Friday, September 28, 2012

HAL. 5. BAB. 1. KIMIA DASAR 1. STKIP MUHAMMADIYAH SORONG 2012-2013


1.1.1.      Besaran turunan.
Pembahasan tentang besaran turunan pada tulisan ini terbatas, yang sebenarnya masih banyak besaran-besaran turunan selain dari yang ditulis di bab ini. Besaran turunan adalah besaran yang diperoleh dari perhitungan atau penggabungan besaran-besaran pokok. Beberapa contoh besaran turunan yakni tertera pada Tabel. 1.2:
Tabel. 1.2. Beberapa contoh besaran turunan
Besaran
Satuan
Singkatan
meter per sekon
m/s
meter per sekon kuadrat
m/s²
meter persegi
meter kubik
Gaya, berat, tegangan tali
Newton (kilogram meter per sekon persegi)
kg m/s²
meter kubik per detik
m³/s
J
joule per meter kubik
J/m³
Newton per meter
N/m

Kecepatan
Kecepatan ada besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat benda berpindah dari satu titik ke titik lain. Besar dari vektor ini disebut dengan kelajuan dan dinyatakan dalam satuan meter per sekon (m/s atau ms-1).
Kecepatan biasa digunakan untuk menunjukkan tentang kecepatan sesaat yang dapat didefinisikan secara matematis sebagai:
dimana   adalah kecepatan sesaat dan r(t) adalah perpindahan fungsi waktu.
Selain kecepatan sesaat, dikenal juga besaran kecepatan rata-rata v yang didefinisikan dalam rentang waktu Δt yang tidak mendekati nol.

Satuan kecepatan

Beberapa satuan kecepatan lainnya adalah:
·         meter per detik dengan simbol m/detik
·         kilometer per jam dengan simbol km/jam atau kph
·         mil per jam dengan simbol mil/jam atau mph
·         knot merupakan singkatan dari nautical mile per jam
·         Mach yang diambil dari kecepatan suara. Mach 1 adalah kecepatan suara.
·         Kecepatan cahaya atau disebut juga sebagai konstanta cahaya dinyatakan dengan simbol c adalah: 299.792.458 m/s.
Perubahan kecepatan tiap satuan waktu dikenal sebagai percepatan atau akselerasi.

 

Percepatan

Percepatan adalah perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Umumnya, percepatan dilihat sebagai gerakan suatu obyek yang semakin cepat ataupun lambat. Percepatan adalah besaran vektor, memiliki besaran dan arah. Satuan SI percepatan adalah m/s2. Dimensi percepatan adalah LT-2. Percepatan (dilambangkan dengan a) mengikuti rumus sebagai berikut:
 
Dalam mekanika klasik, percepatan suatu obyek bermassa tetap berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.
Percepatan bisa bernilai positif dan negatif. Bila nilai percepatan positif, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan benda yang mengalami percepatan positif ini bertambah (dipercepat). Sebaliknya bila negatif, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan benda menurun (diperlambat).

Percepatan gravitasi

Percepatan gravitasi suatu obyek yang berada pada permukaan laut dikatakan ekivalen dengan 1 g, yang didefinisikan memiliki nilai 9,80665 m/s2. Percepatan di tempat lain seharusnya dikoreksi dari nilai ini sesuai dengan ketinggian dan juga pengaruh benda-benda bermassa besar di sekitarnya. Umumnya digunakan nilai 9,81 m/s2 untuk mudahnya. Nilai percepatan gravitasi diperoleh dari perumusan umum gaya gravitasi antara dua benda (obyek dan bumi), yaitu
di mana
  • G adalah konstanta gravitasi
  • M adalah massa bumi
  • m adalah massa obyek
  • r adalah jarak antara titik pusat massa bumi dengan titik pusat massa obyek

Luas

Luas, luasan, atau area adalah besaran yang menyatakan ukuran dua dimensi (dwigatra) suatu bagian permukaan yang dibatasi dengan jelas, biasanya suatu daerah yang dibatasi oleh kurva tertutup. Luas permukaan menyatakan luasan permukaan suatu benda padat tiga dimensi. Dalam aplikasi, luas permukaan bumi, yang dipakai dalam pengukuran lahan dan merupakan suatu luasan permukaan, kerap dianggap sebagai luas dua dimensi bidang datar apabila luasan itu tidak terlalu besar relatif terhadap luas permukaan total bumi. Satuan luas pokok menurut Sistem Internasional adalah meter persegi sedangkan menurut sistem Imperial adalah kaki persegi.

Luas bangun dua dimensi

Luas suatu bangun dua dimensi dapat dihitung dengan menggunakan elemen satuan luas berupa persegi (atau bentuk lain) yang diketahui ukurannya. Luas bangun yang akan diukur merupakan jumlah elemen satuan luas yang menutupinya. Bangun-bangun yang memiliki keteraturan terdapat rumus-rumus yang dapat digunakan bergantung pada karakteristik bangun dua dimensi yang dimaksud. Rumus bangun dua dimensi ditunjukkan pada Tabel. 1.3.

Tabel. 1.3. Rumus luas bangun du dimensi.
Rumus luas bangun dua dimensi
Bangun dua dimensi
Karakteristik
Rumus luas
bujur sangkar
sisi (s)
S2
persegi panjang
panjang (p), lebar (l)
pl
lingkaran
jari-jari (r)
πr2
segitiga
alas (a), tinggi (t)
at/2

 

Volume

Volume adalah jumlah ruang tiga dimensi tertutup oleh beberapa batas tertutup, misalnya, substansi ruang (padat, cair, gas, atau plasma) atau bentuk menempati ruang. Volume sering diukur secara numerik menggunakan unit SI yang diturunkan menjadi meter kubik. Bentuk Tiga dimensi matematika juga merupakan volume. Volume dari beberapa bentuk sederhana, seperti biasa, berbentuk lurus, dan bentuk melingkar dengan mudah dapat dihitung dengan menggunakan rumus aritmatika. Volume bentuk yang lebih rumit dapat dihitung dengan kalkulus integral (jika ada rumus untuk batas bentuk itu). Bidang satu-dimensi (seperti garis) dan dua-dimensi bentuk (seperti kotak) dianggap volume nol dalam ruang tiga dimensi.
Teknis pengukuran volume padatan, cairan dan gas (yang teratur atau tidak teratur berbentuk) dapat diukur oleh perpindahan cairan. Alpha
Setiap satuan panjang memberikan  makna terkait dengan unit volume, yaitu volume sebuah kubus yang memiliki sisi. Sebagai contoh, satu sentimeter kubik (cm3) akan menjadi volume kubus yang sisi-sisinya satu sentimeter (1 cm) panjangnya. Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), unit standar volume adalah meter kubik (m3). Unit volume sistem metrik adalah liter (L), di mana satu liter adalah volume kubus 10 sentimeter. Dengan demikian
1 liter = (10 cm)3 = 1000 centimeter kubik = 0.001 meter kubik,
atau
1 meter kubik = 1000 liter.

Sejumlah kecil cairan sering diukur dalam mililiter, di mana:
1 mililiter = 0,001 liter = 1 sentimeter kubik.
Berbagai unit tradisional lainnya volume juga digunakan, termasuk inci kubik, kaki kubik, mil kubik, sendok teh, sendok makan, ounce cairan, dram cairan, galon
dan yang lainnya. Beberapa rumus volume ditunjukkan pada Tabel 1.4.

Tabel 1.4. Beberapa rumus volume.

Bentuk
Rumus Volume
Variabel
Kubus
a3
a = panjang semua sisi (atau rusuk)
silender
πr2h
r = jari-jari lingkaran permukaan, h = tinggi
prisma
B.h
B =luas dasar, h = tinggi
Prisma rektangular
l.w.h
l =panjang, w =lebar, h = tinggi
bola
(4/3) πr3
r = jari-jari bola
yang merupakan bagian integral dari luas permukaan bola
ellipsoid
(4/3) πabc
a, b, c = semi-sumbu elipsoid
piramid
(1/3)Bh
B = luas dasar, h = ketinggian piramida
Kerucut
(1/3) πr3
r = jari-jari lingkaran di pangkalan, h = jarak dari dasar ke ujung atau tinggi
Tetrahedron
 = panjang tepi

 

Berat

Berat dari suatu benda adalah gaya yang dipengaruhi massa gravitasi dan benda tersebut. Massa benda adalah tetap di mana-mana, namun berat sebuah benda akan berubah-ubah sesuai dengan besarnya percepatan gravitasi di tempat tersebut. Berat dihitung dengan mengalikan massa sebuah benda dengan percepatan gravitasi di mana benda tersebut berada. Berat sebuah benda di bumi akan berbeda dengan beratnya di bulan. Rumus untuk berat:
W = mg
Dimana g adalah percepatan gravitasi, m adalah massa benda dan  W adalah berat benda. Satuan SI (Sistem International) untuk berat adalah newton (N). Beberapa satuan pada besaran fisik ditunjukkan pada Tabel 1.5.

Tabel . 1.5. satuan pada besaran fisik.
Besaran fisik
satuan
lambang
luas
Meter kudrat
M2
volume
Meter kubik

kecepatan
Meter per detik

percepatan
Meter per detik kuadrat

rapatan
Kilogram per meter kubik

Massa molar
Gram per mol

Konsentrasi molar
Mol per liter


Besaran fisik
satuan
lambang
padanan
Frekuensi
Hertz
Hz
det-1
Gaya
Newton
N
kg.m.det-2
Tekanan
Pascal
Pa
n.m-2
Energy
Joule
J
Kg.m2.det
Tenaga
Watt
W
j.det-1
Muatan listrik
coulomb
C
A.det

1.1.2.      Konversi satuan ukuran.
Contoh konversi satuan ukuran tercantum dibawah ini:
Panjang; 1 m = cm; 1 A = 10-10 m
Massa ; 1 kg = 1000 g
Volume ; 1 m3 = 1000 ml
Energy ; 1 kal = 4,184 joule
Tekanan ; 1 atm = 760 torr = 101325

1.2.Notasi ilmiah dan data
Notasi penulisan bilangan dalam ilmiah akan lebih komunikatif jika bilangan yang dianggap terlalu kecil atau terlalu besar dituliskan dalam kelipatan 10x seperti pada contoh:
1010000000000 lebih baik ditulis 1.01 X 1012.
0,000000000132 akan lebih baik ditulis 1,32 X 10-12
Ketelitian data harus diperhatikan pada penggabungan hasil pengukuran yang berbeda, seperti pada contoh berikut:
4,32 g + 1,002 g = 5,32 g bukan 5,322 g
4,32 g + 1,007 g = 5,33 g bukan 5,327 g

Ketelitian bilangan (significant figures)
Bilangan seperti: 299.792.458 yang muncul dalam definisi SI dari satuan meter, adalah bilangan yang sangat tepat. Bilangan ini menyatakan ketelitian satu bagian dalam 300.000.000. Sebaliknya, besarnya ukuran seperti 51 g tidak teliti, hanya sekitar satu bagian dalam 50. Penulisan bilangan pengukuran atau besarnya perhitungan menunjukkan ketelitian pengukuran yang harus dinyatakan juga. Misalnya, jika suatu benda yang sama ditimbang dengan dua neraca berbeda, satu dengan neraca kasar dan yang lain dengan neraca analitik modern maka hasilnya mungkin terjadi seperti pada tabel. 1.6.

Tabel. 1.6. Kemungkinan hasil pengukuran dengan neraca yang berbeda dari suatu benda.

Neraca kasar
Neraca analitik
pengukuran
10,3
10,3107
Ketidakpastian
+ 0,1
+ 0,0001 g
Massa
10,3 + 0,1
10,3107 + 0,0001 g
ketelitian
Rendah (1 bangian dalam 103)
Tinggi (1 bagian dalam 103.107)

Ketepatan adalah nilai kuantitatif yang diperoleh dari pengukuran berulang-ulang, yaitu hasil yang berdekatan yang didapat bila sejumlah zat yang sama diukur berkali-kali. Ketelitian dari suatu seri pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dinilai tinggi, bila tiap pengukuran dengan rata-ratanya cukup kecil. Sebaliknya, bila terdapat perbedaan yang cukup besar dari pengukuran-pengukuran itu, ketelitiannya rendah. Pengukuran yang menghasilkan nilai yang dekat dengan nilai yang ‘benar’ atau paling mungkin disebut akurat.
Massa benda yang diukur dengan neraca kasar hanya menunjukkan satuan hingga sepersepuluh gram (+0,1 g), sedangkan pengukuran dengan menggunakan neraca analitik modern maka pengukuran mencapai sepersepuluh milligram (+ 0,0001). Penulisan 10,3 + 0,1 g dan 10,3107 + 0,0001 g menyatakan dengan sangat jelas ketelitian dari hasil pengukuran.penulisan serupa ini, sering dilakukan dalam pekerjaan laboratorium dan laporan ilmiah. Tetapi, penulisan seperti ini sering kurang sesuai untuk ditulis dan digunakan dalam perhitungan numerik.
Pendekatan lain adaah anggapan bahwa jika sederetan angka dituliskan, semua angka yang mendahului angka terakhir dikenal sebagai angka pasti, dan angka terakhir dari deret tersebut angka tidak pasti. Bilangan 10,3 menyatakan sebenarnya adalah antara 10,2 dan 10,4, sedangkan bilangan 10,3107 menyatakan antara 10,3106 dan 10,3108 yang memiliki 6 angka ketelitian. Makin kecil jumlah angkanya, maka makin besar ketidakpastian dan makin kecil ketelitiannya dan begitu sebaliknya.

No comments:

Post a Comment