Besaran

Sering kita jumpai banyak penggunaan kosa kata dalam kehidupan sehari-hari seperti: “Sepanjang hidupku, hari ini cepat sekali berlalu, gaya mu keren, berat sekali beban hidupmu dsb.” Dalam fisika, beberapa kata tersebut memerlukan definisi yang tepat dan jelas. Adapun definisi yang dimaksud merupakan definisi ilmiah. Mari kita ambil satu contoh, sepanjang hidupku, dalam bahasa sehari-hari kata tersebut bermakna kiasan, sedangkan dalam fisika, panjang merupakan jarak dalam suatu ruang. Segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka merupakan besaran. Besaran adalah suatu ukuran yang dapat dioperasionalkan dan memiliki standar yang telah diterima secara internasional.

Pembentuk utama fisika adalah besaran-besaran fisis yang digunakan untuk menyatakan hukum-hukum fisika, seperti panjang, massa, waktu, gaya, kecepatan, massa jenis, resistivitas, temperatur, intensitas cahaya, dan masih banyak lagi. Besaran-besaran fisis tersebut terkadang saling bergantungan satu dengan lainnya, misalnya kecepatan merupakan perbandingan antara panjang dan waktu, massa jenis merupakan perbandingan massa dan volume (panjang3), dsb. Oleh karena itu dilakukan pemilihan sejumlah kecil besaran fisis sebagai besaran dasar (besaran pokok) dan besaran-besaran lain yang dapat diturunkan darinya (besaran turunan).
Besaran dasar harus dipilih sesedikit mungkin, tetapi yang dapat memberikan gambaran lengkap dan sederhana tentang fisika. Karena ilmu fisika muncul dalam berbagai kurun waktu secara terpisah-pisah, seringkali besaran yang sama diberi standar yang berbeda. Hal ini jelas akan mempersulit mempelajari dan mengomunikasikan fisika. Oleh karena itu diadakanlah pertemuan internasional untuk menyeragamkan penggunaan standar pada suatu besaran. Standar yang digunakan pada besaran disebut sebagai satuan.

.

Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Satuan untuk besaran pokok ditentukan melalui definisi yng diakui secara internasional. Terdapat tujuh besaran pokok yang digunakan, yaitu panjang, massa, waktu, kuat arus, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya. Berikut beberapa penjelasan mengenai penetapan satuan pada besaran pokok.

1. Panjang/Jarak

Satuan panjang adalah “meter” (disingkat m). Definisi dari satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) dalam selang waktu 1/299 792 458 sekon” (CGPM ke-17, 1983)

2. Massa

Satuan massa adalah “kilogram” (disingkat kg). Definisi dari satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar berupa silinder yang terbuat dari paduan platinum–iridium yang disimpan di Lembaga Timbangan dan Ukuran Internasional (CGPM ke-1, 1899).

3. Waktu

Satuan waktu adalah “sekon” (disingkat s/ detik). Definisi dari satu sekon 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).

4. Kuat Arus Listrik

Satuan kuat arus listrik adalah “ampere” (disingkat A). Definisi dari satu ampere adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar dan sangat panjang (tak terhingga), dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 × 10-7 newton pada setiap meter kawat.

5. Suhu

Satuan suhu adalah “kelvin” (disingkat K). Definisi dari satu kelvin adalah 1/273,16 kali suhu termodinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967). 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.

6. Jumlah Zat

Satuan jumlah zat adalah “mol”. Definisi dari satu 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.

7. Intensitas Cahaya

Satuan intensitas cahaya adalah “kandela” (disingkat cd). Definisi dari satu kandela adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 × 1012 Hz dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 Watt per steradial dalam arah tersebut (CGPM ke-16, 1979). Satu steradial adalah suatu satuan sudut ruang yang mencakup 1 m2 luas permukaan bola dengan jari-jari 1 m. Luas permukaan keseluruhan dari bola ini dapat dituliskan sebagai Asp(1m) = 4 m2. Sehingga sudut ruang keseluruhan dari steradial adalah = 4.

Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok atau besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok. Satuan untuk besaran pokok ditentukan melalui definisi, sedangkan satuan untuk besaran turunan diperoleh dari hubungan fungsional antar besaran pokok. Dalam fisika, selain tujuh besaran pokok (massa, waktu, panjang, suhu, kuat arus, jumlah molekul, dan intensitas cahaya) besaran lainnya merupakan besaran turunan.

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. Untuk lebih memperjelas pengertian besaran turunan, perhatikan beberapa besaran turunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok berikut ini:

Kecepatan = jarak / waktu
= besaran panjang / besaran waktu
= m / s

Percepatan = kecepatan / waktu
= besaran panjang / besaran waktu.besaran waktu
= m/s2

Gaya = massa x percepatan
= besaran massa x besaran panjang / besaran waktu.besaran waktu
= kg.m/s2

Referensi:

1. Halliday, David. and Resnick, Robert.dialihbahasakan oleh Silaban, Pantur. And Sucipto, Erwin. 1985. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga.
2. Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: Penerbit Erlangga.
3. Serway, Raymond A. and Jewett, John W. 2004. Physics for Scientist and Engineers 6th Edition. Thomson Brooks/Cole
4. Tim Dosen Fisika Dasar 1. 2011. Modul Fisika Dasar 1. Indralaya: Universitas Sriwijaya.