1

BAB I

SISTEM SATUAN

1.1 Tujuan Instruksional Umum

Setelah mempelajari materi Bab I tentang Sistem Satuan, diharapkan

mahasiswa mampu memahami tentang macam-macam sistem satuan dan

mampu menerapkannya pada persoalan permesinan.

1.2 Tujuan Instruksional Khusus

Setelah mempelajari materi ini mahasiswa dapat:

1. Menjelaskan besaran pokok dan besaran turunan

2. Menjelaskan satuan dasar, satuan tambahan dan satuan turunan

3. Menghitung satuan dan mengkonversikan satuan.

1.3 Uraian Materi

1.3.1 Besaran fisika

Besaran fisika adalah ukuran (gambaran kuantitatif) dari benda-benda,

proses atau keadaan, misal: panjang, materi, massa, kecepatan, tekanan,

tegangan, dan lain-lain. Nilai suatu besaran dalam teknik pengukuran disebut

“nilai” atau “harga ukuran”. Bila mengukur disebut nilai atau harga ukuran.

Bila mengukur besaran fisika A, bentuk yang lazim digunakan dalam

melaporkan hasilnya adalah:

A ={A} {A}

Keterangan: {A} menyatakan nilai besaran A

[A] adalah satuan besaran A

Contoh: Panjang balok l = 4,5 meter

2

Besaran Dasar/Pokok

Besaran Lambang/

Rumus

Satuan (SI) Lambang

Satuan

Lambang

Dimensi

Panjang l Meter M [L]

Massa m Kilogram Kg [M]

Waktu t Sekon S [T]

Kuat arus Listrik I Ampere A [I]

Suhu T Kelvin K [ ]

Jumlah Zat N Mola Mol [N]

Intensitas cahaya N Kandela Cd [J]

Satuan (unit) adalah cara mengungkapkan suatu ukuran dengan menggunakan

bilangan. Contoh : satuan panjang adalah meter, feet, dan sebagainya, dan

satuan massa adalah kg, gr, dan sebagainya. Ada 3 macam sistem satuan

digunakan saat ini yakni :

1. British Gravitational System BGS).

2. Metric System (MKSA)

3. System International Des Unites (SI).

Sistem Satuan International (SI) adalah suatu sistem yang telah diolah dan

dikembangkan oleh komisi teknik dan ISO (International Organization For

Standardization). Standar satuan ini tercantum dalam international standard

ISO R-31. Oleh karena SI unit ini dalam tahun 80-an telah dipakai secara

international, maka dirasa perlu untuk memakai standar ini di Indonesia.

Nama System Intenatiorna1 d’unites yang disingkat SI, disetujui dalam

Conference Generale des Poids et Mesures (CGPM) pada tahun 1960. SI unit

ini terdiri dari 3 macam satuan:

3

a. Satuan dasar.

b. Satuan tambahan.

c. Satuan turunan.

Tabel 1. Satuan Dasar SI

Besaran Nama

Satuan

Lambang

Satuan

Definisi

Panjang Meter M Meter adalah suatu panjang

(jarak yang sama dengan

1.630.763,73 kali panjang

gelombang dalam vaccum dan

radiasi yang bersesuaian dengan

transisi antara level 2 p10 dan 5

d5 dari atom krypton-86 (CGPM

ke-l1 tahun 1963)

Massa Kilogram Kg Kilogram adalah satuan massa

yang sama dengan massa dari

prototype kilogram

international (CGPM ke-1 tahun

1901).

Waktu Detik S Detik adalah waktu dan

91926311770 periode radiasi

yang bersesuaian dengan

transisi antara dua “hyperfine

level” dan keadaan atom

caesium 133

(CGPM ke-13 tahun 1967).

Suhu

termodinamika

Kelvin K Kelvin adalah satuan suhu

termodinamika, merupakan

1/273,6 dari suhu titik triple air.

Jumlah Substansi Mole Mol Mole adalah jumlah substansi

4

dan suatu sistem yang berisi

sejumlah satuan elementer yang

sama dengan atom-atom dalam

0,0 12 kg karbon 12. Apabila

mole dipakai, satuan-satuan

elementer harus dijelaskan dan

dapat berupa atom, molekul,

ion, elektron, partikel-partikel

lain atau kelompok tertentu dan

suatu macam partikel. (CGPM

ke-14 tahun 1971).

Intensitas Cahaya Candela Cd Candela adalah intensitas

cahaya dalam arah tegak lurus

pada suatu permukaan seluas

1/600.000 meter persegi dari

suatu benda hitam pada

temperatur platina beku dalam

tekanan 101325 Newton per

meter persegi. (CGPM ke- 13

tahun 1967).

Tabel 2. Satuan Tambahan SI

Besaran Nama

Satuan

Lambang

Satuan

Definisi

Sudut bidang datar Radian Rad Radian adalah sudut bidang

antara diameter jari-jari yang

memotong keliling lingkaran,

dengan panjang busur yang

sama panjang dengan jari-

5

Sudut ruang Steradian Sr

jarinya

Steredian adalah sudut ruang

yang puncaknya terletak pada

pusat bola membentuk bola

dengan luas sama dengan

kuadrat jari-jari bola

Tabel 3. Satuan Turunan yang Dinyatakan dengan Satuan Dasar

BesaranSatuan SI

Nama Lambang

Luas

Volume (isi)

Kecepatan

Percepatan

Jumlah gelombang

Massa, jenis, density

Konsentrasi (dari suatu jumlah

substansi)

Volume spesifik

Luminance

meter persegi

meter kubik

per detik

meter per detik kuadrat

per meter

kilogram per meter kubik

mole per meter kubik

meter kubik per kilogram

candela per meter persegi

m2

m3

ms-1 atau m/s

ms-2 atau m/s

1/m

kg/ m3

mol/ m3

m3/kg

cd/m2

Tabel 4. Satuan Turunan yang Mempunyai Nama

dan Lambang tertentu

Besaran Lambang Lambang Bentuk lain

dalam

Bentuk lain

dalam satuan SI

6

satuan SI dasar

Frekuensi

Gaya

Tekanan.

Energi kerja,

jumlah panas

Daya, medan energi

Muatan listrik

Tegangan listrik

Kapasitas listrik

Tahanan listrik

Konduktansi

Medan magnet

Kerapatan medan

Magnet

Induktan

Medan penerangan

(luminous flux)

Illunimance

Aktivitas (radioaktif)

Dosis terabsorb

(dari radiasi ion)

Hertz

newton

pascal

joule

watt

coulomb

volt

farad

ohm

siemens

weber

tesla

lumen

lux

becquerel

gray

Hz

N

Pa

J

W

C

V

F

S

Wb

T

H

lm

Lx

Bq

Gy

N/m2

N/m

J/s

As

W/A

C/A

V/A

A/V atau-1

Vs

Wb/m2

Wb/A

J/kg

l/s

kgm/s2

kg(m/s2)

kgm/s2

sA

m2kg/s3A

s2A2/m2kg

m2kg/s3A2

S2A2/m2kg

m2kg/s-2A

kg/s2A

M2/s2A2

Cd sr

Cd sr/m2

l/s

m2/s2

Tabel 5. Satuan-Satuan yang Sering Dinyatakan dalam Bentuk Satuan tabel 4

Besaran Nama Lambang Pernyataan dalam

bentuk satuan

7

dasar

Tegangan permukaan

Kerapatan medan

panas, irradiance

Kápasitas panas,

Entropy

Kapasitas panas spesifik,

entropy spesifik

Energi spesifik

Konduktifitas termo

Kerapàtan energi

Kekuatan medan listrik

Kerapatan muatan listrik

Kerapatan medan listrik

Permitivitas

Kerapatan arus

Kekuatan medan magnet

Permeabilitas

Energi molar

Entropy molar, kapasitas

panas molar

Kecepatan sudut

Percepatan sudut

intensitas radian

Radian

Newton per meter

Watt per meter persegi

joule per Kelvin

joule per kilogram

Kelvin

joule per kilogram

watt per meter Kelvin

joule per meter kubik

volt per meter

coulomb per meter

kubik

coulomb per .meter

persegi

farad per meter

ampere per meter

persegi

ampere per meter

persegi

henry per meter

joule per mole

joule per mole Kelvin

radian per detik

radian per detik kuadrat

watt per steradian

watt per meter persegi

steradian

N/m

W/m2

J/K

J/(kg K)

J/kg

W/(m K)

J/m3

V/m

C/m3

C/m2

F/m

A/m2

A/m

H/m

J/mol

J/(ml K)

rad/s

rad/s2

W/sr

W/ (m2sr)

Kg/s2

Kg/s3

m2 kg/(s2k)

m2/ (s2 K)

m2/s2

m kg) (s3K)

kg/ (ms2)

m kg/ (s3 A)

sA/m2

s4A4/ (m3 kg)

A/m2

A/m

A/m

m kg/ (s2A2)

m2kg/(s2mol)

m kg/(s A2)

m2kg/(s2mol)

m2kg/(s2mol)

rad/s

rad/s2

m2 kg/ (s3 sr)

Catatan:

8

Untuk tiap-tiap satuan dalam tabel ini dipakai lambang tertentu. Tetapi lambang-

lambang lain juga dapat berlaku, misalnya : J/m3 = N/m2 = Pa =W s/m3 =V A s/m3

= V C/m3

Contoh Soal:

1. Tuliskan dalam bentuk yang ringkas :

Soal: Jawab

a. Panjang 0,7 meter L = 0.7 m

b. Waktu 10 sekon T = 10 s

c. Massa 15 kilogram M = 15 kg

d. Suhu 30o derajat Kelvin = 300 K

e. Kuat arus listrik 2 Ampere I = 2A

f. Intensitas cahaya 10 candela J = 1 cd

2.Besaran manakah yang termasuk vektor atau skalar !

Vektor Skalar

Panjang

Kecepatan

Waktu

Gaya

Suhu

x

x

X

x

x

1.3.2 Perhitungan Satuan

Untuk mempermudah dalam hal perhitungan, satuan dapat dinyatakan

sebagai 10n dengan n bulat

9

atto Fomto piko nano mikro miilli centi desi

a

10-18

F

10-15 10-12

N

10-3 10-6

M

10-3

C

10-2

d

10-1

kilo Nega Giga Tera Peta

k

103

M

106

G

109

T

1012

P

1015

Contoh :

40.000 .s = ……………….s

40.000 .s = 40.000.106 s

= 0,04 s

Satuan jabaran yang digunakan adalah satuan jabaran yang memiliki nama

tersendiri dan dari satuan jabaran ini dibentuk menjadi satuan jabaran baru.

Satuan Jabaran makna Sendiri (Contoh)

Satuan Lambang Satuan Penurunan

Meter kuadrat

Hertz

Liter

Weber

Watt

Ohm

m2

Hz

L

Wb

W

m.m

s-1

m.m.m.10-3

Vs

V.A

V.A-1

1.3.3. Konversi Satuan

10

Untuk faktor konversi dapat langsung dibaca sesuai data dengan

besaran yang dikehendaki. Adapun daftar faktor konversi dapat kita lihat

sebagai berikut:

Panjang :

Cm M km Inc Ft mil

1 centimeter

1 meter

1 kilometer

1 inchi

1 feet

1 mil

1

100

105

2.540

30.48

160.9 x 103

10-2

1

1000

25.4 x 10-3

0.3048

1609

10-5

10-3

1

25.4 x 10-6

0,3048 x 10-3

1,609

0,3937

39,3

39370

1

12

63,36,x 103

32,81 x 10-3

3,931

3,231

88,33 x 10-3

1

5280

6,214 x 10-6

6,214 x 10-6

0,3214

15,78 x 10-6

0,1894 x 10-3

1

1 yard = 3 ft = 36 in

1 Angstrom = 10-10 m

Luas :

m2 cm2 ft2 In2

1 meter persegi

I centimeter persegi

I foot persegi

1 inchi persegi

104

1

929

6,452

10,76

1,076 x 103

1

6,914 x 10-3

1550

0,1550

144

1

1 mile persegi = 640 acre

1 acre = 43,6 ft2

Volume :

m3 Cm3 L in2

1 meter kubik

1 centimeter kubik

1 liter

1 inchi kubik

1

10-6

10-3

16,39 x 10-6

10-6

1

1000

16,39

1000

10-3

1

13,39 x 10-3

61,02 x 103

61,02 x 10-3

61,02

1

11

1 gallon (UK) = 4,546 liter 1 gallon (US) = 3,785 liter

2 gallon = 4 liter ( indonesia) 1 barrel (US) = 42 gallon (US)

           = 34,97 gallon (UK)

Tekanan

Atm dyne/cm2 cm/Hg Pa Lb/in2

1 atmosfer

1 dyne/cm2

1 cm air raksa

1 pascal = 1 N/m2

1 lb/in2 = 1 psi

1

936,9 x 10-9

13,16 x 10-3

9,869 x 10-6

68,05 x 10-3

1,013 x 106

1

13330

10

68950

76

75,01 x 10-6

1

750,01 x 10-6

5,171

101,3 x 103

0,1

1333

1

6895

14770

14,5 x 10-6

0,1934

145 x ?

1

1 bar = 106 dyne/cm2 = 0.1 mpa 1 kp =kgf/cm2

Massa :gr kg slug ounce pound

1 gram

1 kilogram

1 slug

1 ounce

1 pound

1

1000

14,59 x 103

28,35

453,6

10-3

1

14,59

28,35 x 10-3

0,4536

68,52 x 10-6

68,52 x 10-3

1

1,943 x 10-3

31,08 x 10-3

35,27 x 10-3

35,27

514,8

1

16

2,205 x 10-3

2,205

32,17

62,5 x 10-3

1

Massa Jenis :Slug/ft3 kg/m3 g/cm3 Lb/ft3 lb/in3

1 slug/ft3

1 kg/m3

1 g/cm3

1 pound/ft3

1 pound/in3

1

1,940 x 10-3

1,940

31,08 x 10-3

53,71

515,4

1

1000

16,02

27680

0,5154

10-3

1

16,02 x 10-3

27,68

35,27 x 10-3

35,27

514,8

1

16

18,62 x 10-3

36,13 x 10-6

36,13 x 10-3

578,7 x 10-6

1

12

Usaha dan Jumlah Panas

Btu Erg ft.lb hp.h J Kal kWh

1 British termal unit

1 erg

1 footpound

1 horsepower-jam

1 joule

1 kalori

1 kilowatt-jam

1

94,81 x 10-12

1,285 x 10-3

1545

948,1 x 106

3,968 x 10-3

3413

10,55 x 109

1

13,56 x 106

26,85 x 1012

107

14,86 x 106

36 x 1012

777,9

73,76 x 109

1

1,98 x 106

0,7375

3,087

2,655 x 106

392,9 x 106

37,25 x 10-5

505,1 x 10-9

1

372,5 x 10-9

1,559 x 10-6

1,341

1055

10-7

1,356

2,685 x 106

1

4,186

3,6 x 106

252

23,89 x 10-9

0,3239

641,4 x 103

0,2389

1

860,1 =103

293 x 10-6

27,78x10-15

376,6 x 10-9

0,7457

277,8 x 10-9

1,163 x 10-6

1

Gaya :

Dyne N Lb Pdl Gf kgf

1 dyne

1 Newton

1 pound

1 poundal

1 gram gaya

1 kilogram gaya

1

10-12

4,448 x 103

13830

980,7

980,7 x 103

105

4,448

0,1383

9,807 x 10-3

9,807

72,33 x 10-6

7,233

32,17

1

70,93 x 10-3

70,93

1,02 x 10-3

102

453,6

14,10

1

1000

1,02 x 10-6

0,102

0,4356

0,0141

10-3

1

13

Daya :

Btu/h ft.lb/s hp Kal/s kW W

1 British termal unit per gram

1 footpound per sekon

1 horsepower

1 kalori per detik

1 kilowatt-jam

1 watt

1

4,628

2545

14,29

1413

3,413

0,2161

1

550

3,087

737,6

0,7376

392,9 x 10-6

1,818 x 10-3

1

56,13 x 10-3

1,341

1,341 x 10-3

0,07

0,329

178,2

1

238,9

02389

293 x 10-6

1,356 x 10-3

0,7457

4,186 x 10-3

1

10-3

0,293

1,356

745,7

4,186

1000

1

Kecepatan :

Ft/s Km/jam m/s ml/jam Cm/s knot

1 foot per detik

1 km per jam

1 meter per detik

1 mile per jam

1 cm per detik

1 knot

1

0,9133

3,281

1,467

0,0328

1,688

1,097

1

3,6

1,609

0,036

1,852

0,3048

0,2778

1

0,4470

0,01

0,5144

0,6818

0,6214

2,237

1

0,0224

0,5144

30,48

27,78

100

44,70

1

51,44

0,5925

0,54400

1,944

0,8689

0,0194

1

14

Perkalian Decimal Sistem SI:

Apabila memungkinkan maka pemakaian Satuan SI (dasar dan

turunan) adalah terbaik sejauh hal ini tidak akan membatasi pemakaian praktis,

oleh, karena itu sebagai tambahan, untuk ukuran yang lebih besar dan lebih kecil,

diadakan perkalian desimal. Hal mi ditetapkan pada sistem SI seperti pada table

berikut :

Tabel Perkalian Desimal SI

Faktor Perkalian Singkatan Simbol

1018

1013

1012

109

106

103

102

101

10-1

10-2

10-3

10-6

10-9

10-12

10-15

10-18

Eksa

Peta

Tera

Giga

Mega

Kilo

hectc

deca

deci

cenu

milli

mikro

nano

pico

femto

atto

F

P

T

G

M

k

h

da

di

c

m

N

p

f

a

15

1.4 Rangkuman

a. Macam Besaran

- Besaran pokok, yaitu besaran yang hanya mempunyai satu dimensi.

Macamnya : panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, suhu, jumlah zat,

dan intensitas cahaya.

- Besaran turunan, yaitu besaran yang mempunyai lebih dari satu dimensi

atau perkalian dari besaran pokok.

Contoh : frekuensi, gaya, tekanan, energi, dan sebagainya.

b. Satuan, adalah cara mengungkapkan suatu ukuran dengan menggunakan

bilangan, macamnya:

- Satuan dasar : meter, kilogram, detik, kelvin, mole, dan candela.

- Satuan turunan : meter persegi, meter kubik, per-detik, dan sebagainya.

- Satuan tambahan : radian, steradian

c. Perhitungan satuan dapat dinyatakan dengan 10n, sedangkan untuk

konversi dapat langsung dibaca sesuai dengan besaran yang dikehendaki.

Contoh :

- 1 x l0-3 m dapat ditulis dengan mm.

- 1 x 10-9 dapat ditulis dengan 1 mg.

1.5. Soal latihan:

1. Manakah di antara besaran-besaran berikut yang termasuk besaran

a. Usaha

b. Panjang

c. Waktu

16

d. Gaya

c. Daya

2. Lengkapilah!

a. 1 km =……………………………..m

b. l Tm = ……………………………..mm

3. Konversikan satuan-satuan berikut:

a.0,5cm = ………………….ft

b. 3N =…………………..dyne

c. 0,1 atm=…………………cm/Hg

4. a) Hasil pengukuran benda kerja dengan jangka sorong menunjukkan

panjang benda = 5,85 cm.  Berapa inchi panjang benda tersebut.

b) Tebal lempengan baja apabila diukur dengan mikrometer 6,30 m.m.

Konversikan satuan tersebut dalam inchi!

5. Mengkonversikan tekanan kompresi meter diesel:

Diketahui bahwa Tester Pengabut (Diesel Injection Nozzles Tester), dapat

digunakan untuk mengukur tekanan bahan bakar solar yang dicapai oleh

pengabut. Tekanan pengabut yang telah ditentukan akan menyemprotkan

bahan bakar dengan baik. Alat pengukur tekanan pengabut ini dapat

mencapai tekanan 5500 lb/inchi. Berapa tekanan tersebut bila diukur dalam

tekanan Pascal dan atmosfer?

6. Konversi tekanan penyayatan pada mesin :

Mesin bubut adalah salah satu alat perkakas dalam pengerjaan logam yang

banyak digunakan untuk macam-macam pengerjaan. Salah satu di antaranya

17

adalah memotong/membentuk bidang datar. Jika untuk kepentingan di atas

tekanan yang dilakukan oleh pahat mesin Suhu terhadap benda kerja 0,2

N/m2. Nyatakan tekanan tersebut dalam bar ?

1.6 Daftar Pustaka:

Halliday, D.A., Resnick, R., (1978), Physics, 3th Edition, John Wiley &

Sons, New York.

FW. Sears, MW .Zemansky, “ University Phiysics ( Mechanics, Heat and

Sound”, New York : John Willey and Sons.

Romer, R.H., 1976, Energy : An Introduction to Physics, WH Freeman, San

Fransisco.