Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Kuliah 1 – Fizik dan pengukuran dalam kehidupan harian
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Kenapa matematik dalam pengukuran? ď‚— Pengetahuan asas dalam matematik adalah berguna
bukan sahaja dalam makmal, tetapi juga di pusat membeli belah, lebuhraya, dapur, dan padang bola.
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
2
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Sistem metrik dan SI Digunakan oleh saintis Perancis sejak tahun 1795 Système Internationale d’Unités, SI Piawai (standard) untuk pengukuran Unit beberapa saiz dikaitkan dengan kuasa 10
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
3
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Unit Asas SI Kuantiti Asas
Unit Asas
Simbol
Panjang (length)
meter
m
Jisim (mass)
kilogram
kg
Masa (time)
second
s
Suhu (temperature)
kelvin
K
Kuantiti bahan (amount of a substance) Arus elektrik (electric current) Keamatan cahaya (luminous intensity)
mole
Mol
ampere
A
candela
cd
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
4
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
5
Definition of base units 1 kilogram Sama dengan jisim satu blok silinder plantinum-iridium cylinder yang disimpan di Paris, France
1 meter
Laluan cahaya dalam vakum dalam satu jangka masa 1 saat 299792458
1 saat
Masa yang diambil untuk 9 192 631 770 ayunan cahaya yang dipancarkan oleh satu atom Caesium-133
1 ampere Arus tetap (constant current) yang mengenakan daya -7
(force) 2 x 10-7 N per metre ke atas dua dawai yang tegak, lurus dan tak terhingga panjangnya (infinitely long wire), dipisahkan sejauh 1 m dengan luas keratan rentas yang boleh diabaikan bila arus mengalir melaluinya
1 kelvin mole
1K=
1 273.16
suhu termodinamik takat tigaan air
Kuantiti jirim yang mempunyai bilangan atom yang sama banyak dengan 0.012 kilogram carbon-12
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
7
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
ď‚— Unit SI yang diterbitkan untuk tenaga SI , joule
adalah biasa dilihat pada label makanan dalam banyak negara
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
8
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Imbuhan (SI Prefixes) ď‚— Sistem metrik adalah satu sistem perpuluhan ď‚— Imbuhan digunakan untuk menukar unit SI kepada
kuasa 10
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
9
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Imbuhan
Simbol
Femto
f
Piko
Bentuk Piawai
Contoh
1/1 000 000 000 000 000
10-15
femtoseconds (fs)
p
1/1 000 000 000 000
10-12
pikometer (pm)
Nano
n
1/1 000 000 000
10-9
nanometer (nm)
Mikro
Îź
1/1 000 000
10-6
mikrogram (Îźg)
Milli
m
1/1 000
10-3
miligram (mg)
Centi
c
1/100
10-2
sentimeter (cm)
Deci
d
1/10
10-1
desiliter (dl)
Kilo
k
1 000
103
kilometer (km)
Mega
M
1 000 000
106
megagram (Mg)
Giga
G
1 000 000 000
109
gigameter (Gm)
tera
T
1 000 000 000 000
1012
terameter (Tm)
SCE3105 Physics in Context
Nilai
Lecture 1
10
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
11
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Bentuk Piawai
Untuk nombor besar atau kecil Menyatakan tempat perpuluhan dalam kuasa 10
Mx
10n
1 ≤ M < 10 n adalah integer
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
12
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Cuba ini
ď&#x201A;&#x2014; Jarak dari matahari ke planet Marikh adalah
227 800 000 000 m. ď&#x201A;&#x2014; Jisim elektron adalah 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 911 kg
Tulis nombor-nombor ini dalam bentuk piawai
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
13
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Bentuk Piawai menggunakan Kalkulator kalkulator menunjukkan nombor dalam bentuk
piawai sebagai M En cotoh
2.278 x 1011 as 2.278 E11 9.11 x 10-31 as 9.11 E-31
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
14
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Pertukaran Unit the Factor-Label Method of Unit Conversion faktor pertukaran hubungkait antara dua unit
contoh: tukarkan 465 g ke kg (465 g)(
SCE3105 Physics in Context
1kg ) = 465 g × kg = 0.465 kg 1000 g 1000kg
Lecture 1
15
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Angka bererti (significant digits) adalah angka-angka yang sah dalam pengukuran contoh 8.6365 cm mempunyai 5 angka bererti 8.60 cm mempunyai tiga angka bererti
kenapa?
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
16
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
digit bukan kosong adalah sentiasa bererti
(significant) kosong yang selepas titik perpuluhan (decimal points) adalah sentiasa bererti kosong antara dua digit bererti adalah sentiasa bererti kosong yang digunakan untuk memberi ruang kepada titk perpuluhan adalah tidak bererti
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
17
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
kesemua ukuran di bawah mempunya tiga angka bererti 245 m 18.0 g 308 km 0.000623 g
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
18
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Kejituan dan Kepersisan Kepersisan Darjah ketepatan satu pengukuran. Bergantung kepada instrumen yang digunakan untuk membuat pengukuran. 3.000 x 108m/s hingga 3.002 x 108m/s. Purata
bacaan : 3.001 x 108m/s
Adakah anda akan memilih pembaris meter atau tolok
skru mikrometer utnuk membuat pengukuran yang lebih persis? Mengapa?
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
19
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Kejituan (accuracy) and kepersisan (precision) Kejituan (accuracy) sejauh mana keputusan bersesuaian suatu eksperimen dengan nilai piawai (standard value) kejituan suatu alat pengukur (instrument) perlu semak – penentukuran dua titik (two point calibration) ketidakpastian dalam pengukuran mempengaruhi kejituan alat pengukur tetapi bukan kepersisannya SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
20
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Ralat (errors) ď&#x201A;&#x2014; Dalam bidang sains, tidak mngkin kita dapat
mengkur nilai suatu kuantiti dengan tepat. ď&#x201A;&#x2014; Kita perlu: - mencari nilai ketidaktepatan dalam pengukuran - mengira kesan menggabungkan ralat dalam satu pengukuran ď&#x201A;&#x2014; Dua cara menyatakan ralat: ralat mutlak (absolute error) and ralat ralatif (ralative error)
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
21
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Ralat mutlak (Absolute Error) Ralat mutlak menunjukkan, dalam unit yang diukur julat bacaan
yang mungkin (the range of possible values) contoh 10 cm ± 0.5 cm 12 cm ± 1 cm 8 cm ± 0.7 cm
Bacaan tidak menunjukkan pengukuran silap sebanyak setengah
sentimeter, tetapi boleh berada mana-mana antara 9.5 cm dan 10.5 cm. Menyatakan ralat bukan menunjukkan kelemahan dalam pengukuran anda. Ia menunjukkan had ( limitation) suatu alat pengukur. SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
22
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
i Sekiranya ingin menambah beberapa pengukuran,
yang mana setiap satunya mengandungi ralat (error), bagaimanakah kamu mencari jumlah ralat?
(10 ± 0.5) + (15 ± 1) + (8 ± 0.7) cm (15 ± 1) x (8 ± 0.5) cm (15 ± 1) - (8 ± 0.7) cm (8 ± 0.7) / (4 ± 0.5) cm SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
23
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
10 cm ± 0.5 cm, 15 cm ± 1 cm, 8 cm ± 0.7 cm
(i) Abaikan semua ralat, tambah semua nombor, jumlah= 33 cm (ii) Cari nilai semaksimum mungkin; (10.5 + 16 + 8.7) cm = 35.2 cm ralat = 2.2 cm
(iii) Cari nilai seminimum mungkin (9.5 + 14 + 7.3) cm = 30.8 cm error of 2.2 cm
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
24
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Techniques of good measurement ď&#x201A;&#x2014; Uncertainties of Measurements
- all measurements are subjected to uncertainties - avoid parallax errors
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
25
Program Perguruan Pendidikan Rendah Pengajian 4 Tahun - Sains
Kejituan dan kepersisan ď&#x201A;&#x2014; Kepersisan
- sejauh mana sama pengukuran suau kuantiti boleh di ukur semula contoh: eksperimen untuk menentukan halaju cahaya: 3.000 x 108m/s hingga 3.002 x 108m/s. Bacaan purata (average reading): 3.001 x 108m/s . Kepersisan bacaan = 0.001 x 108m/s - ia dihadkan kepada senggatan terkecil (smallest division) skala pengukuran - Kepersisan alat pengukur dihadkan kepada nilai terkecil pada skala bacaan SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
26
ď&#x201A;&#x2014; Kejituan
- menerangkan sejauh mana ukuran sama dengan nilai yang di terima - kejituan suatu alat pengukur : berapa baik kuran yang dibuat bila dibanding dengan nilai yang diterima - ketidakpastian (uncertainties) dalam pengukuran mempengaruhi ketepatan alat pengukur tetapi bukan kejituannya (affect the accuracy of an instrument but not its precision)
SCE3105 Physics in Context
Lecture 1
27