Besaran dan Satuan : Pokok, SI, Turunan, Dimensi, Alat Ukur, Vektor

Dunia fisika mempelajari hal-hal yang sangat luas, dari mulai inti atom hingga pergerakan bintang-bintang. Untuk mempelajari itu semua, diperlukan perhitungan-perhitungan secara kuantitatif agar ditemukan sesuatu yang lebih akurat sehingga kita dapat memahami alam semesta jauh lebih mendalam.

Di dalam kehidupan sehari-hari pun kita sering dijumpai dengan pertanyaan yang membutuhkan jawaban yang akurat, seperti tinggi badan, waktu tempuh dari rumah ke sekolah, jarak dari rumah ke pasar, dan masih banyak pertanyaan lainnya.

Nah, untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, kamu wajib simak uraian di bawah ini.

Pengertian Besaran dan Satuan

besaran dan satuan yang tepat
Source: pexels.com

1. Pengertian Besaran

Besaran dalam fisika adalah sesuatu yang dapat diukur serta dinyatakan menggunakan harga/nilai dan satuan. Sebagai contoh, sekarung beras memiliki massa 5 kg, 5 merupakan harga/nilainya dan kg(kilogram) merupakan satuannya.

2. Pengertian Satuan

Dari contoh di atas, dapat kita artikan bahwa pengertian satuan dalam fisika adalah  pembanding yang digunakan dalam pengukuran.

Satuan merupakan sesuatu yang sudah memiliki standar. Sebagai contoh, panjang lintasan lari dapat dinyatakan dengan satuan meter atau kilometer. Jika tidak ada standar yang jelas, sangat sulit untuk seorang ilmuan melakukan pengukuran yang akurat.

Besaran Pokok

besaran dan satuan yang digunakan pada alat ukur pneumatik adalah
Source: pexels.com

Besaran-besaran fisika dibagi menjadi besaran pokok dan besaran turunan.

Besaran pokok adalah besaran dasar yang berdiri sendiri dan tidak bergantung pada besaran lainnya.

Dengan kata lain, tidak perlu besaran lain untuk mendefinisikan besaran pokok tersebut. Para ahli telah menetapkan ada tujuh besaran pokok. Besaran pokok apa saja. Besaran pokok ada berapa.

Berikut tujuh besaran pokok beserta satuan dan alat ukurnya. Besaran pokok contoh.

No. Besaran Pokok Simbol Besaran Pokok Satuan Simbol Satuan Alat Ukur
1. Panjang l meter m Mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup
2. Massa m kilogram kg Neraca dua lengan, neraca Ohauss, neraca digital
3. Waktu t sekon s Stopwatch, arloji
4. Kuat arus listrik I ampere A Amperemeter
5. Suhu T kelvin K Termometer
6. Jumlah zat n mol mol
7. Intensitas cahaya Iv kandela Cd

Satuan Standar Internasional (SI)

besaran dan satuan alat ukur pneumatik
Source: pexels.com

Suatu besaran dapat memiliki beberapa satuan, misalnya massa, kita bisa menggunakan kg, gr, ton, atau ons.  Jika kita melakukan pengukuran dengan satuan yang berbeda-beda, maka akan sulit untuk membandingkan hasil yang didapat.

Untuk itu, diperlukanlah satuan standar internasional yang ditetapkan para ahli sebagai satuan standar yang digunakan di seluruh dunia. Adapun syarat untuk satuan internasional adalah :

  1. Tidak mengalami perubahan dari pengaruh apapun
  2. Berlaku di semua tempat dan setiap saat
  3. Mudah ditiru
No. Besaran Pokok Simbol Besaran Pokok Satuan Internasional Simbol Satuan
1. Panjang l meter m
2. Massa m kilogram kg
3. Waktu t sekon s
4. Kuat arus listrik I ampere A
5. Suhu T kelvin K
6. Jumlah zat n mol mol
7. Intensitas cahaya Iv kandela Cd

1. Satuan standar Panjang

Satuan internasional untuk besaran panjang adalah meter (m). Terdapat beberapa perubahan ketika para ahli mendefinisikan meter agar mendapatkan nilai yang lebih akurat dan presisi.

Awalnya, meter didefinisikan sebagai 1/10.000.000 jarak dari equator bumi hingga kutub utara. Kemudian mengalami perubahan definisi menjadi panjang batang platina iridium yang sekarang disimpan di Sevres(dekat Paris).

Pada tahun 1960, para ahli kembali merubah definisi meter agar mendapatkan nilai yang lebih tepat dengan membandingkannya pada panjang gelombang cahaya. Satu meter didefinisikan ulang menjadi 1.650.763,73 kali panjang gelombang  sinar jingga yang dipancakan oleh atom-atom krypton.

Hingga pada tahun 1983, definisi meter ditetapkan sebagai  panjang lintasan yang ditempuh cahaya di dalam ruang hampa dengan waktu tempuh 1/299.792.458 sekon.

2. Satuan Standar Massa

Satuan internasional untuk besaran massa adalah kilogram (kg). Satu kilogram diartikaan sebagai massa dari satu buah silinder platina iridium yang disimpan di Sevres (dekat Paris). Silinder tersebut memiliki tinggi 3,9 cm dan diameter 3,9 cm.

3. Satuan Standar Waktu

Satuan internasional untuk besaran waktu adalah sekon (s). Definisi sekon juga memiliki beberapa perubahan. Pertama kali, satu sekon didefiniskan sebagai 1/86.400 rata-rata gerak semu matahari mengelilingi Bumi. Tetapi karena gerak semu matahari selalu mengalami perubahan, definisi tersebut diubah.

Kemudian pada tahun 1956 para ahli menetapkan bahwa satu sekon didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan cesium-133 untuk bervibrasi sebanyak 9.192.631.770 kali.

4. Satuan Standar Arus Listrik

Satuan internasional untuk besaran arus listrik adalah ampere (A). Satu ampere didefinisikan sebagai arus listrik yang dihasilkan oleh gaya sebesar 2,7 x 10-7N/m pada dua batang penghantar tak hingga yang terpisah sejauh satu meter di dalam ruang hampa.

5. Satuan Standar Suhu

Satuan internasional untuk besaran suhu adalah kelvin (K), didefinisikan sebagai  suhu mutlak dalam termodinamika yang nilainya sama dengan 1/273,16 suhu titik tripel air. Titik tripel adalah titik kesetimbangan antara uap, cair, dan padat yang dinyatakan dengan suhu dan tekanan. Untuk air, titik triplenya adalah pada suhu 273,16 K dan pada tekanan 611,2 Pa.

6. Satuan Standar Intensitas Cahaya

Satuan internasional untuk intensitas cahaya adalah kandela (cd), didefinisikan sebagai intensitas sebuah sumber cahaya yang menghasilkan radiasi monokromatik dengan intesitas pancaran 1/683 watt/steradian dan memiliki frekuensi 540 x 1012Hz.

7. Sataun Standar Jumlah Zat

Satuan internasional untuk jumlah zat adalah mol. Satu mol diartikan sebagai suatu jumlah zat dengan partikel elmenter sejumlah banyaknya atom pada 1,2 x 10-2kg karbon-12. Partikel elementer adalah unsur fundamental, berupa atom, molekul, elektron, atau yang lainnya, yang membentuk materi di alam semesta.

Satuan Tidak Standar dan Konversi Satuan

besaran dan satuan angka penting
Source: pexels.com

Di dalam kehidupan sehari-sehari, tidak jarang kita menemukan penggunaan satuan yang tidak standar seperti yang telah dibahas di atas. Misalnya, telivisi berukuran 14 inci atau sebuah truk yang membawa 500 ton beras. Satuan-satuan tersebut bukan merupakan satuan standar.

Untuk mengubah nilai suatu sisitem satuan ke sistem satuan yang lain, diperlukan yang namanya konversi satuan. Contohnya, jika 500 ton beras ingin diubah ke dalam satuan kilogram maka massanya menjadi 500.000 kilogram.

Selanjutnya akan ditampilkan beberapa satuan tidak standar dari tiga besaran pokok beserta konversinya

1. Satuan Panjang

1 inci = 2,54 cm
1 sentimeter (cm) = 0,394 inci
1 angstrom (A) = 10-10 m
1 tahun cahaya (ly) = 9,46 x 1015 m
1 parsec = 3,09 x 1016 m
1 fermi = 10-15 m
1 inci = 2,54 cm
1 meter (m) = 3,28 ft
1 kilometer (km) = 0,621 mil
1 yard (yd) = 3 ft

2. Satuan Massa

1 satuan massa atom (sma) = 1,6605 x 1027 kg
1 kilogram (kg) = 1000 g
1 slug = 14,59 kg
1 ton = 1000 kg

3. Satuan Waktu

1 menit = 60 s
1 jam = 3.600 s
1 hari = 8,64 x 104 s
1 tahun = 3,1536 x 107 s

Besaran Turunan

besaran dan satuan atau alat ukur
Source: pexels.com

Apa itu Besaran Turunan?

Sesuai namanya, besaran turunan merupakan besaran yang diturunkan/mengalami penurunan dari besaran pokok. Jika jumlah besaran pokok hanya tujuh, jumlah untuk besaran turunan sangat banyak karena diturunkan berdasarkan dua atau lebih besaran-besaran pokok.

Salah satu contoh besaran turunan adalah kelajuan, yang didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh per satu satuan waktu. Artinya, kelajuan merupakan besaran turunan dari dua besaran pokok, yaitu jarak(panjang) dan waktu.

Kemudian dari definis di atas, kita dapat mengetahui satuan untuk kelajuan, yaitu meter per sekon (m/s) yang didapat dari satuan jarak (meter) dan waktu (sekon).

Berikut beberapa contoh besaran turunan beserta satuannya.

No. Besaran Turunan Simbol Besaran Turunan Rumus Satuan
1. Luas A panjang x lebar m2
2. Volume V panjang x lebar x tinggi m3
3. Massa Jenis ρ massa/volume kg/m3
4. Kecepatan V perpindahan/waktu m/s
5. Percepatan A kecepatan/waktu m/s2
6. Gaya F massa/percepatan Newton (N) = kg.m/s2
7. Usaha dan Energi W gaya/perpindahan Joule (J) = kg.m2/s2
8. Tekanan P gaya/luas Pascal (Pa) = N/m2
9. Daya P usaha/waktu Watt(W) = kg.m2/s3
10. Momentum p massa/kecepatan Kg.m/s

Dimensi Besaran Pokok dan Turunan

besaran dan satuan adalah
Source: pexels.com

Dimensi merupakan cara penulisan besaran menggunakan lambang atau simbol dari besaran pokok. Dimensi dari sutau besaran dapat memperlihatkan susunan besaran pokok apa saja yang membentuk besaran tersebut.

Agar kamu lebih paham, perhatikan tabel di bawah ini!

No. Besaran Pokok Simbol Besaran Pokok Dimensi
1. Panjang l [L]
2. Massa m [M]
3. Waktu t [T]
4. Kuat arus listrik I [I]
5. Suhu T [θ]
6. Jumlah zat n [N]
7. Intensitas cahaya Iv [J]

Jika kamu perhatikan, penulisan untuk dimensi adalah menggunakan lambang atau huruf tertentu yang diberi kurung persegi. Dimensi untuk besaran turunan kita dapatkan dari penjabaran dimensi besaran-besaran pokok.

Jika ingin mengetahui dimensi dari besaran Luas, kamu harus terlebih dahulu tau definisi dari luas, yaitu perkalian panjang dengan lebar. Panjang dan lebar keduanya merupakan besaran panjang yang memiliki dimensi [L] sehingga, dimensi dari besaran luas kita dapatkan sebagai berikut :

Luas (L) = panjang x lebar = [L] X [L] = [L]2

Kita dapat menggunakan cara yang sama untuk mendapatkan dimensi besaran-besaran turunan lainnya. Tabel di bawah menunjukkan beberapa dimensi dari besaran turunan.

No. Besaran Turunan Rumus Dimensi
1. Luas Panjang x lebar [L] x [L] = [L]2
2. Volume Panjang x lebar x tinggi [L] x [L] x [L] = [L]3
3. Massa Jenis massa/volume  

[M]/[L]3 = [M][L]-3

4. Kecepatan perpindahan/waktu [L]/[T] = [L][T]-1
5. Percepatan kecepatan/waktu [L]/[T][T] = [L][T]-2
6. Gaya massa/percepatan [M] x [L][T]-2 = [M][L][T]-2
7. Usaha dan Energi gaya/perpindahan [M][L][T]-2  x [L] = [M][L]2[T]-2
8. Tekanan gaya/luas [M][L][T]-2/[L]2 = [M][L]-1[T]-2
9. Daya usaha/waktu [M][L]2[T]-2/[T] = [M][L]2[T]-1
10. Momentum massa/kecepatan [M] X [L][T]-1 = [M][L][T]-1

Besaran Vektor

besaran dan satuan yang digunakan pada alat ukur pneumatik
Source: pexels.com

Besaran vektor adalah besaran yang tidak hanya memiliki nilai/harga, tetapi juga memiliki arah. Contoh dari besaran vektor anatar lain perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, dan lain-lain.

Penulisan vektor adalah dengan menambahkan anak panah di atas huruf atau bisa juga dengan menuliskan hurufnya dengan cetak tebal.

atau AB.

Sedangkan untuk menuliskan besar vektornya, hanya perlu menambahkan tanda mutlak pada huruf vektor |AB| atau juga dapat kita tulisan dengan huruf miring AB. Jadi, besarnya vektor AB = AB= |AB|

Untuk menggambarkan sebuah vektor, kita gunakan anak panah.

Sebuah anak panah yang menggambarkan vektor memiliki arti tertentu, yaitu panjang anak panahnya menunjukkan “besar vektor”, sementara arah anak panahnya menunjukkan “arah vektor”. Jadi, kita tidak boleh sembarangan dalam menggambarkan sebuah vektor.

Nah, gimana? Jadi lebih paham kan tentang besaran dan satuan dalam fisika? Seperti yang dijelaskan di awal, dengan mempelajari besaran dan satuan, kamu jadi bisa lebih mengenal alam semesta lebih mendalam lagi.

Daftar Pustaka:

Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Tinggalkan komentar