1.1 - Kuantiti Fizik

Pengukuran, Magnitud dan Unit

• Pengukuran menentukan nilai kuantiti fizik. Kuantiti fizik terdiri daripada kuantiti asas dan kuantiti terbitan.
• Nyatakan kuantiti fizik bersama magnitud dan unitnya. Dalam panjang = 100 m, panjang ialah kuantiti, 100 ialah magnitud dan m ialah unit.
• Pengukuran yang jitu membantu dalam membuat keputusan yang tepat.
• Contoh pengukuran: Gunung Kinabalu mempunyai ketinggian 4 095 m; harimau mempunyai kelajuan $49$–$65{\text{km j}}^{-1}$; Mohamad Ridzuan Puzi mencatat 11.87 s dalam acara pecut 100 m (kategori T36) di Sukan Para Asia 2018.
• Frekuensi, impuls, kuasa dan muatan haba tentu juga merupakan kuantiti terbitan.
• Unit metrik termasuk sentimeter dan kilopascal; unit imperial termasuk inci, psi (pounds per square inch), gelen, batu, kaki dan ela. Unit imperial dan metrik boleh ditukarkan antara satu sama lain. Unit metrik lebih biasa digunakan pada masa kini.
• Pada tahun 1999, penggunaan unit imperial dan metrik yang tidak seragam menyebabkan kesilapan pentafsiran data pengukuran dalam misi Mars Climate Orbiter sehingga kapal angkasa itu terhempas di Marikh.

Kuantiti Asas dan Unit S.I.

• Kuantiti asas tidak boleh diterbitkan daripada kuantiti fizik yang lain.
• Sistem Unit Antarabangsa (S.I.) menyeragamkan unit pengukuran. Sistem ini dipersetujui dalam Persidangan Antarabangsa tentang Berat dan Ukuran ke-11 di Paris pada tahun 1960. Unit yang seragam memudahkan bidang saintifik, sukan, perdagangan dan perubatan.

Kuantiti asas dan simbolnya	Unit S.I. dan simbolnya
Panjang, $l$	meter, m
Jisim, $m$	kilogram, kg
Masa, $t$	saat, s
Suhu termodinamik, $T$	kelvin, K
Arus elektrik, $I$	ampere, A
Keamatan berluminositi, $I_v$	candela, cd
Kuantiti bahan, $n$	mol, mol

• Kuantiti bahan biasanya digunakan dalam Kimia bagi kuantiti suatu unsur atau sebatian.

Kuantiti Terbitan dan Unit Asas

• Kuantiti terbitan boleh diperihalkan dalam sebutan kuantiti asas melalui rumus. Unitnya diperoleh daripada gabungan unit asas yang sama.
• Gantikan kuantiti terbitan dalam rumus dengan kuantiti asas, ringkaskan, kemudian gantikan kuantiti asas dengan unit S.I. masing-masing.
• Contohnya, ketumpatan $\rho =m/V$. Dengan menggunakan $V=l^3$, $\rho =m/l^3$, maka unitnya ialah ${\text{kg m}}^{-3}$.
• Sebutan berikut menunjukkan pembentukan kuantiti daripada kuantiti asas; $l$ mewakili panjang dan $t$ mewakili masa.

Kuantiti terbitan dan rumus	Sebutan dalam kuantiti asas; unit S.I.
Luas, $A=l^2$	$l^2$; ${\text{m}}^2$
Isi padu, $V=l^3$	$l^3$; ${\text{m}}^3$
Ketumpatan, $\rho =m/V$	$m/l^3$; ${\text{kg m}}^{-3}$
Halaju, $v=l/t$	$l/t$; ${\text{m s}}^{-1}$
Pecutan, $a=v/t$	$l/t^2$; ${\text{m s}}^{-2}$
Daya, $F=ma$	$ml/t^2$; ${\text{kg m s}}^{-2}$ = newton (N)
Momentum, $p=mv$	$ml/t$; ${\text{kg m s}}^{-1}$
Tekanan, $P=F/A$	$m/(l{t}^2)$; ${\text{kg m}}^{-1}{\text{ s}}^{-2}$ = pascal (Pa)
Tenaga atau kerja, $W=Fl$	$m{l}^2/t^2$; ${\text{kg m}}^2{\text{ s}}^{-2}$ = joule (J)
Cas, $Q=It$	$It$; $\text{A s}$ = coulomb (C)

Piawaian Pengukuran

• Metrologi mengkaji pengukuran dan piawaian. Saintis menggunakan teknologi pengukuran canggih untuk menentukan piawaian unit asas.
• Di Malaysia, SIRIM bertanggungjawab menyediakan piawaian pengukuran.

Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor

Pengelasan	Maksud dan contoh
Kuantiti skalar	Mempunyai magnitud sahaja: jarak, luas, panjang, kerja, suhu, masa, isi padu, laju, tenaga dan ketumpatan.
Kuantiti vektor	Mempunyai magnitud dan arah: sesaran, halaju, daya, pecutan dan momentum.

• Jarak 50 m menyatakan magnitud. Penambahan ke arah sebatang pokok tertentu turut menyatakan arah, menunjukkan maklumat tambahan yang diperlukan bagi vektor.