BESARAN
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur yang memiliki nilai
dan satuan. Besaran menyatakan sifat dari benda. Sifat ini dinyatakan
dalam angka melalui hasil pengukuran. Oleh karena satu besaran berbeda
dengan besaran lainnya, maka ditetapkan satuan untuk tiap besaran.
Satuan juga menunjukkan bahwa setiap besaran diukur dengan cara berbeda.
Besaran fisis terdiri dari: Besaran Pokok dan Besaran Turunan.
Besaran
|
Nama Satuan
|
Dimensi
|
Massa |
Kilogram |
Kg |
Waktu |
Detik (second) |
S |
Panjang |
Meter |
M |
Suhu |
Kelvin |
K |
Arus Listrik |
Amper |
A |
Jumlah Zat |
Mol |
Mol |
Intensitas Cahaya |
Candela |
C |
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain.
Massa
Satuan massa adalah “kilogram” (disingkat kg). Sedang definisi dari
satuan “kilogram” : “satu kilogram adalah massa sebuah kilogram
standar yang disimpan di lembaga Timbangan dan Ukuran Internasional (CGPM ke-1, 1899)
. 1 kg adalah massa dari suatu model kilogram internasional berupa
silinder yang terbuat dari paduan platinum – iridium dengan iridium
dengan diameter dan tinggi sama dengan 39 mm.
Waktu
Satuan waktu adalah “sekon” (disingkat s) (detik). Definisi adalah
selang waktu yang diperlukan oleh atom sesium-133 untuk melakukan
getaran sebanyak 9 192 631 770 kali dalam transisi antara dua tingkat
energi di tingkat energi dasarnya (CGPM ke-13; 1967). 1 s adalah waktu
yang diperlukan oleh suatu atom sesium-133 dalam keadaan transisi dengan
pancaran gelombang sebanyak 9192631770 putaran.
Panjang/Jarak
Satuan panjang adalah “meter”. Sedangkan definisi dari satuan “meter”
: “satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) dalam
selang waktu 1/299 792 458 sekon. 1 meter adalah jarak yang ditempuh
oleh cahaya untuk merambat melalui ruang hampa selama 1/299792453
detik.
Suhu
Satuan suhu adalah “kelvin” (disingkat K). Satu kelvin adalah
1/273,16 kali suhu termodinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967).
Dengan demikian, suhu termodinamika titik tripel air adalah 273,16 K.
Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan
seimbang dengan es dan uap jenuhnya. 1K adalah 1/273,17 suhu
termodinamis dari air (H
2O) pada titik bekunya. Pada skala celcius, suhu titik beku air sama dengan 0.01
oC. Dalam hal ini 0
oC=273,16 K Interval skala temperature untuk 1
oC sama dengan interval skala untuk 1 K.
Kuat arus listrik
Satuan kuat arus listrik adalah “ampere” (disingkat A). Satu ampere
adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang
sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan
diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 ×
10-7 newton pada setiap meter kawat. 1 A adalah arus yang dalam keadaan
mengalir melalui dua konduktor berciri lurus dan sejajar dengan panjang
tak terhingga dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada
ruang hampa dengan terpisah oleh jarak sepanjang 1 m, menghasilkan
diantara kedua konduktor pada setiap meter panjangnya gaya sebesar
0,2.10
-6N.
Jumlah molekul
Satuan jumlah molekul adalah “mol”. 1 mol adalah banyaknya materi
dari suatu zat yang sama dengan banyaknya partikel-partikel atom C-12
sebanyak 0,012 kg. Macam dari partikel-partikel harus disebutkan.
Intensitas Cahaya
Satuan intensitas cahaya adalah “kandela” (disingkat cd). Satu
kandenla adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan
radiasi monokromatik pada frekuensi 540 × 1012 hertz dengan intensitas
radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut (CGPM
ke-16, 1979). 1 cd adalah intensitas cahaya dari sumber radiasi sinar
monokromatik dengan frekuensi 540 Thz (Terahertz) pada arah tertentu,
dalam keadaan intensitas radiasi sumber cahaya tersebut pada arah ini
adalah 1/683 W/sr (watt per steradial). 1 steradial adalah suatu satuan
sudut ruang yang mencakup 1 m
2 luas permukaan bola dengan jari-jari 1m. Luas permukaan keseluruhan dari bola ini dapat dituliskan sebagai A
sp(1m) = 4 m
2. Sehingga sudut ruang keseluruhan dari steradial adalah = 4
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok atau besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok.
Besaran
|
Satuan
|
Singkatan
|
Kecepatan |
meter per sekon |
m/s |
Percepatan, percepatan gravitasi |
meter per sekon kuadrat |
m/s² |
Luas |
meter persegi |
m² |
Volume |
meter kubik |
m³ |
Gaya, berat, tegangan tali |
Newton (kilogram meter per sekon persegi) |
kg m/s² |
Debit |
meter kubik per detik |
m³/s |
Energi, usaha |
Joule |
J |
Rapat tenaga |
joule per meter kubik |
J/m³ |
Tegangan permukaan, tetapan pegas |
Newton per meter |
N/m |
Contoh besaran turunan adalah Berat, Luas, Volume, Kecepatan,
Percepatan, Massa Jenis, Berat jenis, Gaya, Usaha, Daya, Tekanan, Energi
Kinetik, Energi Potensial, Momentum, Impuls, Momen inersia, dll. Dalam
fisika, selain tujuh besaran pokok yang disebutkan di atas, lainnya
merupakan besaran turunan. Besaran Turunan selengkapnya akan dipelajari
pada masing-masing pokok bahasan dalam pelajaran fisika.
Untuk lebih memperjelas pengertian besaran turunan, perhatikan
beberapa besaran turunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran
pokok berikut ini.
Luas = panjang x lebar
= besaran panjang x besaran panjang
= m x m
= m
2
Volume = panjang x lebar x tinggi
= besaran panjang x besaran panjang x besaran Panjang
= m x m x m
= m
3
Kecepatan = jarak / waktu
= besaran panjang / besaran waktu
= m / s
DIMENSI BESARAN
Dimensi besaran diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang
mewakili massa (mass), panjang (length) dan waktu (time). Ada dua macam
dimensi yaitu Dimensi Primer dan Dimensi Sekunder.
Dimensi Primer meliputi M (untuk satuan massa), L (untuk satuan panjang) dan T (untuk satuan waktu).
Dimensi Sekunder adalah dimensi dari semua Besaran Turunan yang dinyatakan dalam Dimensi Primer. Contoh : Dimensi Gaya : M L T
-2 atau dimensi Percepatan : L T
-2.
Catatan :
Semua besaran fisis dalam mekanika dapat dinyatakan dengan tiga
besaran pokok (Dimensi Primer) yaitu panjang, massa dan waktu.
Sebagaimana terdapat Satuan Besaran Turunan yang diturunkan dari Satuan
Besaran Pokok, demikian juga terdapat
Dimensi Primer dan
Dimensi Sekunder yang diturunkan dari Dimensi Primer.
Manfaat Dimensi dalam Fisika antara lain :
- Dapat digunakan untuk membuktikan dua besaran sama atau tidak. Dua
besaran sama jika keduanya memiliki dimensi yang sama atau keduanya
termasuk besaran vektor atau skalar.
- Dapat digunakan untuk menentukan persamaan yang pasti salah atau mungkin benar.
- Dapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika
kesebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran-besaran fisis
lainnya diketahui.
Satuan dan dimensi suatu variabel fisika adalah dua hal berbeda.
Satuan besaran fisis didefinisikan dengan perjanjian, berhubungan dengan
standar tertentu (contohnya, besaran panjang dapat memiliki satuan
meter, kaki, inci, mil, atau mikrometer), namun dimensi besaran panjang
hanya satu, yaitu L. Dua satuan yang berbeda dapat dikonversikan satu
sama lain (contohnya: 1 m = 39,37 in; angka 39,37 ini disebut sebagai
faktor konversi), sementara tidak ada faktor konversi antarlambang
dimensi.