SATUAN SI

A.2 1 SATUAN SI

Si stem Satuan Intemasional mempunyai tujuh satuan dasar yang dapat digunak:an untuk menurunkan satuan lain. Satuan dasar yang penting dalam mekanika adalah meter (m) untuk panjang, sekon (s) atau detik untuk waktu, dan kilogram (kg) untuk massa. Satuan dasar SI lainnya berkaitan dengan temperatur, arus listrik, banyak substansi, dan intensitas lumina.

Meter pada awalnya didefinisikan sebagai satu per sepuluh juta jarak: dari Kutub Utara ke katulistiwa. Belakangan, jarak ini dikonversikan ke standar fisik, dan selama beberapa tahun standar untuk meter adalah jarak: antara dua tanda di

batang platium-iridium yang disimpan di kantor pusat Biro Intemasional untuk Berat dan Ukuran. di Sevres, daerah pinggiran di sebelah barat Paris, Perancis.

Karena ketidaktepatan yang terdapat pada penggunaan batang fisik sebagai standar, definisi satu meter telah berubah pada tahun 1 983 menjadi panjang jalan yang dilalui oleh cahaya di dalam ruang hampa selama selang wak:tu 1/299792458 detik. * Keuntungan standar "a1arni" dari metode ini adalah bahwa piranti-piranti

eksperimennya tidak mengalami kerusak:an fisik dan dapat dilakukan berulang kali di laboratorium di manapun di dunia.

Sekon (detik) pada mulanya didefinisikan sebagai 1/86400 dari hari matahari rata-rata (24 jam sama dengan 86400 detik). Namun, sejak 1 967 jam atomik yang sangat ak:urat telah digunakan sebagai standar, dan satu detik sekarang didefinisikan sebagai durasi 919263 1770 periode radiasi yang berkaitan dengan transisi antara dua level hyperfine dari atom cesium 133 dalam kondisi dasar. (Sebagian besar

insiyur lebih menyukai definisi semula dibandingkan yang baru, yang tidak: ban yak mengubah satu detik, akan tetapi ini merupak:an suatu keharusan karena laju rotasi bumi secara gradual menjadi lebih lambat.)

Di antara ketujuh satuan dasar dalam SI, kilogram adalah satu-satunya satuan yang masih didefinisikan dengan benda fisik. Karena massa suatu benda hanya dapat ditentukan dengan menghitungnya secara eksperimental dengan massa benda lainnya, maka standar fisik dibutuhkan. Untuk itu, satu kilogram silinder plati­ num-iridium, yang disebut Kilogram Prototipe Intemasional, disimpan oleh Inter­ national Bureau of Weights and Measures di Sevres.

Satuan lain yang digunak:an dalam mekanika, yang disebut satuan turunan, dinyatak:an dalam satuan-satuan dasar meter, detik (atau sekon), dan kilogram. Sebagai contoh, satuan gaya adalah newton, yang didefinisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk menghasilkan percepatan satu meter per detik kuadrat pada

*Kebalikan dari angka ini merupakan laju cabaya di ruang hampa (299792458 meter per sekon).

420 L.ampiran A Sistem Satuan dan Faktor Konversi

suatu massa sebesar satu kilogram.* Dari hukum Newton kedua (F = ma), kita dapat menurunkan satuan gaya yang dinyatakan dalam satuan dasar:

I newton = (I kilogram) (I meter per detik kuadrat) Jadi, newton (N) dinyatakan dalam satuan dasar dengan rumus

(A-2) Untuk memberikan titik referensi, kita perhatikan bahwa satu buah ape! kecil

1 N = 1 kg.m/s2

beratnya kira-kira satu newton.

Satuan kerja, dan energi adalah joule, yang didefinisikan sebagai kerja yang dilakukan apabila titik penerapan suatu gaya yang besarnya satu newton dipindahkan sejauh satu meter dalam arah gaya. ** Dengan demikian,

I joule = (I newton)(! meter) = I newton meter

(A-3) Apabila pembaca mengangkat buku ini dari meja ke level ketinggian mata, pembaca

a tau

1 J = 1 N·m

akan melakukan kerja sekitar satu joule, dan apabila pembaca berjalan naik satu anak tangga, pembaca melakukan kerja sekitar 200 joule.

Nama-nama, simbol, dan rumus-rumus untuk satuan SI yang penting dalam mekanika dicantumkan dalam Tabel A- 1 . Beberapa di antara satuan turunan mempunyai nama khusus, seperti newton, joule, hertz, watt, dan pascal. Satuan­ satuan tersebut dinarnakan seperti itu untuk menghargai para ahli yang bersangkutan dan mempunyai simbol (N, J, Hz, W, dan Pa) yang ditulis dengan huruf besar, meskipun nama satuannya itu sendiri ditulis dengan huruf kecil. Satuan turunan lainnya tidak mempunyai nama khusus (sebagai contoh, satuan untuk percepatan, luas, dan berat jenis) dan harus dinyatakan dalam satuan dasar dan satuan turunan lainnya.

Hubungan antara berbagai satuan SI dan satuan metrik lain yang umum digunakan diberikan di bagian atas Tabel A-2. Satuan metrik seperti dyne, erg, gal, dan mikron tidak lagi disarankan untuk digunakan dalam bidang teknik maupun sains.

Berat suatu benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda, sehingga berat dinyatakan dalam newton. Karena gaya gravitasi bergantung pada ketinggian dan posisi di bumi, maka berat bukan merupakan besaran benda yang

invarian. Selain itu, berat suatu benda sebagaimana diukur dengan skala pegas dipengaruhi tidak hanya oleh tarikan gravitasional dari bumi tetapi juga oleh efek

sentrifugal yang berkaitan dengan rotasi bumi. Karena itu, kita harus memahami dua jenis berat, berat absolut dan berat yang kelihatan. Yang pertama didasarkan

atas hanya gaya gravitasi, sedangkan yang kedua sudah termasuk pengaruh rotasi. Jadi, berat yang kelihatan selalu kurang dari berat absolut (kecuali di kutub). Berat

yang kelihatan, yang merupakan berat suatu benda yang diukur dengan skala pegas, adalah berat yang biasa kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari; berat

absolut digunakan dalam astroengineering dan jenis sains tertentu. Di dalam buku ini, sebutan "berat" akan selalu berarti "berat yang kelihatan."