Analisis dimensi adalah metode menggunakan unit yang diketahui dalam suatu masalah untuk membantu menyimpulkan proses untuk sampai pada suatu solusi. Kiat-kiat ini akan membantu Anda menerapkan analisis dimensi pada suatu masalah.
Bagaimana Analisis Dimensi Dapat Membantu
Dalam sains, satuan seperti meter, detik, dan derajat Celcius mewakili sifat fisik ruang, waktu, dan/atau materi yang terkuantifikasi. Satuan Sistem Pengukuran Internasional (SI) yang kita gunakan dalam sains terdiri dari tujuh satuan dasar, dari mana semua satuan lainnya diturunkan.
Artinya, pengetahuan yang baik tentang satuan yang Anda gunakan untuk suatu soal dapat membantu Anda mencari cara mendekati soal sains, terutama sejak awal ketika persamaannya sederhana dan rintangan terbesarnya adalah menghafal. Jika Anda melihat satuan yang disediakan dalam soal, Anda dapat mengetahui beberapa cara agar satuan tersebut berhubungan satu sama lain dan, pada gilirannya, ini mungkin memberi Anda petunjuk tentang apa yang perlu Anda lakukan untuk menyelesaikan soal. Proses ini dikenal sebagai analisis dimensi.
Contoh Dasar
Pertimbangkan masalah dasar yang mungkin didapat siswa setelah memulai fisika. Anda diberi jarak dan waktu dan Anda harus menemukan kecepatan rata-rata, tetapi Anda benar-benar mengosongkan persamaan yang Anda butuhkan untuk melakukannya.
Jangan panik.
Jika Anda mengetahui unit Anda, Anda dapat mengetahui seperti apa masalahnya secara umum. Kecepatan diukur dalam satuan SI m/s. Ini berarti bahwa ada panjang dibagi dengan waktu. Anda memiliki panjang dan Anda punya waktu, jadi Anda baik untuk pergi.
Contoh yang Tidak Begitu Dasar
Itu adalah contoh yang sangat sederhana dari sebuah konsep yang diperkenalkan kepada siswa sejak dini dalam sains, jauh sebelum mereka benar-benar memulai kursus fisika. Namun, pertimbangkan sedikit kemudian, ketika Anda telah diperkenalkan dengan semua jenis masalah kompleks, seperti Hukum Gerak dan Gravitasi Newton. Anda masih relatif baru dalam fisika, dan persamaannya masih membuat Anda kesulitan.
Anda mendapatkan masalah di mana Anda harus menghitung energi potensial gravitasi suatu benda. Anda dapat mengingat persamaan gaya, tetapi persamaan energi potensial menghilang. Anda tahu itu seperti kekuatan, tetapi sedikit berbeda. Apa yang akan kamu lakukan?
Sekali lagi, pengetahuan tentang unit dapat membantu. Anda ingat bahwa persamaan gaya gravitasi pada suatu benda dalam gravitasi bumi dan istilah dan satuan berikut:
F g = G * m * m E / r 2
- F g adalah gaya gravitasi – newton (N) atau kg * m / s 2
- G adalah konstanta gravitasi dan guru Anda dengan baik hati memberi Anda nilai G , yang diukur dalam N * m 2 / kg 2
- m & m E masing-masing adalah massa benda dan Bumi – kg
- r adalah jarak antara pusat gravitasi benda – m
- Kami ingin mengetahui U , energi potensial, dan kami tahu bahwa energi diukur dalam Joule (J) atau newton * meter
- Kita juga ingat bahwa persamaan energi potensial sangat mirip dengan persamaan gaya, menggunakan variabel yang sama dengan cara yang sedikit berbeda
Dalam hal ini, kita sebenarnya tahu lebih banyak daripada yang kita butuhkan untuk mengetahuinya. Kami menginginkan energi, U , yang ada di J atau N * m. Seluruh persamaan gaya dalam satuan newton, jadi untuk mendapatkannya dalam N * m, Anda perlu mengalikan seluruh persamaan dengan pengukuran panjang. Yah, hanya satu pengukuran panjang yang terlibat – r – jadi itu mudah. Dan mengalikan persamaan dengan r hanya akan meniadakan r dari penyebut, sehingga rumus yang kita dapatkan adalah:
F g = G * m * m E / r
Kita tahu satuan yang kita dapatkan adalah N*m, atau Joule. Dan, untungnya, kami memang belajar, jadi itu membangkitkan ingatan kami dan kami membenturkan kepala kami sendiri dan berkata, “Duh,” karena kami seharusnya mengingatnya.
Tapi kami tidak melakukannya. Itu terjadi. Untungnya, karena kami memiliki pemahaman yang baik tentang unit-unit tersebut, kami dapat mengetahui hubungan di antara mereka untuk mendapatkan formula yang kami butuhkan.
Alat, Bukan Solusi
Sebagai bagian dari pembelajaran pre-test Anda, Anda harus menyertakan sedikit waktu untuk memastikan Anda terbiasa dengan unit yang relevan dengan bagian yang sedang Anda kerjakan, terutama yang diperkenalkan di bagian itu. Ini adalah salah satu alat lain untuk membantu memberikan intuisi fisik tentang bagaimana konsep yang Anda pelajari terkait. Tingkat intuisi tambahan ini dapat membantu, tetapi seharusnya tidak menjadi pengganti untuk mempelajari materi lainnya. Jelas, mempelajari perbedaan antara gaya gravitasi dan persamaan energi gravitasi jauh lebih baik daripada harus menurunkannya secara sembarangan di tengah ujian.
Contoh gravitasi dipilih karena persamaan gaya dan energi potensial sangat erat kaitannya, tetapi tidak selalu demikian dan hanya mengalikan angka untuk mendapatkan satuan yang tepat, tanpa memahami persamaan dan hubungan yang mendasarinya, akan menghasilkan lebih banyak kesalahan daripada solusi. .
