Materi Besaran

Besaran dan Satuan

 

Berapakah tinggi dan berat badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi badanmu dengan alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat badanmu? Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan adalah massa, sedangkan dalam Fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat badan dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan. Misalnya, setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam Fisika bermassa 50 kg. Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita nyatakan dengan angka dan satuan. Panjang dan massa merupakan besaran Fisika. Jadi, besaran Fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan secara kuantitas.

           

Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Besaran Fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun, besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok. Sistem satuan besaran Fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut sistem internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan satuannya dapat dilihat dalam Tabel berikut.

Besaran Pokok

            Besaran Turunan

Selain tujuh besaran pokok di atas, terdapat dua besaran pokok tambahan, yaitu sudut bidang datar dengan satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian (sr).

STANDAR SATUAN

1. Panjang

Pada Tahun 1120 Raja Inggris memutuskan bahwa standar panjang di negara itu akan diberi nama yard (3 kaki) dan akan tepat sama dengan jarak dari ujung hidungnya ke ujung lengan. Standar hukum panjang di Prancis menjadi meter, yang didefinisikan sebagai satu sepuluh juta dari jarak khatulistiwa ke Kutub Utara di sepanjang satu garis longitudinal tertentu yang melewati Paris.

·  Pada tahun 1960 panjang 1 meter jarak antara dua garis pada batang platinum-iridium khusus yang disimpan pada kondisi yang terkendali di Prancis.

·  Pada tahun 1960 hingga 1970 panjang 1 meter sama dengan 1 650 763,73 panjang gelombang cahaya orange-merah yang dipancarkan dari lampu-86 kripton.

·  Pada oktober 1983 panjang 1 meter sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam vakum selama waktu 1 / 299 792.458 detik.

2. Massa.

Pada satuan SI (Standar Internasional) massa dinyatakan dalam satuan kilogram (kg), didefinisikan sebagai massa sebuah silinder platina-iridium tertentu disimpan di Biro Internasional Poids et Mesures di Sèvres, Perancis. Standar ini ditetapkan pada tahun 1887. Penggunaan bahan platinum-iridium sebagai standar 1 kilogram karena  merupakan bahan yang stabil.

3. Waktu

Pada tahun 1967, perangkat yang dikenal sebagai jam atom, yang menggunakan frekuensi karakteristik dari atom cesium-133 sebagai referensi jam, yaitu sama dengan  9 192 631.770 kali periode getaran radiasi dari atom cesium.

KONVERSI SATUAN

Di samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem metrik dengan patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan acuan sebagai berikut:

• 1 mil = 1760 yard (1 yard adalah jarak pundak sampai ujung jari tangan orang dewasa).
• 1 yard = 3 feet (1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari kaki orang dewasa).
• 1 feet = 12 inci (1 inci adalah lebar maksimal ibu jari tangan orang dewasa).
• 1 inci = 2,54 cm
• 1 cm = 0,01 m

Satuan mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem SI. Contohnya sebagai berikut.

• 1 ton = 1000 kg
• 1 ons (oz) = 0,02835 kg
• 1 kuintal = 100 kg
• 1 pon (lb) = 0,4536 kg
• 1 slug = 14,59 kg

Satuan waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut.

• 1 tahun = 3,156 x 10^7 detik
• 1 jam = 3600 detik
• 1 hari = 8,640 x 10^4 detik
• 1 menit = 60 detik

Besaran turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran-besaran pokok yang mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan dapat ditulis dengan m/s^2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini!

• 1 dyne = 10^-5 newton
• 1 erg = 10^-7 joule
• 1 kalori = 0,24 joule
• 1 kWh = 3,6 x 10^6 joule
• 1 liter = 10^-3 m^3 = 1 dm^3
• 1 ml = 1 cm^3 = 1 cc
• 1 atm = 1,013 x 10^5 pascal
• 1 gauss = 10^-4 tesla