FISIKA PENGUKURAN BESARAN DAN SATUAN
A. Besaran
Besaran dalam fisika diartikan sebagai sesuatu yang dapat diukur, serta memiliki nilai
besaran (besar) dan satuan. Sedangkan satuan adalah sesuatu yang dapat digunakan sebagai
pembanding dalam pengukuran. Satuan Internasional (SI) merupakan satuan hasil konferensi
para ilmuwan di Paris, yang membahas tentang berat dan ukuran. Berdasarkan satuannya
besaran dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Selain itu,
berdasarkan ada tidaknya arah, besaran juga dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran
skalar dan besaran vektor (akan dibahas khusus pada subbab E).
1. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang digunakan sebagai dasar untuk menetapkan
besaran yang lain. Satuan besaran pokok disebut satuan pokok dan telah ditetapkan
terlebih dahulu berdasarkan kesepakatan para ilmuwan. Besaran pokok bersifat bebas,
artinya tidak bergantung pada besaran pokok yang lain. Pada Tabel 1.1 berikut,
disajikan besaran pokok yang telah disepakati oleh para ilmuwan.
2.
Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan dari besaran pokok. Satuan
besaran turunan disebut satuan turunan dan diperoleh dengan mengabungkan beberapa
satuan besaran pokok. Berikut merupakan beberapa contoh besaran turunan beserta
satuannya.
B. Satuan
Sistem Satuan Internasional (nama aslinya dalam bahasa Perancis: Système International
d'Unités atau SI) adalah sistem satuan atau besaran yang paling umum digunakan. Pada
awalnya sistem ini merupakan sistem MKS, yaitu panjang (meter), massa (kilogram), dan
waktu (detik/sekon). Sistem SI ini secara resmi digunakan di semua negara di dunia kecuali
Amerika Serikat (yang menggunakan Sistem Imperial), Liberia, dan Myanmar.
Dalam sistem SI terdapat 7 satuan dasar/pokok SI dan 2 satuan tanpa dimensi. Selain itu,
dalam sistem SI terdapat standar awalan-awalan (prefix) yang dapat digunakan untuk
penggandaan atau menurunkan satuan-satuan yang lain.
1. Satuan Pokok
7 satuan dasar/pokok SI adalah sebagai berikut :
1. Meter untuk panjang (m, l)
2. Kilogram untuk massa (kg, m)
3. Sekon untuk waktu (s, t)
4. Ampere untuk arus listrik (A, i)
5. Kelvin untuk suhu (K, T)
6. mol untuk jumlah molekul (mol, n)
7. Kandela untuk intensitas cahaya (cd, j)
Dua satuan SI tanpa dimensi adalah Radian (rad) dan Steradian (sr).
2. Satuan Turunan
Satuan turunan adalah satuan yang diturunkan dari satuan pokok. Beberapa contoh satuan
turunan yaitu :
1. Satuan gaya : Newton (kg m/s²)
2. Satuan kecepatan : m/s
3. Satuan percepatan : m/s²
4. Satuan luas : m²
5. Satuan tegangan listrik (beda potensial) : Volt (AΩ)
6. Satuan daya : Watt (VA = A²Ω = J/s)
C. Dimensi
Dimensi suatu besaran adalah cara besaran tersebut tersusun atas besaran-besaran
pokoknya. Pada sistem Satuan Internasional (SI), ada tujuh besaran pokok yang berdimensi,
sedangkan dua besaran pokok tambahan tidak berdimensi. Cara penulisan dimensi dari suatu
besaran dinyatakan dengan lambang huruf tertentu dan diberi tanda kurung persegi. Untuk
lebih jelasnya, perhatikan Tabel 1.3 berikut!
Berdasarkan
Tabel
1.3,
Anda
dapat mencari dimensi suatu besaran yang lain dengan cara mengerjakan seperti pada perhitungan
biasa. Untuk penulisan perkalian pada dimensi, biasa ditulis dengan tanda pangkat positif dan untuk
pembagian biasa ditulis dengan tanda pangkat negatif.
Dimensi mempunyai dua kegunaan, yaitu untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan
dengan cara analisis dimensional dan menunjukkan kesetaraan beberapa besaran yang sepintas
tampak berbeda
1. Analisis Dimensional
Analisis dimensional adalah suatu cara untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan,
dengan cara memerhatikan dimensi besaran tersebut..
2. Menunjukkan Kesetaraan Beberapa Besaran
Selain digunakan untuk mencari satuan, dimensi juga dapat digunakan untuk menunjukkan
kesetaraan beberapa besaran yang terlihat berbeda.
D.
Angka
Penting
Eksperimen atau percobaan fisika tidak terlepas dari angka-angkahasil pengukuran.
Kebanyakan hasil pengukuran berupa angka-angka pecahan (tidak bulat). Sebagai contoh,
pada pengukuran sebuah buku diperoleh data panjang 29,7 cm dan lebar 21,6 cm. berapakah
luas permukaan buku tersebut sesuai aturan dalam fisika?
Angka Penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, termasuk
angka terakhir yang ditaksirkan (diperkirakan). Dengan demikian, angka penting terdiri atas
angka-angka pasti dan angka-angka taksiran sesuai dengan ketelitian alat ukur yang
digunakan.
1) Penulisan Hasil Pengukuran
Untuk menuliskan hasil pengukuran, ada aturan yang perlu diperhatikan. Aturanaturan yang dimaksud adalah sebagai berikut.
a) Semua angka bukan nol merupakan angka penting,
Contoh:
432,4 cm : 4,324 m : Mempunyai empat angka penting
b) Angka nol yang terletak diantara dua angka penting termasuk angka penting
Contoh:
35,05m: 3.505cm : terdiri atas empat angka penting
c) Angka nol yang terletak dibelakang angka bukan nol dan terletak dideretan akhir
termasuk angka penting, kecuali kalau angka sebelum nol diberi garis bawah
Contoh :
1.250 g : mempunyai empat angka penting
12,50 kg : mempunyai empat angka penting
1.200 g : mempunyai empat angka penting
1.200g
: mempunyai tiga angka penting
d) Angka nol dimuka angka bukan nol, baik dimuka atau di belakang koma, bukan
angka penting.
Contoh:
0,25 cm
: mempunyai dua angka penting
0,0025 cm
: mempunyai dua angka penting
Untuk mempermudah penulisan dan penentuan angka penting, lebih baik jika
digunakan notasi ilmiah. Penulisan angka yang banyak menggunakan angka nol,
baik angka nol dibelakang koma maupun dibelakang angka penting buka nol,
digunakan angka sepuluh berpangkat (10n, n bilangan bulat baik positif maupun
negatif).
Contoh:
12.000 = 12 x 103
= 1,2 x 104 : terdapat dua angka penting
1,20 x 104 : terdapat tiga angka penting
1,200 x 104 : terdapat empat angka penting
0,00024 = 24 x 10-5 : terdapat dua angka penting
Besaran dalam fisika diartikan sebagai sesuatu yang dapat diukur, serta memiliki nilai
besaran (besar) dan satuan. Sedangkan satuan adalah sesuatu yang dapat digunakan sebagai
pembanding dalam pengukuran. Satuan Internasional (SI) merupakan satuan hasil konferensi
para ilmuwan di Paris, yang membahas tentang berat dan ukuran. Berdasarkan satuannya
besaran dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Selain itu,
berdasarkan ada tidaknya arah, besaran juga dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran
skalar dan besaran vektor (akan dibahas khusus pada subbab E).
1. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang digunakan sebagai dasar untuk menetapkan
besaran yang lain. Satuan besaran pokok disebut satuan pokok dan telah ditetapkan
terlebih dahulu berdasarkan kesepakatan para ilmuwan. Besaran pokok bersifat bebas,
artinya tidak bergantung pada besaran pokok yang lain. Pada Tabel 1.1 berikut,
disajikan besaran pokok yang telah disepakati oleh para ilmuwan.
2.
Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan dari besaran pokok. Satuan
besaran turunan disebut satuan turunan dan diperoleh dengan mengabungkan beberapa
satuan besaran pokok. Berikut merupakan beberapa contoh besaran turunan beserta
satuannya.
B. Satuan
Sistem Satuan Internasional (nama aslinya dalam bahasa Perancis: Système International
d'Unités atau SI) adalah sistem satuan atau besaran yang paling umum digunakan. Pada
awalnya sistem ini merupakan sistem MKS, yaitu panjang (meter), massa (kilogram), dan
waktu (detik/sekon). Sistem SI ini secara resmi digunakan di semua negara di dunia kecuali
Amerika Serikat (yang menggunakan Sistem Imperial), Liberia, dan Myanmar.
Dalam sistem SI terdapat 7 satuan dasar/pokok SI dan 2 satuan tanpa dimensi. Selain itu,
dalam sistem SI terdapat standar awalan-awalan (prefix) yang dapat digunakan untuk
penggandaan atau menurunkan satuan-satuan yang lain.
1. Satuan Pokok
7 satuan dasar/pokok SI adalah sebagai berikut :
1. Meter untuk panjang (m, l)
2. Kilogram untuk massa (kg, m)
3. Sekon untuk waktu (s, t)
4. Ampere untuk arus listrik (A, i)
5. Kelvin untuk suhu (K, T)
6. mol untuk jumlah molekul (mol, n)
7. Kandela untuk intensitas cahaya (cd, j)
Dua satuan SI tanpa dimensi adalah Radian (rad) dan Steradian (sr).
2. Satuan Turunan
Satuan turunan adalah satuan yang diturunkan dari satuan pokok. Beberapa contoh satuan
turunan yaitu :
1. Satuan gaya : Newton (kg m/s²)
2. Satuan kecepatan : m/s
3. Satuan percepatan : m/s²
4. Satuan luas : m²
5. Satuan tegangan listrik (beda potensial) : Volt (AΩ)
6. Satuan daya : Watt (VA = A²Ω = J/s)
C. Dimensi
Dimensi suatu besaran adalah cara besaran tersebut tersusun atas besaran-besaran
pokoknya. Pada sistem Satuan Internasional (SI), ada tujuh besaran pokok yang berdimensi,
sedangkan dua besaran pokok tambahan tidak berdimensi. Cara penulisan dimensi dari suatu
besaran dinyatakan dengan lambang huruf tertentu dan diberi tanda kurung persegi. Untuk
lebih jelasnya, perhatikan Tabel 1.3 berikut!
Berdasarkan
Tabel
1.3,
Anda
dapat mencari dimensi suatu besaran yang lain dengan cara mengerjakan seperti pada perhitungan
biasa. Untuk penulisan perkalian pada dimensi, biasa ditulis dengan tanda pangkat positif dan untuk
pembagian biasa ditulis dengan tanda pangkat negatif.
Dimensi mempunyai dua kegunaan, yaitu untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan
dengan cara analisis dimensional dan menunjukkan kesetaraan beberapa besaran yang sepintas
tampak berbeda
1. Analisis Dimensional
Analisis dimensional adalah suatu cara untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan,
dengan cara memerhatikan dimensi besaran tersebut..
2. Menunjukkan Kesetaraan Beberapa Besaran
Selain digunakan untuk mencari satuan, dimensi juga dapat digunakan untuk menunjukkan
kesetaraan beberapa besaran yang terlihat berbeda.
D.
Angka
Penting
Eksperimen atau percobaan fisika tidak terlepas dari angka-angkahasil pengukuran.
Kebanyakan hasil pengukuran berupa angka-angka pecahan (tidak bulat). Sebagai contoh,
pada pengukuran sebuah buku diperoleh data panjang 29,7 cm dan lebar 21,6 cm. berapakah
luas permukaan buku tersebut sesuai aturan dalam fisika?
Angka Penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, termasuk
angka terakhir yang ditaksirkan (diperkirakan). Dengan demikian, angka penting terdiri atas
angka-angka pasti dan angka-angka taksiran sesuai dengan ketelitian alat ukur yang
digunakan.
1) Penulisan Hasil Pengukuran
Untuk menuliskan hasil pengukuran, ada aturan yang perlu diperhatikan. Aturanaturan yang dimaksud adalah sebagai berikut.
a) Semua angka bukan nol merupakan angka penting,
Contoh:
432,4 cm : 4,324 m : Mempunyai empat angka penting
b) Angka nol yang terletak diantara dua angka penting termasuk angka penting
Contoh:
35,05m: 3.505cm : terdiri atas empat angka penting
c) Angka nol yang terletak dibelakang angka bukan nol dan terletak dideretan akhir
termasuk angka penting, kecuali kalau angka sebelum nol diberi garis bawah
Contoh :
1.250 g : mempunyai empat angka penting
12,50 kg : mempunyai empat angka penting
1.200 g : mempunyai empat angka penting
1.200g
: mempunyai tiga angka penting
d) Angka nol dimuka angka bukan nol, baik dimuka atau di belakang koma, bukan
angka penting.
Contoh:
0,25 cm
: mempunyai dua angka penting
0,0025 cm
: mempunyai dua angka penting
Untuk mempermudah penulisan dan penentuan angka penting, lebih baik jika
digunakan notasi ilmiah. Penulisan angka yang banyak menggunakan angka nol,
baik angka nol dibelakang koma maupun dibelakang angka penting buka nol,
digunakan angka sepuluh berpangkat (10n, n bilangan bulat baik positif maupun
negatif).
Contoh:
12.000 = 12 x 103
= 1,2 x 104 : terdapat dua angka penting
1,20 x 104 : terdapat tiga angka penting
1,200 x 104 : terdapat empat angka penting
0,00024 = 24 x 10-5 : terdapat dua angka penting