Fisika 1_(Besaran Dan Satuan)

      SEJARAH DITEMUKANNYA BESARAN SATUAN

       Manusia diciptakan Allah dengan perlengkapan panca indra dan akal fikiran yang berfungsi untuk melaksanakan tugasnya sebagai khalifah di bumi. Panca indra seperti mata berfungsi untuk melihat dan mengamati alam ciptaan-Nya. Allah menganjurkan kepada kita untuk memperhatikan isi alam semesta (QS. 88: 17-20 ) dan mempelajarinya. Untuk mengetahui lebih jauh keadaan benda-benda di alam semesta, tentu tidak sekedar mengamati akan tetapi harus dilakukan pengukuran. Kegiatan pengamatan dan pengukuran tidak bisa lepas dari kehidupan kita sehari-hari. Misal mengukur baju ketika akan membuatnya, mengukur tanah dan kayu ketika akan membangun rumah, menimbang beras, buah, gula dan sebagainya oleh pedagang dan masih banyak lagi lainnya.

Benda-benda di sekitar kita seperti meja, papan tulis, ruang kelas, bumi, bulan, matahari dan sebagainya juga mempunyai ukuran. Allah menciptakan sesuatu /mahluk dengan ukuran.

Firman Allah: “Sesungguhnya Kami menciptakan segala sesuatu dengan ukuran”. {QS. 54: 49).

Apabila kita ingin mengetahui ukuran dan benda-benda ciptaan Allah, maka pengukuranlah yang harus dilakukan. Pengukuran dilakukan dengan membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan.

Dengan menggunakan suatu alat ukur kita dapat menentukan besar atau nilai dari benda atau sesuatu yang ingin kita ukur. Sebagai contoh, kita mengukur meja yang ada di ruang kelas dengan menggunakan tangan maka kita akan mendapatkan panjang meja, ada yang mendapatkan hasil 7 jengkal, 6 jengkal dan lain sebagainya. Coba kita mengukur panjang meja yang ada dihadapan kita masing-masing. Berapa jengkal panjang meja yang kamu dapatkan? ….. Jengkal.

Tentunya, hasil yang diperoleh akan berbeda, bukan? Mengapa demikian? Contoh lainnya, bila kita ingin mengukur tingkat panas suatu benda, masih banyak dari kita yang meggunakan telapak tangan. Tentunya, hasil yang diperoleh akan berbeda, bukan?

Dari uraian dan contoh di atas dapat diketahui secara jelas bahwa jika akan mengukur benda, kamu harus memiliki ukuran pembanding. Misalnya, untuk mengukur panjang benda dapat digunakan satuan jengkal, tangan dan lainnya. Akan tetapi, satuan-satuan tersebut tidak dapat dijadikan patokan karena ukuran bagian tubuh seseorang tidaklah sama. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu satuan yang dapat digunakan oleh semua orang di belahan bumi manapun.

Ambillah dua buah lidi yang panjangnya berbeda. Ukurlah panjang satu jendela kelasmu! Hasilnya: ……lidi panjang atau ….. ……….. …lidi pendek. Ketika kalian mengukur, berarti kalian membandingkan panjang jendela dengan panjang kedua lidi. Lidi yang dipergunakan disebut alat ukur panjang dan lidi juga sebagai satuan.

sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka /nilai dan satuan disebut besaran. Panjang suatu benda, luas suatu bidang, volume ruangan, massa benda, lama (waktu) suatu kegiatan berlangsung dan lain-lain dapat dinyatakan dengan angka-angka. Oleh sebab itu panjang, luas, volume, dan waktu termasuk besaran fisika. Adapun yang tidak memiliki patokan angka yang jelas karena bergantung pada penilaian pengamata merupakan besaran yang bukan termasuk besaran fisika. Contoh: pintar, cerdas, baik, malas dan lainnya.

Satuan adalah sesuatu pembanding dalam pengukuran. Contohnya, kalian mengukur panjang pensil, di dapat 20 cm. panjang kelas, 7 meter. Cm dan meter adalah salah satu contoh dari satuan.

Dari penjelasan tersebut, dapat diperoleh kesimpulan bahwa mengukur adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan satuan atau dengan kata lain cara untuk mengetahui besarnya suatu yang dapat diukur dengan menggunakan satuannya.

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.

BESARAN FISIKA

      Besaran fisika adalah ukuran (gambaran kuantitatif) dari benda-benda, proses atau keadaan, missal: panjang,waktu, gaya,massa,kecepatan,tekanan, suhu dan lain-lain.

Kemampuan untuk mendefinisikan besaran-besaran tersebut secara tepat dan mengukurnya secara teliti merupakan suatu syarat dalam fisika. Besaran Fisika dapat dinyatakan dalam besaran pokok dan besaran turunan.
Besaran Fisis dilelompokkan menjadi dua, yaitu:

1.      Besaran pokok

2.      Besaran turunan

1.      Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefiniskan tersendiri, telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain. Satu besaran pokok dengan besaran pokok lainnya tidak memiliki hubungan, akan tetapi berdiri sendiri. Tujuh besaran pokok, yaitu: panjang, massa, waktu, suhu, kuat arus listrik, intensitas cahaya, dan jumlah zat.

BESARAN POKOK
Besaran	Satuan	Singkatan	Dimensi
Panjang Massa Waktu Arus Listrik Suhu Jumlah Zat Intesitas Cahaya	Meter Kilogram Sekon Ampere Kelvin Mol kandela	m kg s A K Mol cd	[L] [M] [T] [I] [N] [J]

2.       Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok atau besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok.  Dan ada beberapa besaran turunan yang berhubungan dengan elektro, antara lain :

Besaran Turunan
Besaran	Simbol Rumus	Satuan (SI)	Simbol  Satuan	Simbol Dimensi
Daya Muatan Listrik Tegangan Listrik Tahanan Listrik Frekuensi Gaya Tekanan Luas Kecepatan percepatan	N q V R f F P A v a	Watt Coulomb Volt Ohm Hertz Newton Pascal Meter persegi Meter per detik Meter per detk kuadrat	W atau J/s C atau As V atau W/A W      Atau V/A Hz atau 1/s N atau kg.m/s2 Pa atau N/m2 m2 m/s m/s2	[ML2T-3] [IT] [L2MT-3I] [L2MT-3I-2] [T-1] [MLT-2] [ML2T-2] [L2] [LT-1] [LT-2]

 STANDAR PENGUKURAN

       Untuk mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika, kita biasanya melakukan pengamatan yang disertai dengan pengukuran. Pengamatan suatu gejala secara umum tidak lengkap apabila tidak ada data yang didapat dari hasil pengukuran. Lord Kelvin, seorang ahli fisika berkata, bila kita dapat mengukur yang sedang kita bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka, berarti kita mengetahui apa yang sedang kita bicarakan itu.

       Apa yang Anda lakukan sewaktu melakukan pengukuran? Misalnya anda mengukur panjang meja belajar dengan menggunakan jengkal, dan mendapatkan bahwa panjang meja adalah 7 jengkal. Dalam pengukuran di atas Anda telah mengambil jengkal sebagai satuan panjang. Kenyataan dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melakukan pengukuran terhadap besaran tertentu menggunakan alat ukur yang telah ditetapkan. Misalnya, kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang. Pengukuran sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan.

1.      ALAT UKUR BESARAN

       1)      Alat Ukur Besaran Pokok

Besaran Pokok	Alat Ukur
Panjang	Mistar, Jangka sorong, mikrometer sekrup
Massa	Neraca (timbangan)
Waktu	Stop Watch
Suhu	Termometer
Kuat Arus	Amperemete
Jumlah molekul	Tidak diukur secara langsung *
Intensitas Cahaya	Light meter

perbedaan hasil-hasil pengukuran pada pengukuran berulang. * Jumlah zat tidak diukur secara langsung seperti anda mengukur panjang dengan mistar. Untuk mengetahui jumlah zat, terlebih dahulu diukur massa zat tersebut. selengkapnya dapat anda pelajari pada bidang studi Kimia.

Ø  Mistar : untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,5 mm. 
Ø  Jangka sorong : untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,1 mm.

Ø  Mikrometer : untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,01 mm. Mikrometer

Ø  Neraca : untuk mengukur massa suatu benda.

Ø  Stop Watch : untuk mengukur waktu mempunyai batas ketelitian 0,01 detik.

Ø  Termometer : untuk mengukur suhu.

Ø  Amperemeter : untuk mengukur kuat arus listrik (multimeter)

2)      Alat Ukur Besaran Turunan

Ø  Speedometer : untuk mengukur kelajuan

Ø  Dinamometer : untuk mengukur besarnya gaya.

Ø  Higrometer : untuk mengukur kelembaban udara.

Ø  Ohm meter : untuk mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

Ø  Volt meter : untuk mengukur tegangan listrik.

Ohm meter dan voltmeter dan amperemeter biasa menggunakan multimeter.

Ø  Barometer : untuk mengukur tekanan udara luar.

Ø  Hidrometer : untuk mengukur berat jenis larutan.

Ø  Manometer : untuk mengukur tekanan udara tertutup.

Ø  Kalorimeter : untuk mengukur besarnya kalor jenis zat.

Istilah dalam Pengukuran 
Ketelitian adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang diukur terhadap nilai benar x₀. 
Kepekaan adalah ukuran minimal yang masih dapat dikenal oleh instrumen/alat ukur 
Ketepatan (akurasi)adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang sama.    
DIMENSI 
        Dimensi suatu besaran mengungkapkan cara besaran itu tersusun dari besaran pokok.
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.

             KONVERSI SATUAN

Konversi = Mengubah. Besaran apapun yang kita ukur, seperti panjang, massa atau kecepatan, terdiri dari angka dan satuan. Sering kita diberikan besaran dalam satuan tertentu dan kita kita ingin menyatakannya dalam satuan lain. Misalnya kita mengetahui jarak dua kota dalam satuan kilometer dan kita ingin mengetahui berapa jaraknya dalam satuan meter. Demikian pula dengan massa benda. Misalnya kita mengukur berat badan kita dalam satuan kg dan kita ingin mengetahui berat badan kita dalam satuan ons atau pon. Untuk itu kita harus mengkonversi satuan tersebut. Konversi berarti mengubah. Untuk mengkonversi satuan, terlebih dahulu harus diketahui beberapa hal yang penting, antara lain awalan-awalan metrik yang digunakan dalam satuan dan faktor konversi.

Selain mengkonversi satuan dalam sistem internasional, kita juga harus mengetahui konversi satuan dalam sistem yang berbeda, antara lain dari satuan Sistem Internasional ke Sistem British atau sebaliknya. Sebagai contoh, kita mengukur panjang sebuah meja dalam satuan inchi dan kita ingin menyatakannya dalam centimeter.