Rαhsia Si Gαdis Coklαt: Kuantiti Fizik Dan Unit-unitnya

Kuantiti fizik (physical quantity) adalah kuantiti yang boleh diukur. Kuantiti fizik bukan sahaja digunakan dalam kajian saintifik tetapi ianya juga penting dalam kehidupan seharian kita.

Terdapat lima kuantiti fizikal yang kerap digunakan dalam pengukuran.

Panjang (Length)
Jisim (Mass)
Masa (Time)
Suhu (Temperature)
Arus Elektrik (Electric current)

Setiap kuantiti fizikal yang diukur dalam unit SI (International System of Units @ SI units), yang mana ianya adalah unit yang seragam digunakan dalam pengukuran di kebanyakan negara.

Kuantiti fizik dan unit SI

Kuantiti fizik	Unit SI	Simbol unit
Panjang	meter	m
Jisim	kilogram	kg
Masa	saat	s
Suhu	kelvin	K
Arus elektrik	ampere	A

Simbol dan nilai prefix

Imbuhan awal (Prefix)	Simbol	Nilai berangka (numerical)
mega	M	1 000 000
kilo	k	1 000
centi	c	0.01
milli	m	0.001
micro	µ	0.000 001

Nilai sesuatu kuantiti boleh ditulis dengan 'imbuhan awal @ awalan' (prefix). Setiap imbuhan awal mempunyai simbol-simbolnya tersendiri. Kita menulis sesuatu nilai dengan menggunakan imbuhan awal (prefix) untuk membuat ia lebih mudah bagi merekodkan kuantiti fizik.

Contohnya

Nilai kuantiti fizik	Bentuk imbuhan awal (prefix)
5 000 000 K	5 MK
3 000 g	3 kg
0.008 m	8 mm
0.000 006 A	6 µA

Berat & Jisim

Berat (weight) sesuatu objek boleh diukur dengan menimbang (weighing). Kaedah ini juga digunakan untuk mengukur jisim (mass) sesuatu objek.

Dengan sebab itu, berat dan jisim sering dianggap sebagai sama. Walau bagaimanapun, ia sebenarnya merupakan dua kuantiti yang berlainan.

Unit sukatan berat dan jisim ialah;

Berat - Newton / N
Jisim - kilogram / kg

Berat sesuatu objek adalah tarikan graviti bumi pada objek tersebut. Manakala, jisim sesuatu objek pula adalah kuantiti jirim dalam objek tersebut.

Dengan sebab itu, kita perlu menggunakan penimbang / neraca yang berbeza untuk mengukur berat dan jisim sesuatu objek.

Menyukat berat
Berat (weight) sesuatu objek boleh diukur dengan neraca spring / neraca mampatan (spring balance / compression balance). Ini adalah kerana tarikan graviti bumi bertindak memanjangkan spring.

Neraca spring (Spring balance)

Neraca mampatan (Compression balance)

Menyukat jisim
Neraca tiga palang / neraca tuas / neraca elektronik (triple beam balance / lever balance / elektronic balance) digunakan untuk mengukur jisim (mass) sesuatu objek. Jisim sesuatu objek itu adalah sama seperti 'jisim standard' (standard mass) yang diperlukan untuk mengimbangi objek tersebut. Sukatan neraca untuk jisim tidak dipengaruhi oleh tarikan graviti (Jisim objek adalah sentiasa tetap).

Neraca tiga palang/alur (Triple beam balance)

Neraca tuas (Lever balance)

Alat-alat Pengukuran

Merujuk kepada rajah di atas, nyatakan pensel yang manakah yang lebih panjang. Kemudian, pastikan semula jawapan anda dengan mengukur panjang setiap pensel itu menggunakan pembaris.

Apa yang boleh dipelajari daripada keadaan di atas? Sesuatu objek itu boleh kelihatan menjadi lebih panjang atau lebih pendek daripada keadaan sebenarnya.

Kita perlu menggunakan alat-alat pengukur yang sesuai untuk mengukur kuantiti seperti panjang dengan lebih tepat. Penggunaan teknik-teknik yang betul juga penting dalam mendapatkan bacaan yang tepat.

Pengukuran panjang (Measurement of length)

Panjang (length) adalah jarak antara dua titik. Di dalam makmal sains, panjang sesuatu objek itu diukur dengan menggunakan pembaris meter.

Panjang pembaris meter (metre ruler) ialah satu meter (m) atau 100 sentimeter (cm). Setiap sentimeter dibahagikan kepada 10 millimeter (mm). Jadi, panjang pembaris meter tersebut adalah juga bersamaan dengan 1000 millimeter (mm).

1 cm = 10 mm

1 m = 100 cm = 1000 mm

1 km = 1000 m

Kedudukan mata yang betul ketika mengambil bacaan.

Mengukur panjang lengkung (curve).

Diameter sesebuah objek tidak dapat diukur dengan tepat jika hanya menggunakan pembaris. Angkup (calipers) digunakan untuk mengukur diameter sesbuah objek dengan lebih tepat.

Terdapat dua jenis angkup, iaitu angkup luar (external calipers) danangkup dalam (internal calipers). Kedua-dua angkup tersebut digunakan untuk mengukur diameter luaran dan dalaman sesebuah objek.

Mengukur diameter 'luaran' sebuah bikar.

Mengukur diameter 'dalaman' sebuah bikar.

Pengukuran luas kawasan (Measurement of area)

Luas (area) sesebuah permukaan adalah luas kawasan di antara pinggir-pinggir permukaan tersebut. Unit SI untuk luas adalah meter persegi (square metres, m²).

Luas dalam skala yang besar boleh diukur sebagai kilometer persegi (square kilometres, km²). Manakala luas dalam skala yang kecil pula boleh diukur dalam unit sentimeter persegi (square centimetres, cm²) dan milimeter persegi (square millimetres, mm²).

1 cm² = 100 mm²

1 m² = 10 000 cm²

1 km² = 1 000 000 m²

Menganggarkan luas kawasan yang berbentuk sekata dan tidak sekata.

Menganggar luas permukaan daun

Merujuk kepada rajah di atas, bentuk sehelai daun dilakarkan di atas kertas graf. Setiap segiempat sama berkeluasan 1 cm².
Kawasan yang meliputi segiempat sama yang penuh ditandakan sebagai A, manakala kawasan yang mempunyai "lebih atau sama dengan 1/2 cm² segiempat sama", ditandakan sebagai B.
Kira bilangan setiap segiempat sama A dan B. Kemudian barulah dikira anggaran luas permukaan daun tersebut.

Contoh:

Bilangan tanda dalam kertas graf = 12

Luas 1 segiempat sama (persegi) = 1 cm²

Luas permukaan daun = 12 cm² = 12 cm²

Pengukuran isipadu (Measurement of volume)

Isipadu (volume) sesuatu objek adalah ruang yang boleh diisi atau dikandungi oleh objek tersebut. Unit SI bagi isipadu adalah meter padu (cubic metres, m³).

Isipadu juga boleh disukat dengan milimeter padu (mm³), sentimeter padu (cm³), mililiter ( l ) dan liter ( l ).

Isipadu pepejal (solids) diukur dalam sentimeter padu (cm³) dan meter padu (m³).

1 ml = 1 cm³

1 l = 1000 cm³ = 1000 ml

1 m³ = 1 000 000 cm³ = 1 000 000 ml

Mengukur isipadu cecair menggunakan pipet, buret dan silinder penyukat.