Materi Fisika: Besaran Dan Satuan

BESARAN DAN SATUAN

1.      Besaran Pokok

Besaran-besaran dalam fisika dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.  Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan atau ditetapkan terlebih dahulu, yang berdiri sendiri, dan tidak tergantung pada besaran lain.

Tabel. Besaran Pokok dan Satuannya

2.    Satuan Standar (Satuan Sistem Internasional : SI)

Satuan merupakan salah satu komponen besaran yang menjadi standar dari suatu besaran. Satuan Internasional adalah satuan yang diakui penggunaannya secara internasional serta memiliki standar yang sudah baku. Sistem Internasional (SI) dibagi menjadi dua sistem, yaitu sistemMKS dan CGS.

1.  Sistem MKS (meter, kilogram, sekon) yaitu cara menyatakan  besaran dengan memakai  satuan meter, kilogram, dan sekon.
2. Sistem CGS (centi, gram, sekon) yaitu cara menyatakan  besaran dengan memakai  satuan centimeter, gram, dan sekon.

a.       Satuan Standar Panjang

Satuan besaran panjang berdasarkan SI dinyatakan dalam meter (m). Pada tahun 1960 ditetapkan satu meter standar sebagai berikut. Pada tahun 1960 ditetapkan bahwa satu meter adalah panjang yang sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas kripton-86 dalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik. Definisi baru menyatakan bahwa satuan panjang SI adalah panjang lintasan yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu 1/299.792.458 sekon.

 

          Tabel. Singkatan Sistem Metriks Satuan

     

a.     Satuan Standar Massa

Satuan standar untuk massa adalah kilogram (kg). Standar massa ini adalah massa atom C¹² yang diberikan harga tepat sebesar 12 satuan massa atom terpadu (unified atomic mass unit) disingkat u dengan 1 u = 1,667 x 10^-27 kg.

b.      Satuan Standar Waktu

Satuan SI waktu adalah sekon (s). Selanjutnya, pada tahun 1956 ditetapkan bahwa satu sekon adalah waktu yang dibutuhkan atom cesium-133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali.

c.       Satuan Standar Arus Listrik

Satuan standar arus listrik adalah ampere (A). Berdasarkan Hukum Ohm, 1 ampere adalah besar kuat arus listrik yang mengalir pada kawat konduktor dengan hambatan 1 ohm dan beda potensial 1 volt. Sementara itu, berdasarkan terjadinya gaya Lorentz, 1ampere adalah kuat arus listrik pada dua kawat sejajar yang berjarak 1 m dan menyebabkan gaya Lorentz sebesar 2 x 10^-7 N, dan kedua arus searah.

d.      Satuan Standar Suhu

Satuan standar suhu adalah kelvin (K), yang didefinisikan sebagai satuan suhu mutlak dalam termodinamika yang besarnya sama dengan 1/273,16 dari suhu titik tripel air.

e.       Satuan Standar Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya dalam SI mempunyai satuan candela (cd), yang besarnya sama dengan intensitas sebuah sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540.10¹² Hz dan memiliki intensitas pancaran 1/683 watt per steradian pada arah tertentu.

f.        Satuan Standar Jumlah Zat Satuan SI untuk jumlah zat adalah mol. Satu molsetara dengan jumlah zat yang mengandung partikel elementer sebanyak jumlah atom di dalam 1,2x10^-2 kg karbon 12.

3.    Satuan Tidak Standar Dan Konversi Satuan

Faktor konversi merupakan perbandingan dua satuan besaran sehingga sama dengan satu. Berikut ini beberapa contoh konversi satuan untuk besaran panjang, massa, dan waktu.

 

Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan atau didefinisikan dari besaran pokok.

Tabel. Besaran Turunan dan Satuannya

  

Dimensi adalah cara penulisan suatu besaran dengan menggunakan simbol (lambang) besaran pokok.

Tabel. Lambang Dimensi Besaran Pokok

 

Tabel. Lambang Dimensi Besaran Turunan

1. Alat Ukur Besaran Panjang

1. Mistar/ Penggaris

Mistar/penggaris berskala terkecil 1 mm mempunyai ketelitian 0,5 mm. Ketelitian pengukuran menggunakan mistar/penggaris adalah setengah nilai skala terkecilnya.

2. Jangka Sorong

Untuk mengukur diameter suatu benda misalnya pensil, kelereng, gelas, botol, dan sebagainya, baik diameter dalam maupun diameter luar, serta untuk mengukur kedalaman suatu benda, dapat mengunakan jangka sorong. Sebagai contoh, ketika kalian mengukur diameter dalam gelas.

                                           

            c.  Mikrometer Sekrup

Untuk mengukur ketebalan benda-benda yang relatif tipis, kalian harus menggunakan mikrometer sekrup. Jika skala utama menunjukkan angka 8,5 mm, dan skala nonius menunjukkan angka 40 yang berarti nilainya 0,01 × 40 = 0,40 mm, maka hasil pengukurannya adalah 8,5 mm + 0,40 mm = 8,90 mm. Hasil  pengukuran ini bisa kalian tuliskan (8,90 ± 0,005) mm.

             2. Alat Ukur Massa

Untuk mengukur massa benda, kita dapat menggunakan timbangan. Timbangan dalam fisika sering disebut neraca. Ada beberapa macam neraca, antara lain neraca pegas, neraca sama lengan, neraca O Hauss atau neraca tiga lengan, neraca lengan gantung, dan neraca duduk.

            3.   Alat Ukur Waktu

Alat untuk mengukur waktu dapat kita jumpai dengan mudah, antara lain jam tangan atau arloji, stop wacth, dan pengukur waktu digital.