Pengukuran, skalar dan vektor
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| measurement/ˈmeʒəmənt/ | pengukuran |
| scalar/ˈskeɪlə/ | skalar |
| vector/ˈvektə/ | vektor |
| parallax/ˈpærəlæks/ | paralaks |
| meniscus/ˈmenɪskəs/ | meniskus |
| period/ˈpɪərɪəd/ | tempoh |
| resultant/rɪˈzʌltənt/ | resultan |
Mengapa mengukur dengan teliti?
- Fisika dimulai dari pengukuran — mengubah dunia nyata menjadi angka yang baik.
- Pembacaan yang ceroboh dapat merusak seluruh eksperimen.
- Jadi pertama kali kita belajar mengukur panjang dan volume, menangani jumlah kecil, dan membedakan skalar dari vektor.
Panjang dan volume
- Ukur panjang dengan penggaris.
- Tempatkan mata Anda lurus di depan tanda — melihat dari samping memberikan pembacaan yang salah (kesalahan parallax).
- Ukur volume cairan dengan gelas ukur.
- Baca skala di bagian bawah permukaan melengkung (meniskus), sejajarkan mata Anda dengannya.
Baca gelas ukur di bagian bawah meniskus, sejajarkan mata Anda
Skalar & vektor
resultan = a + b
Tambah dua vektor hujung-ke-hujung untuk mencari hasil tambah.
Anda mengukur air dalam silinder ukuran. Bagaimana anda harus membaca skala?
Baca pada bahagian bawah meniskus dengan paras mata Anda sejajar dengannya — memandang dari atas atau bawah memberikan ralat parallax (bacaan salah).
Mengukur jumlah kecil
- Satu halaman tipis, atau satu ayunan cepat, terlalu kecil untuk diukur dengan baik.
- Triknya: ukur banyak, lalu bagi.
- Tumpuk 100 lembar kertas, ukur tingginya, kemudian $\div 100$ → ketebalan satu lembar.
- Catat waktu 20 ayunan bandul, kemudian $\div 20$ → periode (waktu untuk satu ayunan).
- Mengukur banyak sekaligus membuat kesalahan menjadi jauh lebih kecil.
Dua vektor tegak lurus menjumlahkan resultan, diagonal persegi panjang
Tumpukan 100 helai kertas setinggi $12\ \text{mm}$. Berapa tebal satu helai, dalam mm?
Ukur banyak dan bahagi: $12 \div 100 = 0.12\ \text{mm}$. Membahagi menjadikan pengukuran kecil jauh lebih tepat.
20 ayunan pendulum membutuhkan waktu $30\ \text{s}$. Berapakah periode (waktu untuk satu ayunan), dalam detik?
Tempoh ialah masa untuk satu ayunan: $30 \div 20 = 1.5\ \text{s}$.
Besaran skalar dan vektor
- Skalar hanya memiliki besaran (nilai).
- Vektor memiliki ukuran dan arah.
- Skalar: jarak, kecepatan, waktu, massa, energi, suhu.
- Vektor: gaya, berat, kecepatan, percepatan, momentum.
- "$30\ \text{m/s}$" adalah kecepatan (skalar). "$30\ \text{m/s}$ ke arah utara" adalah kelajuan (vektor).
Pilih semua besaran yang merupakan vektor.
Vektor mempunyai saiz dan arah: daya, halaju, pecutan. Jisim dan suhu adalah skalar (saiz sahaja).
Kelajuan ialah vektor.
Kelajuan hanya mempunyai saiz, jadi ia adalah skalar. Halaju (kelajuan dalam arah yang dinyatakan) adalah vektor.
Menjumlahkan vektor tegak lurus
- Dua vektor pada sudut $90°$ menjumlahkan resultan — diagonal persegi panjang yang mereka buat.
- Temukan ukurannya dengan Pythagoras:
- Temukan arahnya dengan trigonometri (sudut yang diukur dari salah satu sisi).
Sebuah daya $3.0\ \text{N}$ bertindak ke timur dan $4.0\ \text{N}$ bertindak ke utara. Apakah saiz hasil tambah, dalam N?
Mereka bersudut tegak, jadi gunakan Pythagoras: $R = \sqrt{3.0^2 + 4.0^2} = \sqrt{25} = 5.0\ \text{N}$.
Anda telah memahaminya
- baca skala dengan mata sejajar dengan tanda; baca cairan di meniskus
- untuk jumlah kecil, ukur banyak dan bagi
- skalar = ukuran saja; vektor = ukuran dan arah
- dua vektor pada $90°$ → resultan $R = \sqrt{a^2 + b^2}$