BESARAN DAN SATUAN

Pengertian Besaran

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur atau dihitung, dinyatakan dengan angka dan mempunyai satuan.
Dari pengertian ini dapat diartikan bahwa sesuatu itu dapat dikatakan sebagai besaran harus mempunyai 3 syarat yaitu

1. Dapat diukur atau dihitung
2. Dapat dinyatakan dengan angka-angka atau mempunyai nilai
3. Mempunyai satuan

Bila ada satu saja dari syarat tersebut diatas tidak dipenuhi maka sesuatu itu tidak dapat dikatakan sebagai besaran.

Besaran berdasarkan cara memperolehnya dapat dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu :

1. Besaran Fisika yaitu besaran yang diperoleh dari pengukuran. Karena diperoleh dari pengukuran maka harus ada alat ukurnya. Sebagai contoh adalah massa. Massa merupakan besaran fisika karena massa dapat diukur dengan menggunakan neraca.
2. Besaran non Fisika yaitu besaran yang diperoleh dari penghitungan. Dalam hal ini tidak diperlukan alat ukur tetapi alat hitung sebagai misal kalkulator. Contoh besaran non fisika adalah Jumlah.

Besaran Fisika sendiri dibagi menjadi 2 :

• Besaran Pokok adalah besaran yang ditentukan lebih dulu berdasarkan kesepatan para ahli fisika. Besaran pokok yang paling umum ada 7 macam yaitu Panjang (m), Massa (kg), Waktu (s), Suhu (K), Kuat Arus Listrik (A), Intensitas Cahaya (cd), dan Jumlah Zat (mol). Besaran pokok mempunyai ciri khusus antara lain diperoleh dari pengukuran langsung, mempunyai satu satuan (tidak satuan ganda), dan ditetapkan terlebih dahulu.

• Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Besaran ini ada banyak macamnya sebagai contoh gaya (N) diturunkan dari besaran pokok massa, panjang dan waktu. Volume (meter kubik) diturunkan dari besaran pokok panjang, dan lain-lain. Besaran turunan mempunyai ciri khusus antara lain : diperoleh dari pengukuran langsung dan tidak langsung, mempunyai satuan lebih dari satu dan diturunkan dari besaran pokok.

Saat membahas bab Besaran dan Satuan maka kita tidak akan lepas dari satu kegiatan yaitu pengukuran. Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

Pengertian Satuan

Satuan didefinisikan sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Setiap besaran mempunyai satuan masing-masing, tidak mungkin dalam 2 besaran yang berbeda mempunyai satuan yang sama. Apa bila ada dua besaran berbeda kemudian mempunyai satuan sama maka besaran itu pada hakekatnya adalah sama. Sebagai contoh Gaya (F) mempunyai satuan Newton dan Berat (w) mempunyai satuan Newton. Besaran ini kelihatannya berbeda tetapi sesungguhnya besaran ini sama yaitu besaran turunan gaya. 

Besaran berdasarkan arah dapat dibedakan menjadi 2 macam

1. Besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah sebagai contoh besaran kecepatan, percepatan dan lain-lain.
2. Besaran sekalar adalah besaranyang mempunyai nilai saja sebagai contoh kelajuan, perlajuan dan lain-lain.

HUKUM MELDE

HUKUM MELDE

Hukum Melde mempelajari tentang besaran-besaran yang mempengaruhi cepat rambat gelombang transversal pada tali. Melalui percobaannya (lakukan kegiatan 1.1), Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai.

Pada salah satu ujung tangkai garpu tala diikatkan erat-erat sehelai kawat halus lagi kuat. kawat halus tersebut ditumpu pada sebuah katrol dan ujung kawat diberi beban, misalnya sebesar g gram. Garpu tala digetarkan dengan elektromagnet secara terus menerus, hingga amplitudo yang ditimbulkan oleh garpu tala konstan.

Untuk menggetarkan ujung kawat A dapat pula dipakai alat vibrator. Dalam kawat akan terbentuk pola gelombang stasioner. Jika diamati akan terlihat adanya simpul dan perut di antara simpul-silpul tersebut. Diantara simpul-simpul itu antara lain adalah A dan K, yaitu ujung-ujung kawat tersebut, ujung A pada garpu tala dan simpul K pada bagian yang ditumpu oleh katrol. Pada seluruh panjang kawat AK = L dibuat terjadi 4 gelombang, maka kawat mempunyai λ₁ = ¼ L.  Jika f adalah frekuensi getaran tersebut, maka cepat rambat gelombang dalam kawat adalah v₁ = f . λ₁ = ¼ fL. Jadi, sekarang beban ditambah hingga menjadi 4 gram, maka pada seluruh panjang kawat ternyata hanya terjadi 2 gelombang, jadi 2λ₂ = L, λ₂ = ½ L sehingga : v₂ = f . λ₂ = ½ fL

Kemudian beban dijadikan 16 gram, maka pada seluruh panjang kawat hanya terjadi satu gelombang, jadi : λ₃ = L, maka v₃ = f . λ₃ = f L.  Beban dijadikan 64 gram, maka pada seluruh panjang kawat hanya terjadi 1/2 gelombang, jadi :  ½ λ₄ = L ; λ4 =2 L sehingga

v₄ = f . λ₄ = 2f . L

Percobaan Melde

Apabila vibrator dihidupkan maka tali akan bergetar sehingga pada tali akan merambat gelombang transversal. Kemudian vibrator digeser menjauhi atau mendekati katrol secara perlahan-lahan sehingga pada tali timbul gelombang stasioner. 

Setelah terbentuk gelombang stasioner, kita dapat mengukur panjang gelombang yang terjadi ( Orang yang pertama kali melakukan percobaan mengukur cepat rambat gelombang adalah Melde, sehingga percobaan seperti di atas dikenal dengan sebutan Percobaan Melde. 

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa kecepatan merambat gelombang transversal pada dawai : 

a. berbanding lurus dengan akar panjang dawai, 

b. berbanding terbalik dengan akar massa dawai,

c. berbanding lurus dengan akar gaya tegangan dawai, 

d. berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang dawai,

e. berbanding terbalik dengan akar massa jenis dawai,

f. berbanding terbalik dengan akar luas penampang dawai.  

Gelombang Bunyi  Gelombang bunyi merupakan salah satu contoh dari gelombang mekanik, yaitu gelombang merambat memerlukan zat perantara (medium perantara). Gelombang bunyi adalah gelombang mekanik yang berbentuk gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarannya. 

Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, benda yang bergetar disebut sumber bunyi.  Karena bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, maka kuat kerasnya bunyi tergantung pada amplitudo getarannya. Makin besar amplitudo getarannya, makin keras bunyi terdengar dan sebaliknya makin kecil amplitudonya, makin lemah bunyi yang terdengar.  

Di samping itu, keras lemahnya bunyi juga tergantung pada jarak terhadap sumber bunyi, makin dekat dengan sumber bunyi, bunyi terdengar makin keras dan sebaliknya makin jauh dari sumber bunyi, makin lemah bunyi yang kita dengar. 

Gelombang bunyi berdasarkan daya pendengaran manusia dibedakan menjadi menjadi tiga, yaitu  audio/bunyi, infrasonik dan ultrasonik. Audio yaitu daerah gelombang bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia yang memiliki frekuensi berkisar antara 20 hingga 20.000 Hz. 

Infrasonik yaitu gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di bawah 20 Hz.  Sedangkan ultrasonik yaitu gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz. Baik gelombang infrasonik maupun ultrasonik tidak dapat didengar oleh telinga manusia.  

Sumber Bunyi 

Sumber bunyi adalah sesuatu yang bergetar. Untuk meyakinkan hal ini tempelkan jari pada tenggorokan selama kalian berbicara, maka terasalah suatu getaran. Bunyi termasuk gelombanglongitudinal . Alat-alat musik seperti gitar, biola, harmonika, seruling termasuk sumber bunyi. Pada dasarnya sumber getaran semua alat-alat musik itu adalah dawai dan kolom udara. Pada bab ini kita akan mempelajari nada-nada yang dihasilkan oleh sumber bunyi tersebut. 

Sumber Bunyi Dawai 

Sebuah gitar merupakan suatu alat musik yang menggunakan dawai/senar sebagai sumber bunyinya. Gitar dapat menghasilkan nada-nada yang berbeda dengan jalan menekan bagian tertentupada senar itu, saat dipetik. 

Getaran pada senar gitar yang dipetik itu akan menghasilkan gelombang stasioner pada ujung terikat. Satu senar pada gitar akan menghasilkan berbagai frekuensi resonansi dari pola gelombang paling sederhana sampai majemuk. 

Nada yang dihasilkan dengan pola paling sederhana disebut nada dasar, kemudian secara berturut-turut pola gelombang yang terbentuk menghasilkan nada atas ke-1, nada atas ke-2, nada atas ke-3 ... dan seterusnya.     

1) Nada Dasar 

Jika sepanjang dawai terbentuk gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada dasar.  

2) Nada Atas 1 

Jika sepanjang dawai terbentuk 1 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 1.  

3) Nada Atas 2 

Jika sepanjang dawai terbentuk 1,5 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 2  

4) Nada Atas 3 

Jika sepanjang dawai terbentuk 2 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 3, dan seterusnya.  

Berdasarkan data tersebut dapat kita simpulkan bahwa perbandingan frekuensi nada-nada yang dihasilkan oleh sumber bunyi berupa dawai dengan frekuensi nada dasarnya merupakan perbandingan bilangan bulat