakukan kegiatan olah raga tentu akan merasakan haus. Diantara teman kamu mengajak pergi ke kantin sekolah untuk membeli es teh. Tahukah kamu bagaimana cara membuat es? Ketika air dimasukkan ke dalam freezer akan mengalami perubahan wujud yaitu dari cair menjadi padat. Dapatkah kamu menjelaskan perubahan wujud yang terjadi ketika air dipanaskan kemudian mendidih? Perubahan wujud apa pula yang terjadi pada kapur barus yang dimasukkan pada almari pakaian? Coba kamu temukan jawabannya!

Perubahan wujud zat digolongkan menjadi enam peristiwa sebagai berikut.

A. Membeku

Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

B. Mencair

Peristiwa perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

C. Menguap

Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

D. Mengembun

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

E. Menyublim

Peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas.

F. Mengkristal

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas.

B. TEORI PARTIKEL ZAT

Konsep: Molekul adalah bagian terkecil suatu zat yang masih memiliki sifat zat itu. Atom adalah partikel yang sangat kecil penyusun suatu benda.

Zat tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil. Partikel-partikel itu yang dinamakan molekul. Mengapa zat mempunyai bentuk tetap? Mengapa zat cair mempunyai bentuk yang berubah-ubah sesuai dengan wadahnya? Bagaimana bentuk zat gas? Untuk lebih jelasnya ikuti penjelasan berikut ini.

1. Partikel Zat dapat Bergerak.

Ternyata saat minyak wangi belum disemprotkan kamu tidak akan mencium aroma minyak wangi itu. Tetapi setelah disemprotkan kamu dapat mencium aroma minyak wangi itu. Hal ini membuktikan sekaligus menunjukkan bahwa zat gas memiliki jarak antarpartikel lebih jauh dan bergerak bebas.

2. Susunan dan Gerak Partikel Pada Berbagai Wujud Zat.

A. Zat Padat.

Susunan Partikel Zat Padat.

Zat padat mempunyai sifat bentuk dan volumenya tetap. Bentuknya tetap dikarenakan partikel-partikel pada zat padat saling berdekatan, tersusun teratur dan mempunyai gaya tarik antar partikel sangat kuat. Volumenya tetap dikarenakan partikel pada zat padat dapat bergerak dan berputar pada kedudukannya saja.

B. Zat Cair

Susunan Partikel Zat Cair

Zat cair mempunyai sifat bentuk berubah-ubah dan volumenya tetap. Bentuknya berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat cair berdekatan tetapi renggang, tersusun teratur, gaya tarik antar partikel agak lemah. Volumenya tetap dikarenakan partikel pada zat cair mudah berpindah tetapi tidak dapat meninggalkan kelompoknya.

C. Zat Gas

Susunan Partikel Zat Gas

Zat gas mempunyai sifat bentuk berubah-ubah dan volume berubah-ubah. Bentuknya berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat gas berjauhan, tersusun tidak teratur, gaya tarik antar partikel sangat lemah. Volumenya berubah-ubah dikarenakan partikel pada zat gas dapat bergerak bebas meninggalkan kelompoknya.

3. Menjelaskan Perubahan Wujud Zat Berdasarkan Teori Partikel.

Saat zat padat dipanaskan, mengakibatkan partikel-partikel zat padat bergerak lebih cepat dan gaya tarik antarpartikel menjadi lemah. Akibatnya partikel-partikel dapat berpindah tempat menyebabkan wujud zat berubah dari padat menjadi cair. Bila zat cair dipanaskan, mengakibatkan partikel-partikel zat cair bergerak cepat dan gaya tarik antarpartikel menjadi lemah. Akibatnya partikel-partikel dapat berpindah tempat menyebabkan wujud zat berubah dari cair menjadi gas.

C. KOHESI DAN ADHESI

Konsep: Kohesi adalah gaya tarik menarik antar partikel zat sejenis. Adhesi adalah gaya tarik menarik antar partikel yang tidak sejenis. Cembung dan cekungnya permukaan zat cair dalam tabung disebut meniskus.

Teteskan air raksa di atas permukaan kaca, bagaimana bentuk raksa itu? Ternyata setetes air raksa itu berbentuk bola dan tidak membasahi permukaan kaca. Mengapa dapat terjadi? Karena kohesi air raksa lebih besar daripada adhesi air raksa dengan permukaan kaca. Teteskan air di atas permukaan kaca, bagaimana bentuk air itu? Ternyata setetes air itu menyebar dan membasahi permukaan kaca. Mengapa dapat terjadi? Karena kohesi air lebih kecil daripada adhesi air dengan permukaan kaca.

D. Kapilaritas

Gaya kohesi dan gaya adhesi berpengaruh pada gejala kapilaritas. Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya cairan di dalam pipa kapiler atau pipa kecil. Sebuah pipa kapiler kaca bila dicelupkan pada tabung berisi air akan dijumpai air dapat naik ke dalam pembuluh kaca pipa kapiler, sebaliknya bila pembuluh pipa kapiler dicelupkan pada tabung berisi air raksa akan dijumpai bahwa raksa di dalam pembuluh kaca pipa kapiler lebih rendah permukaannya dibandingkan permukaan raksa dalam tabung. Jadi, kapilaritas sangat tergantung pada kohesi dan adhesi. Air naik dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan adhesi sedangkan raksa turun dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan kohesi.

Peristiwa Kapilaritas

Sekarang banyak dikembangkan teknologi yang mendasarkan pada gaya adhesi maupun kohesi. Beberapa tekstil kain tiruan menghasilkan kain yang kohesif terhadap debu. Jadi, pakaian dari bahan tersebut tidak mudah kotor. Di lain pihak, banyak ditemukan bahan-bahan adhesif serbaguna, lem alteco, dan sejenisnya sangat berguna bagi kehidupan. Bahkan, luka bekas operasi sekarang tidak perlu dijahit melainkan cukup dilem dengan lem khusus yang adhesif dengan jaringan kulit dan otot.

Beberapa contoh gejala kapilaritas yang berkaitan dengan peristiwa alam yaitu:

1. peristiwa naiknya air dari ujung akar ke daun pada tumbuhtumbuhan;
2. naiknya minyak tanah pada sumbu kompor;
3. basahnya tembok rumah bagian dalam ketika hujan. Ketika terkena hujan, tembok bagian luar akan basah, kemudian merembes ke bagian yang lebih dalam.

BAB 2. Suhu dan Pengukuran (2)

noreply@blogger.com (Muhammad Rizky) — Fri, 10 Jul 2015 18:11:00 -0700

Bab 2. Suhu Dan Pengukuran (2)

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai alat ukur panjang, massa dan waktu yang digunakan untuk melakukan pengukuran. Dalam bab ini akan dibahas tiga besaran pokok yaitu, panjang, massa dan waktu. Berikut dijelaskan alat ukur panjang, massa dan waktu.

1. Alat Ukur Panjang

Alat ukur panjang yang biasa dipakai antara lain mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup.

A. Mistar


Gambar 1.9 Kedudukan benar membaca skala mistar

Terdapat berbagai jenis mistar sesuai dengan skalanya di sekitar kita. Mistar dengan skala terkecil 1 mm disebut mistar berskala mm. Mistar dengan skala terkecil cm disebut mistar berskala cm. Mistar mempunyai tingkat ketelitian 1 mm atau 0,1 cm. Pembacaan skala pada mistar dilakukan dengan kedudukan mata pengamat tegak lurus dengan skala mistar yang dibaca. Per-hatikan gambar!

B. Jangka Sorong

Jangka sorong mempunyai nonius atau vernier, yaitu skala yang mempunyai panjang 9 mm dan dibagi atas 10 bagian yang sama. Perbedaan satu bagian skala nonius dengan satu skala utama adalah 0,1 mm, sehingga tingkat ketelitian jangka sorong adalah sebesar 0,1 mm. Bagian penting yang terdapat pada jangka sorong adalah:
1 ) Rahang tetap yang memiliki skala utama.
2 ) Rahang sorong (dapat digeser- geser) yang memiliki skala nonius.

Gambar 1.10 Jangka Sorong

     Jangka sorong biasa digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, garis tengah bagian luar tabung, diameter bola, garis tengah bagian dalam tabung, dan dalamnya tabung.

     Pembacaan skala pada jangka sorong dilakukan seperti ditunjukkan pada pengukuran di bawah ini.

Hasil pengukuran ini sebesar 5,35 cm. Bagaimana cara mendapatkan hasil pengukuran ini? Langkah sebagai berikut. :
a) Amati dan baca skala utamanya adalah 5,3 cm.
b) Skala nonius yang berimpit tegak lurus dengan satu tanda skala utama adalah garis kelima (5).
c) Mengingat tingkat ketelitian jangka sorong adalah 0,1 mm maka nilai lebih adalah 5 x 0,1 mm = 0,5 mm = 0,05 cm.
d)Jadi bacaan jangka sorong adalah 5,3 cm + 0,05 cm = 5,35 cm.

C. Mikrometer Sekrup

      Alat ukur panjang ini memiliki tingkat ketelitian yang paling tinggi yaitu sebesar 0,01 mm. Mikrometer sekrup biasa digunakan untuk me-ngukur benda yang sangat tipis, misalnya tebal kertas.
      Cara kerja mikrometer sekrup adalah jika selubung luar dengan skala 50 diputar satu kali maka rahang geser dan selubung akan bergerak maju atau mundur. Jarak maju mundurnya rahang geser sejauh 0,5 mm/50 menghasilkan tingkat ketelitian 0,01 mm.

     Pembacaan skala pada mikrometer sekrup dilakukan seperti ditunjukkan pada pengukuran di bawah ini.

Hasil pengukuran ini sebesar 3,7 mm. Bagaimana cara mendapatkan hasil pengukuran ini? Langkahnya sebagai berikut. :
a) Amati dan baca skala utama yang berimpit dengan tepi selubung luar adalah 3,5 mm
b) Garis selubung luar yang berimpit tegak lurus dengan skala utama adalah garis ke-20.
c) Mengingat tingkat ketelitian jangka sorong adalah 0,01 mm maka nilai lebih adalah 20 x 0,01 mm = 0,2 mm.
d)Jadi bacaan mikrometer sekrup adalah 3,5 mm + 0,2 mm = 3,7 mm.

2. Alat Ukur Massa

Alat yang digunakan untuk mengukur massa suatu benda adalah neraca . Berbagai jenis neraca yang biasa digunakan adalah neraca batang antara lain: neraca sama lengan, neraca tiga lengan (O’hauss – 2610 dapat mengukur massa sampai 2.610 kg dengan ketelitian 0,1 gram ), neraca empat lengan (O’hauss – 311 dapat mengukur massa sampai 310 gram dengan ketelitian 0,01 gram).


neraca sama lengan

Pembacaan skala pada neraca dilakukan seperti ditunjukkan pada pengukuran di bawah ini

Hasil pengukuran ini sebesar 375,4 gram. Bagaimana cara mendapatkan hasil pengukuran ini? Langkahnya sebagai berikut.
a) Letakkan benda yang hendak kita ukur pada piringan neraca
b) Geser penunjuk skala kekanan sehingga diperoleh keseimbangan.
c) Lengan pertama sebesar 300 gram, lengan kedua sebesar 70 gram, lengan ketiga sebesar 5,4 gram. d)Jadi massa benda itu adalah 300 g + 70 g + 5,4 g = 375,4 gram.

3. Alat Ukur Waktu

Alat ukur waktu yang biasa dipakai adalah jam atau stopwacth . Misalkan kita mengukur selang waktu pelari 100 m menggunakan stopwatch dengan cara menekan tombol start dan menekan tombol stop pada saat finish. Kemudian kita baca waktu yang diperlukan pada stopwatch, misalnya 75,5 sekon. Stopwatch mekanis memiliki ketelitian 0,1 sekon, stopwatch elektronik memiliki ketelitian 0,001 sekon, sedangkan arloji atau jam tangan mempunyai tingkat ketelitian 1 sekon.

BAB 2. Suhu Dan Pengukuran (1)

noreply@blogger.com (Muhammad Rizky) — Wed, 8 Jul 2015 01:13:00 -0700

Bab 2. Suhu Dan Pengukuran (1)

Ketika tangan kita dicelupkan ke dalam air yang baru direbus, beberapa saat kemudian tangan kita akan merasakan panas. Demikian pula saat tangan kita memegang es, ternyata tangan kita merasa dingin. Dalam kehidupan sehari-hari panas atau dingin biasa digunakan untuk menjelaskan derajat suhu suatu benda. Suatu benda dikatakan panas, berarti benda tersebut memiliki suhu yang tinggi. Demikian pula suatu benda dikatakan dingin, berarti benda tersebut bersuhu rendah.

Konsep
Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda .

1. Perasaan Kita Tidak dapat Menyatakan Suhu Suatu Benda Dengan Tepat.

Agar kamu dapat memahami bahwa indra peraba tidak dapat digunakan sebagai alat pengukur suhu, lakukan kegiatan berikut!.

Alat dan bahan :
1) Tiga buah ember
2) Es
3) Air
4) Kertas

Langkah kerja :

1) Siapkan tiga buah ember, tempelkan kertas bertuliskan A, B, dan C pada masing-masing ember.

2) Masukkan air es pada ember A, air sumur pada ember B, dan air hangat pada ember C.
3) Mintalah bantuan teman kamu untuk memasukkan tangan kanan pada ember A, dan tangan kiri pada ember C. Apakah yang kamu rasakan?
4) Pindahkan dengan cepat kedua tanganmu dan masukkan pada ember B. Apakah yang kamu rasakan?
5) Nyatakan kesimpulanmu!

Ketika kamu memasukkan tangan kananmu ke ember A, ternyata tanganmu terasa dingin. Sedangkan tangan kiri yang kamu masukkan pada ember C, terasa hangat. Ketika kamu memindahkan kedua telapak tanganmu dengan cepat dan memasukannya pada ember B, ternyata tangan kanan yang tadinya merasakan dingin akan berubah merasakan hangat, sedangkan tangan kiri yang tadinya merasakan hangat akan terasa dingin. Mengapa demikian?
Hal ini menunjukkan bahwa perasaan kita tidak dapat menyatakan suhu suatu benda dengan tepat, juga karena jangkuan perasaan kita terbatas. Oleh karena itu manusia menciptakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur suhu dan besarnya suhu dapat dilihat dari angka yang ditunjukan.

2. Termometer.

      Alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda dengan tepat dan menyatakannya dengan angka disebut termometer. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa), dan bagian atas cairan adalah ruang hampa udara.

     Termometer dibuat berdasarkan prinsip bahwa volume zat cair akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Volume zat cair akan bertambah apabila dipanaskan, sedangkan apabila didinginkan volume zat cair akan berkurang. Naik atau turunnya zat cair tersebut digunakan sebagai acuan untuk menentukan suhu suatu benda.
     Untuk lebih memahami prinsip kerja termometer, lakukan demonstrasi berikut ini! Panaskan air berwarna di dalam tabung sampai mendidih seperti ditunjukkan pada gambar di atas! Amati dengan teliti air berwarna tersebut. Apakah yang terjadi? Tentu tidak lama kemudian kamu akan melihat bahwa zat cair dalam pipa kaca naik mencapai titik tertentu. Perubahan volume zat cair dalam pipa dapat digunakan untuk mengukur volume.
       Seperti kita ketahui bahwa zat cair sebagai bahan pengisi termometer ada dua macam, yaitu air raksa dan alkohol. Nah, ternyata zat cair tersebut memiliki beberapa keuntungan dan kerugian.

a. Termometer air raksa.

Berikut ini beberapa keuntungan air raksa sebagai pengisi termometer, antara lain :
1) Air raksa tidak membasahi dinding pipa kapiler, sehingga pengukurannya menjadi teliti.
2) Air raksa mudah dilihat karena mengkilat.
3) Air raksa cepat mengambil panas dari suatu benda yang sedang diukur.
4) Jangkauan suhu air raksa cukup lebar, karena air raksa membeku pada suhu – 40 0C dan mendidih pada suhu 360 0 C.
5) Volume air raksa berubah secara teratur.

Selain beberapa keuntungan, ternyata air raksa juga memiliki beberapa kerugian, antara lain:
1) Air raksa harganya mahal.
2) Air raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah.
3) Air raksa termasuk zat beracun sehingga berbahaya apabila tabungnya pecah.

b. Termometer alkohol

     Keuntungan menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer, antara lain :
1) Alkohol harganya murah.
2) Alkohol lebih teliti, sebab untuk kenaikan suhu yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan volume yang besar.
3) Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat rendah, sebab titik beku alkohol –1300C.

Kerugian menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer, antara lain :
1) Membasahi dinding kaca.
2) Titik didihnya rendah (78 0C)
3) Alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi pewarna dahulu agar dapat dilihat.

      Mengapa air tidak dipakai untuk mengisi tabung termometer? Alasannya karena air membasahi dinding kaca, jangkauan suhunya terbatas, perubahan volumenya kecil, penghantar panas yang jelek.
      Termometer air raksa banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk mengukur panas badanmu digunakan termometer demam. Sedangkan untuk mengukur suhu suatu ruangan digunakan termometer dinding. Jenis-jenis termometer, antara lain :

1. Termometer zat cair dalam gelas
      Termometer ini biasanya digunakan untuk mengukur temperatur pada
daerah batas pengukuran yang dipengaruhi oleh jenis zat termometrik \
yang berupa cairandalam pipa kapiler. Prinsip yang dipakai adalah zat cair
memuai apabila dipanaskan

2. Termokopel
Termokopel terdiri dari dua jenis logam yang dihubungkan dan membentuk rangkaian tertutup. Besarnya aliran listrik pada kawat berubah sesuai dengan perubahan suhu. Keun-tungan termokopel terletak pada kecepatan mencapai keseimbangan suhu dengan sistem yang akan diukur.

3. Termometer hambatan listrik

Dasar kerja termometer ini adalah hambatan listrik dari logam akan bertambah apabila suhu logam tersebut naik.

4. Termometer gas volume tetap
Termometer ini terdiri dari bola yang berisi gas yang dihubungkan dengan tabung manometer. Prinsip kerjanya adalah perubahan tekanan suatu gas akibat perubahan suhu bila volumenya tetap.

3. Perbandingan Skala Termometer

       Supaya suhu suatu benda dapat diukur dengan menggunakan termometer hingga diketahui nilainya, maka dinding kaca termometer diberi skala dengan cara menandai titik-titik tertentu pada kaca. Setelah itu masing-masing titik tersebut diberi angka untuk menunjukkan derajat panas atau dinginnya suatu benda.
      Langkah yang dipakai untuk menentukan skala suhu termometer menurut Celsius, sebagai berikut:
a. Titik tetap bawah skala Celsius (00) menggunakan suhu air yang sedang membeku (es).
b. Titik tetap atas (1000 ) menggunakan suhu air yang sedang mendidih pada tekanan udara normal    yaitu 1 atm.
c. Bagi jarak antara kedua titik tetap atas dan titik tetap bawah menjadi bagian yang sama (100 bagian). Hal ini menunjukkan bahwa jarak antara dua garis berurutan sama dengan 10C.

Di bawah ini ditunjukkan perbandingan empat skala suhu, yaitu skala suhu Celsius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin.

1) Termometer Celsius
        Dibuat oleh Anders Celsius dari Swedia pada tahun 1701 - 1744.
• Titik tetap atas menggunakan air yang sedang mendidih (100 0C).
• Titik tetap bawah menggunakan air yang membeku atau es yang sedang mencair (00 C).
• Perbandingan skalanya 100.

2) Termometer Reamur
        Dibuat oleh Reamur dari Perancis pada tahun 1731.
• Titik tetap atas menggunakan air yang mendidih (800R).
• Titik tetap bawah menggunakan es yang mencair (00R).
• Perbandingan skalanya 80.

3) Termometer Fahrenheit
       Dibuat oleh Daniel Gabriel Fahrenheit dari Jerman pada tahun 1986 - 1736
• Titik tetap atas menggunakan air mendidih (2120F).
• Titik tetap bawah menggunakan es mencair (00F).
• Perbandingan skalanya 180.

4) Termometer Kelvin
       Dibuat oleh Kelvin dari Inggris pada tahun 1848-1954
• Titik tetap atas menggunakan air mendidih (373 K).
• Titik tetap bawah menggunakan es mencair (273 K).
• Perbandingan skalanya 100.

Hubungan antara Celsius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin sebagai berikut :
C : R : (F – 32) : K
5 : 4 :    9      : 5
Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

t = Termometer            C = celcius                  K = kelvin
0 = derajat                    R = reamur
: = per                           F = Farenheit

1) Hubungan antara Celsius dan Reamur
t0C = ( 5:4 x t ) 0R atau t0R = ( 4:5 x t ) 0C

2) Hubungan antara Celsius dan Fahrenheit
t0C = (5:9 x t ) + 32 0F atau t0F = 9:5 x ( t - 32 ) 0C

3) Hubungan antara Celsius dan Kelvin
t0C = ( t + 273 ) K atau tK = ( t – 273 ) 0C

Coba kamu cari hubungan antara skala termometer yang lainnya! Contoh soal Suhu suatu benda 1000C, suhu tersebut sama dengan … 0F

Penyelesaian
= t0C = ( 9:5 x t ) + 32 0F
= 1000C = (9:5 x 100 ) + 32 0F
= 180 + 32 0F = 212 0F

BAB 1. Besaran Dan Satuan

noreply@blogger.com (Muhammad Rizky) — Tue, 7 Jul 2015 00:45:00 -0700

Bab 1. Besaran Dan Satuan

Hallo Selamat siang sahabat Zona-fisika kali saya akan membahas tentang Bab Besaran dan Satuan - nah, sebelum kita bahas saya akan memberikan satu pertanyaan yaitu ( Bagaimana caranya mengukur keliling Bumi ? ). apakah ada yang tahu, jika tidak ayo kita bahas bersama sama.
Eratosthenes adalah cendekiawan Yunani yang hidup di Alexandria, sebuah kota di Mesir. Dari pengamatan sederhana yang dilakukan, ia mampu mengukur ukuran seluruh planet. Eratosthenes tahu bahwa jarak luar biasa antara matahari bumi, sinarnya mencapai Alexandria dan Syene dalam berkas-berkas sinar sejajar yang berdampingan. Jika bumi datar maka bayangan akan lenyap di seluruh dunia pada tanggal 21 Juni. Namun, ia memperkirakan karena bumi melengkung, tembok-tembok dan tiang-tiang di Alexandria sekitar 800 km sebelah utara Syene menonjol dari permukaan bumi dengan sudut berbeda.Jadi pada tengah hari pertama musim panas, Eratosthenes menghitung bayangan yang ditimbulkan oleh tiang-tiang batu di luar museum. Karena ia tahu ketinggian tiangtiang batu itu, ia dapat membayangkan garis dari puncak tiang-tiang batu itu ke ujung bayangan, membuat segitiga yang dapat dihitung. Setelah menggambar segitiga itu, Eratosthenes memakai rumus geometri sederhana untuk membuktikan puncak kemiringan tiang-tiang batu itu memiliki kemiringan dari Matahari sedikit di atas 70. karena tidak ada bayangan pada tengah hari di Syene di hari pertama musim panas, sudut di Syene 00, atau tidak ada sudut sama sekali. Hal ini berarti Alexandria berjarak 70 lebih sedikit dari Syene sepanjang keliling bumi. Semua lingkaran memiliki 3600, dan keliling bumi bukan perkecualian. Sudut 70 antara dua kota itu sekitar 1/50 lingkaran. Jadi Eratosthenes mengalikan jarak antara Syene dan Alexandria sekitar 800 km dengan angka 50, mendapatkan angka 40.000 untuk jarak keliling bumi. Para astronom modern menghitung keliling bumi tepatnya 40.061 km. Eratosthenes telah membuktikan dirinya sebagai cendekiawan kelas satu. nah,bagaimana hebatkan dia
Sebenarnya kegiatan pengukuran banyak dijumpai di sekitar kita. Contoh tinggi badan kamu diukur menggunakan mistar. Membeli beras di pasar, penjual mengukur menggunakan neraca atau timbangan. Lama waktu saat kamu pergi ke suatu tempat tujuan diukur menggunakan arloji. Pernahkah kalian menjumpai kegiatan pengukuran di sekitarmu? Coba sebutkan!

A. Pengertian Pengukuran

Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang di ukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan. Misalnya, kamu melakukan kegiatan pengukuran panjang meja dengan pensil. Dalam kegiatan tersebut artinya kamu membandingkan panjang meja dengan panjang pensil. Panjang pensil yang kamu gunakan adalah sebagai satuan. Sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka disebut besaran, sedangkan pembanding dalam suatu pengukuran disebut satuan. Satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang sama atau tetap untuk semua orang disebut satuan baku, sedangkan satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang tidak sama untuk orang yang berlainan disebut satuan tidak baku. dan hanya untuk wilayah tertentu.

B. Besaran Pokok dan Besaran Turunan

1.Pengertian.

Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan terlebih dahulu.
Besaran Turunan adalah besaran yang satuannya diperoleh dari besaran pokok.
Besaran yang dapat diukur dan memiliki satuan disebut besaran fisika. Misalnya panjang, massa, waktu, suhu dan lain-lain. Sedangkan besaran yang tidak dapat diukur dan tidak memiliki satuan, merupakan sesuatu yang tidak termasuk besaran fisika. Contoh yang tidak termasuk besaran fisika adalah sedih, senang, kesetiaan, dll. Berdasarkan hasil konferensi umum tentang berat dan ukuran ke-14 tahun 1971 satuan dalam SI ditetapkan sebagai satuan besaran pokok di bawah ini.

Tabel 1.4 Besaran Pokok Dalam Satuan Internasional

Di dalam kamar mandi sekolah terdapat bak air yang berbentuk kubus, bagaimana kamu menentukan volume bak air tersebut? Besaran dan satuan apakah yang digunakan?

Dari pertanyaan di atas tentu kamu dapat menjawabnya yaitu dengan mengalikan panjang sisi-sisinya. Jika dalam pengukuran kamu menggunakan meter sebagai satuan panjang maka satuan besaran volume adalah meter x meter x meter (m3 ). Volume termasuk besaran turunan dan m3 merupakan satuan turunan. Contoh besaran turunan antara lain volume, luas, kecepatan, gaya, dll.

Tabel 1.4 Contoh Besaran Turunan

C. Sistem Internasional

    Dahulu orang biasa menggunakan jengkal, hasta, depa, langkah sebagai alat ukur panjang. Ternyata hasil pengukuran yang dilakukan menghasilkan data berbeda-beda yang berakibat menyulitkan dalam pengukuran, karena jengkal orang satu dengan lainnya tidak sama. Oleh karena itu, harus ditentukan dan ditetapkan satuan yang dapat berlaku secara umum. Usaha para ilmuwan melalui berbagai pertemuan membuahkan hasil sistem satuan yang berlaku di negara manapun dengan pertimbangan satuan yang baik harus memiliki syarat-syarat sebagai berikut:

1 ) satuan selalu tetap, artinya tidak mengalami perubahan karena pengaruh apapun, misalnya suhu, tekanan dan kelembaban.
2 ) bersifat internasional, artinya dapat dipakai di seluruh negara.
3 ) mudah ditiru bagi setiap orang yang akan menggunakannya.

Pada tahun 1960 diresmikan satu sistem satuan yang dapat dipakai di seluruh negara (Internasional). Sistem ini disebut Sistem Internasional (SI). Satuan-satuan SI yang mempunyai syarat-syarat tersebut ditentukan dari sistem MKS (Meter sebagai satuan besaran panjang, Kilogram sebagai satuan besaran massa, Sekon sebagai satuan besaran waktu).

1. Standar untuk Satuan Pokok Panjang

Standar untuk satuan pokok panjang dalam SI adalah meter (m). Satu meter standar sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa (vakum) pada selang waktu 1/299 792 458 sekon. Satuan panjang dapat diturunkan dari satu meter standar yang telah ditentukan sebagai berikut

A. Desimeter (Dm) = 0,1m = 10-1m
B. Centimeter (Cm) = 0,01m = 10-2m
C. Milimeter (Mm) = 0,001m = 10-3m
D. Dekameter (Dam) = 10m = 10+1m
E. Hektometer (Hm) = 100m = 10+2m
F. Kilometer (Km) = 1000m = 10+3m
Untuk memudahkan dalam melakukan konversi satu satuan SI besaran panjang ke satuan SI lainnya dapat kita gunakan tangga satuan besaran panjang di bawah ini!

Masih terdapat satuan panjang selain yang telah ditetapkan menurut SI, yaitu inci, yard dan kaki. Satuan ini dapat diubah ke satuan meter sebagai berikut :

A. 1 Inci = 3,54 x 10-2m

B. 1 Yard = 91,44 x 10-2m

C 1 Kaki = 30,48 x 10-2m

2. Standar untuk Satuan Pokok

Massa adalah kuantitas yang terkandung dalam suatu benda. Massa Standar untuk satuan pokok massa dalam SI adalah kilogram ( kg ). Satu kilogram standar sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platina-iridium. Massa standar disimpan di Sevres, Paris, Perancis. Massa satu kilogram standar mendekati massa 1 liter air murni pada suhu 4 0 C. Di dalam kehidupan sehari-hari sering terjadi salah kaprah dengan massa suatu benda.

Misalnya terdapat dua buah kantong plastik (kantong plastik A dan kantong plastik B) dengan catatan ukurannya sama. Kantong plastik A diisi penuh dengan tanah, sedang kantong plastik B di isi penuh dengan kapas. Apa yang akan kamu rasakan jika kedua kantong plastik itu diangkat? Tentu akan terjadi perbedaan. Ternyata massa sekantong tanah lebih besar daripada massa sekantong kapas. Kesalahan umum biasanya dikatakan berat sekantong tanah lebih besar dibandingkan berat sekantong kapas.

Satuan massa dapat diturunkan dari satu kilogram standar yang telah ditentukan sebagai berikut :

A. 1 Ton = 1000 kg = 10+3 kg

B. 1 Kuintal = 100 kg = 10+2 kg

C. 1 Hektogram (hg) = 1 ons = 0,1 kg = 10-1 kg

D. 1 Dekagram (dag) = 0,01 kg = 10-2 kg

E. 1 Gram (g) = 0,001 kg = 10-3 kg

F. 1 Miligram (mg) = 0,000001 kg = 10-6 kg

G. 1 Mikrogram (mg) = 0,000000001kg = 10-9 kg.

Agar memudahkan dalam melakukan konversi satu satuan SI besaran massa ke satuan SI lainnya dapat kita gunakan tangga satuan besaran massa di bawah ini!

3. Standar untuk Satuan Pokok Waktu

Standar untuk satuan pokok waktu dalam SI adalah sekon (s). Satu sekon standar adalah waktu yang diperlukan oleh atom Cesium – 133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. Dalam selang waktu 300 tahun hasil pengukuran dengan menggunakan jam atom ini tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Satuan waktu lain yang biasanya dipakai dalam kehidupan sehari-hari antara lain : menit, jam, hari, minggu, bulan,tahun dan abad1 menit = 60 sekon 1 jam = 60 menit = 3.600 sekon 1 hari = 24 jam = 1.440 menit = 86.400 sekon.