> Besaran pokok dan turunan

Besaran pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan terlebih
dulu. Tujuh besaran pokok dalam sistem satuan SI adalah :
Panjang (meter)
Massa (kilogram)
Waktu (sekon)
Kuat arus listrik (ampere)
Suhu (kelvin)
Intensitas cahaya (candela)
Jumlah zat (mol)

Satuan-satuan seperti meter, kilogram, dan sekon tersebut sudah
didefinisikan terlebih dahulu. Bagaimanakah definisi satuan-satuan dari
besaran pokok tersebut? Pada penjelasan berikut akan dipaparkan definisi
dari tiga besaran pokok yaitu panjang, massa, dan waktu, sementara satuan
besaran-besaran lain akan kita bahas ketika kita membahas pokok bahasan
yang bersangkutan dengan besaran pokok tersebut.

Panjang
Standar satuan untuk panjang dalam SI adalah meter. Sistem satuan yang
didasarkan pada meter sebagai standar pengukuran dinamakan sistem
metrik. Pada awalnya, meter didefinisikan sebagai sepersepuluh juta jarak
antara katulistiwa dan kutub utara bumi diukur melalui meridian yang
melewati kota Paris. Sebagai meter standar, dibuatlah sebuah batang logam
platinum-iridium yang kedua ujungnya terdapat masing-masing goresan,
dimana jarak antara kedua goresan tersebut sama dengan 1 meter.

Pada tahun 1960, meter standar didefinisikan ulang sebagai 1.650.763,73
kali panjang gelombang dalam ruang hampa dari garis spektrum warna
jingga-merah atom krypton-86. Pendefinisian ulang ini dilakukan untuk
meningkatkan kemudahan meter standar untuk dibuat tiruannya, disamping
untuk menambah keakuratannya. Namun demikian, definisi ulang inipun tidak
bertahan lama, hanya sekitar 23 tahun. Pada tahun 1983, satu meter
didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam vakum selama
1/299.792.458 sekon. Dengan definisi terakhir ini, lengkaplah meter sebagai
satuan standar memenuhi syarat-syarat satuan standar yang disebutkan di depan.


Massa
Massa sebuah benda merupakan banyaknya zat yang terkandung di dalam
sebuah benda tersebut. Satuan massa di dalam sistem satuan SI adalah
kilogram. Sebagai standar untuk kilogram ini, dibuatlah kilogram standar,
yaitu sebuah silinder logam yang terbuat dari platina-iridium, yang sekarang
ini disimpan di Sevres, dekat kota Paris. Pada awalnya satu kilogram sama
dengan massa dari 1000 cm³ air murni pada suhu dimana kerapatannya
maksimum, yaitu 4º C. Namun kesalahan terjadi, karena ternyata satu
kilogram yang tepat adalah 1000,028 cm³ air.

Dalam percakapan sehari-hari, kita sering mencampur adukkan pengertian
massa dengan berat, padahal keduanya berbeda. Berat adalah besarnya
gaya yang dialami benda akibat gaya tarik bumi pada benda tersebut. Untuk
keperluan sehari-hari, pencampuradukan pengertian tersebut tidak menjadi
masalah, namun dalam fisika atau ilmu pengetahuan eksak, definisi massa
dan berat harus benar-benar dibedakan. Massa dan berat memiliki satuan
yang berbeda, massa memiliki satuan kilogram, sedangkan berat memiliki
satuan Newton. Yang menjadi perbedaan utama antara massa dan berat
adalah bahwa massa tak tergantung pada tempat dimana benda berada,
sementara berat tergantung dimana benda berada. Jadi berat berubah-ubah
sesuai dengan tempatnya.

Waktu
Satuan standar untuk waktu adalah sekon, yang awalnya didefinisikan
sebagai 1/86.400 hari matahari. Namun ketika ilmuwan mendapatkan bahwa
hari matahari berkurang sekitar 0,001 sekon setiap satu abad, maka sekon
didefinisikan ulang sebagai 1/86.400 hari matahari di tahun 1900. Pada tahun
1967, sekon didefinisikan kembali sebagai selang waktu dari 9.192.631.770
osilasi dari radiasi yang dihasilkan oleh transisi dalam atom cesium-133. Alat
ukur waktu yang menggunakan atom cesium adalah jam atom cesium, yang
memiliki ketelitian yang sangat tinggi, yaitu selama 3000 tahun hanya
memiliki kesalahan 1 sekon.

Besaran turunan.
Sebagian besar besaran yang kita gunakan dalam fisika dan ilmu-ilmu
terapannya (termasuk mekanika fluida dan kemudian hidrolik, lalu alat berat)
mempunyai satuan-satuan yang merupakan kombinasi dari satuan-satuan
besaran pokok. Besaran-besaran yang demikian, yang satuannya ditentukan
berdasarkan satuan-satuan besaran pokok, disebut besaran turunan.
Contoh
dari besaran turunan ini adalah luas suatu daerah persegi. Luas sama
dengan panjang kali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan
satuan panjang. Jadi luas merupakan besaran turunan yang diperoleh dari
perkalian besaran panjang dengan besaran panjang. Contoh : lainnya :
kelajuan (jarak dibagi waktu), tekanan (gaya dibagi luas), volume balok
(panjang x lebar x tinggi), debit (volume dibagi waktu). Kita tahu bahwa
kelajuan adalah jarak (besaran panjang) dibagi waktu. Jadi kelajuan
merupakan besaran turunan yang diperoleh dengan cara membagi besaran
panjang dengan besaran waktu.

Bagaimanakah satuan dari besaran-besaran turunan tersebut ? Sudah jelas
bahwa satuan-satuan untuk besaran turunan sesuai dengan bagaimana
besaran turunan itu didapatkan dari kombinasi besaran-besaran pokok.

Karena luas sama dengan perkalian dua besaran panjang, maka satuan luas
sama dengan perkalian dua satuan panjang, yaitu meter x meter = meter
persegi = m². Satuan untuk kelajuan adalah satuan panjang dibagi satuan
waktu, yaitu meter per sekon = m/s. Jelas disini bahwa bahwa satuan-satuan
besaran turunan menggambarkan besaran turunan yang diikutinya. Satuan
kelajuan adalah m/s, berarti kelajuan sama dengan panjang (jarak) dibagi
waktu. Satuan untuk volume balok adalah m³, berarti volume adalah panjang
kali panjang kali panjang. Massa jenis memiliki satuan kg/m³, berarti massa
jenis adalah massa dibagi volume.

Read More - > Besaran pokok dan turunan

> Besaran dan satuan

Sifat-sifat dari suatu benda atau kejadian yang kita ukur, misalnya
panjang benda, massa benda, lamanya waktu lari mengelilingi sebuah
lapangan disebut besaran, besaran apa saja yang bisa kita ukur dari sebuah
buku ?

Pada sebuah buku, kita bisa mengukur massa, panjang, lebar, dan
tebal buku. Bagaimanakah kita menyatakan hasil pengukuran panjang buku?
Misalnya panjang buku sama dengan 25 sentimeter; sentimeter disebut
satuan dari besaran panjang. Massa buku sama dengan 1 kilogram; kilogram
disebut satuan dari besaran massa. Jadi satuan selalu mengikuti besaran,
tidak pernah mendahuluinya.

Di masyarakat kita kadang-kadang terdapat
satuan-satuan yang tidak standar atau tidak baku, misalnya satuan panjang
dipilih depa atau jengkal. Satuan tersebut tidak baku karena tidak mempunyai
ukuran yang sama untuk orang yang berbeda. Satu jengkal orang dewasa
lain dengan satu jengkal anak-anak. Itulah sebabnya jengkal dan depa tidak
dijadikan satuan yang standar dalam pengukuran fisika.

Apakah syarat yang harus dimiliki suatu satuan agar bisa menjadi satuan
standar ? Beberapa syarat utama adalah sebagi berikut :

1. Nilai satuan harus tetap, baik dalam cuaca panas atau dingin, bagi orang
dewasa maupun bagi anak-anak, dan terhadap perubahan-perubahan
lingkungan lainnya. Sebagai contoh, jengkal tidak bisa dijadikan satuan
baku karena berbeda-beda untuk masing-masing orang, sementara
meter berlaku sama baik untuk orang dewasa mapun anak-anak. Oleh
karena itu, meter bisa digunakan sebagai satuan standar.

2. Mudah diperoleh kembali (mudah ditiru), sehingga orang lain yang ingin
menggunakan satuan tersebut dalam pengukurannya bisa
memperolehnya tanpa banyak kesulitan. Satuan massa yaitu kilogram,
mudah diperoleh kembali dengan membandingkannya. Dengan demikian,
kilogram dapat digunakan sebagai satuan standar. Dapat kita bayangkan,
betapa repotnya jika suatu satuan sulit dibuat tiruannya sehingga di dunia
hanya ada satu-satunya satuan standar tersebut. Orang lain yang ingin
mengukur besaran yang bersangkutan harus menggunakan satu-satunya
satuan standar tersebut untuk memperoleh hasil yang akurat.

3. Satuan harus diterima secara internasional. Ini berkaitan dengan
kepentingan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dengan deterimanya suatu
satuan sebagai satuan internasional maka ilmuwan dari satu negara
dapat dengan mudah memahami hasil pengukuran dari ilmuwan negara lain.

Sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku
secara interasional adalah sistem satuan SI, kependekan dari bahasa
Prancis Systeme International d’Unites. Sistem ini diusulkan pada General
Conference on Weights and Measures of the International Academy of
Science pada tahun 1960. Dalam sistem satuan ini, terdapat tujuh besaran
yang disebut sebagai besaran pokok.

Read More - > Besaran dan satuan

> Pengertian Pengukuran

Fisika sebagai induk mekanika-mekanika fluida-hidrolik-alat berat
memerlukan pengukuran-pengukuran yang sangat teliti agar gejala yang
dipelajari dapat dijelaskan (dan bisa diramalkan) dengan akurat. Sebenarnya
pengukuran tidak hanya mutlak bagi fisika, tetapi juga bagi bidang-bidang
ilmu lain termasuk aplikasi dari ilmu tersebut. Dengan kata lain, tidak ada
teori, prinsip, maupun hukum dalam ilmu pengetahuan alam yang dapat
diterima kecuali jika disertai dengan hasil-hasil pengukuran yang akurat.

Apakah yang dimaksud dengan pengukuran ? Untuk mengetahui hal
tersebut, perhatikan uraian berikut : misalnya anda bersama teman anda
melakukan pengukuran panjang meja dengan jengkal tangan. Hasil
pengukuran yang dilakukan menggunakan satuan jengkal. Misalnya, jika
menggunakan jengkal tangan anda, maka hasilnya panjang meja itu sama
dengan 25 jengkal tangan.

Akan tetapi jika menggunakan satuan jengkal
tangan teman anda maka panjang meja itu sama dengan 23 jengkal tangan.
Perbedaan hasil ini menunjukkan bahwa hasil pengukuran itu tergantung
pada satuan yang digunakan. Dengan demikian pengukuran didefinisikan
sebagai suatu proses membandingkan suatu besaran dengan besaran lain
(sejenis) yang dipakai sebagai satuan. Satuan adalah pembanding di dalam
pengukuran.

Pada kegiatan diatas, yaitu mengukur panjang meja yang dinyatakan
dengan angka, maka panjang merupakan besaran. Jadi segala sesuatu yang
dapat diukur dan dinyatakan dengan angka atau nilai disebut besaran.
Misalnya panjang meja itu 100 sentimeter, maka panjang merupakan
besaran dengan 100 sebagai nilai dan sentimeter sebagai satuan, atau
massa meja itu 20 kilogram, maka massa merupakan besaran dengan 20
sebagai nilai dan kilogram sebagai satuan. Besaran adalah `sesuatu yang
dapat diukur dan dinyatakan dengan angka atau nilai dan memiliki satuan.
Satuan adalah pembanding di dalam pengukuran.

Pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan sesuatu yang
lain yang dianggap sebagai patokan. Jadi dalam pengukuran terdapat dua
faktor utama yaitu perbandingan dan patokan (standar). Di kelas 1 SMP kita
telah mempelajari pokok bahasan pengukuran. Disini kita hanya akan
mengulangi sebagian saja, untuk menyegarkan pemahaman kita tentang
apa-apa saja yang terdapat dalam pengukuran.

Read More - > Pengertian Pengukuran