Besaran
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Di dalam fisika besaran terbagi menjadi dua yakni besaran pokok dan besaran turunan.
a. Besaran pokok
Adalah besaran dasar sebagai patokan dan bukan merupakan hasil turunan dari besaran lainnya
No | Besaran Pokok | Satuan | Alat ukur |
1. | Panjang | meter (m) | Penggaris, jangka sorong, mikrometersekrup |
2. | Massa | kilogram (kg) | Timbangan dan Neraca lengan |
3. | Waktu | sekon (s) | Arloji, jam dinding, stopwatch |
4. | Suhu | kelvin (K) | Termometer |
5. | Kuat Arus | ampere (A) | Amperemeter |
6. | Intensitas cahaya | candela (Cd) | Luxmeter |
7. | Jumlah molekul | Mol | - |
Berdasarkan tabel tersebut, dapat kita lihat bahwa besaran pokok memiliki ciri yang paling mudah terlihat yaitu satuan dari besaran pokok hanya satu jenis. Besaran ini merupakan besaran dasar yang sudah disepakati oleh para ahli sebelumnya dan sebagai besaran yang dapat membentuk besaran lain (besaran turunan).
· Panjang
Metre is the unit of distance. It is the distance travelled by light in a vacuum in a time of 1/299 792 458 seconds. (Meter adalah satuan jarak. Satu meter adalah jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1/299 792 458 detik)
Besaran panjang merupakan salah satu besaran pokok yang unik karena besaran panjang dalam penerapannya memiliki banyak nama antara lain panjang, tinggi, lebar, kedalaman, jarak, ketinggian dan perpindahan. Persamaan dari semua nama itu adalah sama-sama memiliki satuan mater
· Massa
kilogram is the unit of mass. It is the mass of a certain quantity of a platinum-iridium alloy kept at the Bureau Internasional des poids et Mesures in France.( kilogram adalah satuan massa. Satu kilogram adalah massa dari jumlah tertentu dari campuran platinum-iridium yang disimpan di Bureau Internasional des poids et Mesures di Perancis)
pada tanggal 20 Mei 2019 definisi satu kilogram ini di perbaharui lagi karena massa platinum-iridium yang sebelumnya digunakan mengalami penyusutan, sehingga para ilmuwan sepakat untuk memperbaiki pengukuran satu kilogram ini. Standart ukuran terbaru satu kilogram menurut Bureau Internasional des poids et Mesures (BIPM) The kilogram, symbol kg, is the SI unit of mass. It is defined by taking the fixed numerical value of the Planck constant h to be 6.626 070 15 x 10–34 when expressed in the unit J s, which is equal to kg m2.s–1, where the metre and the second are defined in terms of c and Δνcs (Kilogram, simbol kg, adalah satuan massa SI. Ini didefinisikan dengan mengambil nilai numerik tetap dari konstanta Planck h menjadi 6.626 070 15 x 10-34 ketika dinyatakan dalam unit Js, yang sama dengan kg m2.s–1, di mana meter dan yang kedua didefinisikan dalam hal c dan ΔνCs)s
Dalam kebiasaan sehari-hari ketika kita diminta mengisi data diri salah satu yang ditulis adalah berat badan = ..... kg. Menurut konsep besaran hal tersebut tidak tepat karena kilogram adalah satuan untuk massa, sedangkan berat merupakan besaran turunan yang memiliki satuan newton. Hal ini sudah berlangsung sangat lama dalam kebiasaan masyarakat di sekitar kita, oleh karena itu hati-hati dalam penulisannya terutama ketika sedang berada dalam kegiatan pembelajaran, penelitian, ataupun seminar dan kegiatan keilmuan lainnya.
· Waktu
Second (s) is the unit of time. A second is the duration of 9 129631770 full oscillations of the electromagnetic radiation emitted in a transition between the two hyperfine energi levels in the ground state of a cesium-133 atom.( sekon adalah satuan waktu. Satu sekon adalah durasi 9 129631770 osilasi penuh dari radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dalam transisi antara dua tingkat energi hyperfine dalam keadaan dasar atom cesium-133.)
Satuan sekon ini sering juga disebut dengan detik
· Suhu
Kelvin (K) is the unit of temperature. It is 1/273,16 of the thermodynamic temperature of triple point of water. (Kelvin (K) adalah satuan suhu. Satu kelvin adalah 1 / 273,16 dari suhu termodinamika dari titik tripel air). Karena
· Kuat arus
Ampere is unit of electric current. It is defined as that current which, when flowing in two parallel conductors a m apart, produces a force of 2 x 107 N on a length of a m of the conductors. (Ampere adalah satuan arus listrik. Didefinisikan sebagai arus yang, ketika mengalir dalam dua konduktor paralel yang terpisah m, menghasilkan gaya 2 x 107 N pada panjang m dari konduktor)
· Intensitas cahaya
Candela (cd) is a unit of luminous intensity. It is the intensity of a source of frequency 5,40 x 1014 Hz emitting 1/683 W per steradian. (Candela (cd) adalah satuan intensitas cahaya. Ini adalah intensitas sumber frekuensi 5,40 x 1014 Hz yang memancarkan 1/683 W per steradian)
· Jumlah molekul
Mole (mol). One mol of a substance contains as many particles as there are atoms in 12g of carbon-12. This special number of particles is called avogadro’s number andi s approximately 6,02 x 1023(Mol (mol). Satu mol zat mengandung partikel sebanyak ada atom dalam 12g karbon-12. Jumlah partikel khusus ini disebut nomor avogadro dan sekitar 6,02 x 1023)
b. Besaran turunan
Adalah besaran yang diturunkan (bisa dikali atau dibagi) dari dua atau lebih besaran pokok :
Salah satu ciri utama yang membedakan antara besaran pokok dan besaran turunan adalah satuannya. Jika pada besaran pokok memiliki satu satuan untuk besaran turunan memiliki lebih dari satu satuan. Akan tetapi ada beberapa besaran turunan yang satuannya diringkas menjadi satu satuan baru misalnya Newton (N) yang sebenarnya adalah kg.m/s2. Berikut contoh besaran satuan
Besaran | Satuan (SI) | Singkatan satuan |
Kecepatan | m/s | |
Percepatan | m/s2 | |
Gaya | kg.m/s2 | Newton (N) |
Usaha | kg.m2/s2 | Joule (J) |
Daya | kg.m2/s3 | Watt |
Tekanan | kg /m.s2 | Pascal (Pa) |
Energi kinetik | kg.m2/s2 | Joule (J) |
Energi potensial | kg.m2/s2 | Joule (J) |
Massa jenis | kg/m3 | |
Berat jenis | kg /m3.s2 | |
Percepatan gravitasi | m/s2 | |
Tegangan listrik | kg.m2/s3.A | Volt |
Tips :
Dengan melihat satuan dari besaran turunan, kita bisa mendapatkan beberapa informasi antara lain
· Besaran-besaran pokok yang menyusun besaran turunan tersebut
Contoh :
Gaya memiliki satuan kg.m/s2. Sehingga besaran pokok yang menyusun besaran gaya ini adalah massa (kg), panjang (m), dan waktu (t)
· Beberapa (tidak semuanya) satuan besaran turunan menunjukkan rumus dari besaran itu
Contoh :
Gaya (F) memiliki satuan kg.m/s2, sehingga dapat kita ketahui rumus untuk gaya adalah massa (kg) dikali dengan percepatan (m/s2) (F = m.a).\
Satuan
Ø Satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk pembanding dalam pengukuran (biasanya terletak di belakang sebagai penunjuk besaran yang dimaksud)
Ex :
1. 5 kg ~ tulisan Kg terletak di belakang angka 5 menunjukkan bahwa besarannya adalah massa
2. 10 m ~ tulisan m terletak di belakang angka 10 menunjukkan bahwa besarannya adalah besaran panjang
Satuan dibedakan menjadi dua yakni satuan baku dan satuan tak baku
1. Satuan baku
Satuan baku adalah satuan yang apabila digunakan oleh siapapun akan memperoleh hasil yang sama, seperti : meter, kilogram, kelvin, sekon, dst. Syarat suatu satuan disebut dengan satuan baku adalah
· Bersifat tetap
· Berlaku internaasional
· Mudah ditiru (diperbanyak)
2. Satuan tak baku
Satuan tak baku adalah satuan yang apabila digunakan oleh orang yang berbeda akan memperoleh hasil yang berbeda, seperti : jengkal, depa, langkah, tombak, dst.
Berdasarkan Sistem satuan internasional (SI) adalah sistem satuan yang berlaku secara internasional
Sistem satuan ini ada 2 macam :
1. Sistem MKS (meter, kilogram, sekon)
2. Sistem CGS (centimeter, gram, sekon)
No. | Besaran | Satuan Internasional | ||
MKS | CGS | |||
1. | Panjang | meter (m) | centimeter (cm) | |
2. | Massa | kilogram (kg) | gram (g) | |
3. | Waktu | sekon (s) | sekon (s) | |
4. | Gaya | Newton (N) | Dyne | |
5. | Usaha | Joule (J) | Erg | |
6. | Kecepatan | m/s | cm/s | |
7. | Massa jenis | kg/m2 | g/cm2 | |
8. | Percepatan | m/s2 | cm/s2 | |
9. | Muatan | coulomb | Stat coulomb | |
Ø Konversi satuan
Konversi satuan merupakan merubah satu besaran dengan satuan tertentu menjadi satuan lainnya (besarannya tetap hanya satuannya yang berubah)
Ex :
· 1 m = 100 cm = 102 cm
· 1 m = 106 µm = 109 nm = 1010 Å
· 1 inchi = 2,45 cm
· 1 jam = 60 menit = 3600 detik
· 1 joule = 0,24 kal
· 1 Newton = 105 dyne
Untuk beberapa satuan pada besaran pokok, biasanya kita mengenal aturan kilo, hekto, deka, dst. sebenarnya aturan tersebut juga berlaku untuk semua satuan tinggal kita ganti “nama belakangnya” mengikuti satuannya. Perhatikan tabel berikut:
Awalan | Massa | Panjang | Usaha | Massa | Pengali |
kilo | kilogram (kg) | kilometer (km) | kilojoule (kj) | kilogram (kg) | 103 |
hekto | hektogram (hg) | hektometer (hm) | hektojoule (hj) | hektogram (hg) | 102 |
deka | dekagram (dag) | dekameter (dam) | dekajoule (daj) | dekagram (dag) | 101 |
.... | Gram | meter | joule | gram | 100 |
desi | desigram (dg) | desimeter (dm) | desijoule (dj) | desigram (dg) | 10-1 |
centi | centigram (cg) | centimeter (cm) | centijoule (cj) | centigram (cg) | 10-2 |
mili | miligram(mg) | milimeter (mm) | milijoule (mj) | miligram(mg) | 10-3 |
Sebenarnya awalan dari sebuah (prefix) lebih dari yang terdapat pada tabel di atas, lebih lengkapnya perhatikan tabel prefix berikut ini
Pengali | Prefix | Simbol | Pengali | Prefix | Simbol |
10-18 | atto- | A | 101 | deka- | da |
10-15 | femto- | F | 102 | hekto- | h |
10-12 | pico- | p | 103 | kilo- | k |
10-9 | nano- | n | 106 | mega- | M |
10-6 | micro- | µ | 109 | giga- | G |
10-3 | mili- | m | 1012 | tera- | T |
10-2 | centi- | c | 1015 | peta- | P |
10-1 | desi- | d | 1018 | exa- | E |
Untuk mengkonversi besaran yang memiliki lebih dari satu satuan (besaran turunan) dapat dilakukan dengan cara mengkonversi masing-masing satuan penyusunnya (perhatikan juga susunan satuannya). contoh:
· Mengkonversi satuan kecepatan dari km/jam menjadi m/s
· Mengkonversi satuan massa jenis dari g/cm3 menjadi kg/m3
Ø Aturan angka baku
Dalam kajian ilmiah terkadang kita harus menuliskan angka yang sangat besar atau sangat kecil, hal ini tentunya akan membawa kesulitan tersendiri bagi yang menulis maupun yang membaca. Oleh karena itu dibuatlah sebuah aturan tentang cara-cara penulisan bilangan tersebut dalam aturan bentuk baku untuk mempermudah dalam penulisan angka-angka.
Penulisan angka dalam bentuk baku mengandung dua bagian penting yakni bilangan dasar dan bilangan sepuluh pangkat, sehingga sering disebut juga perkalian bilangan 10 pangkat.
a x 10n
“a” merupakan bilangan dasar yang nilainya harus antara nol sampai satu ( 0 < a < 1 )
“n” merupakan pangkat dari bilangan sepuluh sebagai pengali dari “a” sehingga nilai asal bilangan tersebut tidak berubah.
Tips :
Untuk mempermudah menentukan nilai “n” perhatikan aturan berikut:
1. Jika tanda koma bergeser ke sebelah kiri sebanyak “x”, maka nilai “n” akan bertambah sebesar “x”. Perhatikan beberapa contoh berikut!
· 12000 = 1,2 x 104 (tanda koma bergeser ke kiri sebanyak 4)
· 2030 x 10-7 = 2,03 x 10-5 (tanda koma bergeser ke kiri sebanyak 2)
· 5109,3 x 105 = 5,1093 x 108 (tanda koma bergeser ke kiri sebanyak 3)
2. Jika tanda koma bergeser ke sebelah kanan sebanyak “x”, maka nilai “n” akan berkurang sebesar “x”. Perhatikan beberapa contoh berikut
· 0,0000045 = 4,5 x 10-6 (tanda koma bergeser ke kanan sebanyak 6)
· 0,028 x 108 = 2,8 x 106 (tanda koma bergeser ke kanan sebanyak 2)
· 0,98 x 10-2 = 9,8 x 10-3 (tanda koma bergeser ke kanan sebanyak 1)
Operasi matematika untuk bilangan berpangkat adalah sebagai berikut:
1. Penjumlahan dan pengurangan
Untuk penjumlahan dan pengurangan dapat dilakukan apabila bilangan pokok dan pangkatnya sama (dalam hal ini adalah 10n), contohnya seperti di bawah ini
· 2 . 103 + 4 . 103 = 4 . 103
· 23 . 105 - 4 . 105 = 19 . 105
· 6 . 103 + 4 . 102 = - (tidak bisa karna pangkatnya berbeda)
2. Perkalian dan pembagian
Untuk perkalian dan pembagian dapat dilakukan jika bilangan pokoknya sama (dalam hal ini 10). Ketika dilakukan perkalian maka pangkatnya ditambah dan ketika dilakukan pembagian pangkatnya dikurangi. Contohnya seperti di bawah ini.
· 6 . 103 x 4 . 103 = 24 . 106
· 2 . 10-2 x 4 . 107 = 8 . 105
· 64 . 10-9 : 8 . 102 = 8 . 10-11
Untuk Lebih Jelasnya silakan buka Video Berikut ini :
