Estimasi dan Perhitungan Orde Besaran dalam Fisika

Admin Maret 11, 2021 0

 

Layar Kunci – Perhitungan empiris dengan ketepatan yang akurat sangat diperlukan dalam pemecahan masalah Fisika. Meskipun demikian, seringkali kita harus menghitung perkiraan jawaban untuk masalah fisik tertentu meskipun sedikit informasi yang tersedia. Jawaban ini kemudian dapat digunakan untuk menentukan perlu atau tidaknya penghitungan yang lebih tepat. Perkiraan seperti itu biasanya didasarkan pada asumsi tertentu yang harus dimodifikasi jika diperlukan presisi yang lebih tinggi.

Kadang-kadang kita akan mengacu pada orde besarnya kuantitas tertentu sebagai pangkat sepuluh dari bilangan yang menggambarkan kuantitas itu. Biasanya ketika perhitungan urutan besaran dibuat, maka hasilnya dapat diandalkan hingga sekitar faktor 10.

Jika kuantitas meningkat nilainya tiga kali lipat, maka hal ini berarti nilainya bertambah dengan faktor sekitar 10³ = 1.000. Sering digunakan simbol ~ untuk "orde".

Jadi, dapat ditulis estimasi sebagai berikut,

 

Selama perhitungan orde besarnya, kadang-kadang disebut sebagai "perkiraan" atau "ball-park figures", sebagaimana dijelaskan dalam kutipan: "Buat perkiraan sebelum setiap perhitungan, cobalah argumen fisik sederhana. . . sebelum setiap derivasi, tebak jawaban untuk setiap teka-teki. "Ketidakakuratan yang muncul mungkin disebabkan oleh tebakan yang terlalu rendah untuk satu angka sering kali dibatalkan oleh tebakan lain yang terlalu tinggi".

Anda akan menemukan bahwa dengan latiha maka, perkiraan Anda menjadi lebih baik dan lebih baik. Masalah estimasi bisa menyenangkan untuk dikerjakan saat Anda dengan bebas menjatuhkan angka, melakukan pendekatan yang masuk akal untuk angka yang tidak diketahui, membuat asumsi yang disederhanakan, dan mengubah pertanyaan menjadi sesuatu yang dapat Anda jawab di kepala Anda atau dengan manipulasi matematika minimal di atas kertas.

Karena kesederhanaan jenis penghitungan ini, maka penghitungan tersebut dapat dilakukan di selembar kertas kecil, sehingga perkiraan ini sering disebut "penghitungan sampul belakang".

 

 Contoh

Perkirakan jumlah galon bensin yang digunakan setiap tahun oleh semua mobil di Amerika Serikat.

Solusi

Karena ada sekitar 280 juta orang di Amerika Serikat, perkiraan jumlah mobil di negara tersebut adalah 100 juta (tebak ada antara dua dan tiga orang per mobil). Kita perkirakan juga bahwa jarak rata-rata yang ditempuh setiap mobil per tahun adalah 10.000 mil. Jika kita mengasumsikan konsumsi bensin 20 mi / gal atau 0,05 gal / mi, maka setiap mobil menggunakan sekitar 500 gal / tahun. Mengalikan ini dengan jumlah total mobil di Amerika Serikat memberikan perkiraan konsumsi total 5 x 10¹⁰ gal ~ 10¹¹ gal. (*)