Di dalam pelajaran fisika tentunya kita mengenal yang disebut dengan besaran, ada dua besaran dalam fisika yakni besaran pokok dan besaran turunan. Apa sebenarnya besaran pokok dan turunan serta bagaimana contohnya. Berikut ini adalah uraian tentang kedua besaran tersebut berikut dengan contohnya semoga bermanfaat!
Di dalam fisika besaran dapat diartikan sebagai sesuatu yang dapat diukur atau dihitung dan mempunyai nilai [besar] yang dinyatakan dengan angka dan satuan. Contoh besaran: kecepatan, massa, panjang. Besaran yang digunakan dalam fisika dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok [Base Quantities] dan besaran turunan [Derived Quantities].
Pengertian Besaran Pokok
Besaran pokok [Base Quantities] merupakan besaran yang satuannya didefinisikan terlebih dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain. Contoh Besaran pokok [base Quantities] dapat anda lihat pada gambar dibawah ini:
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Didalam Sistem Internasional [SI] terdapat 7 besaran pokok yang memiliki dimensi dan 2 besaran tambahan yang tidak memiliki dimensi. Sebelum adanya standar internasional, hampir tiap negara menetapkan sistem satuannya sendiri.
Pengertian Besaran Turunan
Besaran turunan [Derived Quantities] merupakan besaran fisika yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Selain tujuh besaran pokok, besaran fisika yang lainnya termasuk dalam besaran turunan. Contoh Besaran Turunan [Derived Quantities] dapat anda lihat pada gambar dibawah ini:
- Luas diturunkan dari dua besaran panjang, yakni panjang dan lebar.
- Volume diturunkan dari tiga besaran panjang, yakni panjang, lebar dan tinggi.
- Massa jenis diturunkan dari satu besaran massa dan tiga besaran panjang.
- Kelajuan [Kecepatan] diturunkan dari satu besaran panjang [jarak] dan satu besaran waktu.
- Perlajuan [Percepatan] diturunkan dari satu besaran panjang [jarak] dan dua besaran waktu.
- Gaya diturunkan dari satu besaran massa, satu besaran panjang dan dua besaran waktu.
Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Dengan demikian satuan besaran turunan diturunkan dari satuan besaran pokok. 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.
Perlu diperhatikan bahwa walaupun istilah yang digunakan berbeda, panjang, lebar, tinggi dan jarak termasuk besaran yang sama, yakni besaran panjang. Untuk mengukur panjang, lebar, tinggi dan jarak digunakan alat ukur besaran panjang, bisa berupa meteran, mistar atau alat ukur besaran panjang yang lainnya.
Dimensi suatu Besaran Pokok, Besaran Turunan dan Analisis Dimensi
Dimensi suatu besaran menujukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok. Dimensi besaran pokok dinyatakan dengan lambang huruf tertentu [ditulis huruf besar], dan atau diberi kurung persegi. Sebagai contoh, dimensi dari besaran massa ditulis M atau [M]. Dimensi suatu besaran turunan ditentukan oleh rumus besaran turunan tersebut jika dinyatakan dalam besaran-besaran pokok. Sebagai contoh, dimensi dari besaran percepatan yang didefinisikan sebagai hasil bagi dari kecepatan dan waktu adalah sebagai berikut :
Analisis dimensi dalam fisika adalah alat konseptual yang sering diterapkan dalam fisika, dan teknik untuk memahami keadaan fisis yang melibatkan besaran fisis yang berbeda-beda. Adapun tiga manfaat dimensi dalam fisika, sebagai berikut.
- Dapat digunakan untuk membuktikan dua besaran fisis setara atau tidak. Dua besaran fisis yang hanya setara jika keduanya memiliki dimensi yang sama dan keduanya termasuk besaran skalar atau keduanya termasuk besaran vektor.
- Dapat digunakan untuk menetukan persamaan yang pasti atau mungkin benar.
- Dapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika kesebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran fisis lainnya diketahui.
Besaran Pokok dan Besaran Turunan – Dewasa ini, kemajuan teknologi berkembang dengan sangat cepat yang membuat hidup manusia makin mudah dan bermakna. Ilmu pengetahuan alam memiliki peran yang dominan dalam memengaruhi perkembangan teknologi. Fisika merupakan ilmu yang mempelajari fenomena atau gejala-gejala alam dan interaksi di dalamnya, adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan alam.
Di SMP kelas VII, Anda sudah mempelajari besaran beserta satuannya dan pengukuran. Pengukuran merupakan materi dasar yang harus dipahami oleh tiap orang yang akan belajar fisika, dengan menguasainya akan memudahkan dalam memahami konsep-konsep selanjutnya. Pada bab ini, Anda akan memperdalam pengetahuanmu mengenai pengukuran.
Besaran dan Satuan
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].
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.
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.
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.
Analisis dimensional adalah suatu cara untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan, dengan cara memerhatikan dimensi besaran tersebut.
- Menunjukkan Kesetaraan Beberapa Besaran
Selain digunakan untuk mencari satuan, dimensi juga dapat digunakan untuk menunjukkan kesetaraan beberapa besaran yang terlihat berbeda.
Sejak jaman dahulu orang telah melakukan pengukuran, seperti mengukur luas tanah, mengukur massa badannya, dan mengukur selang waktu antara matahari terbit sampai tenggelam. Di SMP Anda telah mengetahui definisi mengukur, yaitu proses membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran tertentu yang telah diketahui atau ditetapkan sebagai acuan.
Pada pengukuran yang berbeda Anda mungkin membutuhkan alat/ instrumen yang berbeda pula. Misalnya, saat mengukur panjang jalan Anda menggunakan meteran, tetapi saat menimbang berat badan Anda menggunakan neraca. Berikut akan Anda pelajari instrumen pengukur panjang, massa, dan waktu
Alat Ukur Panjang
Penggaris/mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup merupakan contoh alat ukur panjang. Setiap alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda, sehingga Anda harus bisa memilih alat ukur yang tepat untuk sebuah pengukuran. Pemilihan alat ukur yang kurang tepat akan menyebabkan kesalahan pada hasil pengukuran.
Alat ukur panjang yang sering Anda gunakan adalah mistar atau penggaris. Pada umumnya, mistar memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm. Mistar mempunyai ketelitian pengukuran 0,5 mm, yaitu sebesar setengah dari skala terkecil yang dimiliki oleh mistar. Pada saat melakukan pengukuran dengan menggunakan mistar, arah pandangan hendaknya tepat pada tempat yang diukur. Artinya, arah pandangan harus tegak lurus dengan skala pada mistar dan benda yang di ukur. Jika pandangan mata tertuju pada arah yang kurang tepat, maka akan menyebabkan nilai hasil pengukuran menjadi lebih besar atau lebih kecil. Kesalahan pengukuran semacam ini di sebut kesalahan paralaks.
Jangka sorong terdiri atas dua bagian, yaitu rahang tetap dan rahang geser. Skala panjang yang terdapat pada rahang tetap merupakan skala utama, sedangkan skala pendek yang terdapat pada rahang geser merupakan skala nonius atau vernier. Nama vernier diambilkan dari nama penemu jangka sorong, yaitu Pierre Vernier, seorang ahli teknik berkebangsaan Prancis.
Skala utama pada jangka sorong memiliki skala dalam cm dan mm. Sedangkan skala nonius pada jangka sorong memiliki panjang 9 mm dan di bagi dalam 10 skala, sehingga beda satu skala nonius dengan satu skala pada skala utama adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Jadi, skala terkecil pada jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong tepat digunakan untuk mengukur diameter luar, diameter dalam, kedalaman tabung, dan panjang benda sampai nilai 10 cm. Untuk lebih memahami tentang tentang jangka sorong, perhatikan Gambar 1.2.
Mikrometer sekrup sering digunakan untuk mengukur tebal bendabenda tipis dan mengukur diameter benda-benda bulat yang kecil seperti tebal kertas dan diameter kawat. Mikrometer sekrup terdiri atas dua bagian, yaitu poros tetap dan poros ulir. Skala panjang yang terdapat pada poros tetap merupakan skala utama, sedangkan skala panjang yang terdapat pada poros ulir merupakan skala nonius. Skala utama mikrometer sekrup mempunyai skala dalam mm, sedangkan skala noniusnya terbagi dalam 50 bagian. Satu bagian pada skala nonius mempunyai nilai 1/50 × 0,5 mm atau 0,01 mm. Jadi, mikrometer sekrup mempunyai tingkat ketelitian paling tinggi dari kedua alat yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu 0,01 mm. Perhatikan gambar berikut!
Alat Ukur Massa
Massa benda menyatakan banyaknya zat yang terdapat dalam suatu benda. Massa tiap benda selalu sama dimana pun benda tersebut berada. Satuan SI untuk massa adalah kilogram [kg]. Alat untuk mengukur massa disebut neraca. Ada beberapa jenis neraca, antara lain, neraca ohauss, neraca lengan, neraca langkan, neraca pasar, neraca tekan, neraca badan, dan neraca elektronik. Setiap neraca memiliki spesifikasi penggunaan yang berbeda-beda. Jenis neraca yang umum ada di sekolah Anda adalah neraca tiga lengan dan empat lengan
Pada neraca tiga lengan, lengan paling depan memuat angka satuan dan sepersepuluhan, lengan tengah memuat angka puluhan, dan lengan paling belakang memuat angka ratusan. Cara menimbang dengan menggunakan neraca tiga lengan adalah sebagai berikut.
- Posisikan skala neraca pada posisi nol dengan menggeser penunjuk pada lengan depan dan belakang ke sisi kiri dan lingkaran skala diarahkan pada angka nol!
- Periksa bahwa neraca pada posisi setimbang!
- Letakkan benda yang akan diukur di tempat yang tersedia pada neraca!
- Geser ketiga penunjuk diurutkan dari penunjuk yang terdapat pada ratusan, puluhan, dan satuan sehingga tercapai keadaan setimbang!
- Bacalah massa benda dengan menjumlah nilai yang ditunjukkan oleh penunjuk ratusan, puluhan, satuan, dan sepersepuluhan!
Alat Ukur Waktu
Standar satuan waktu adalah sekon atau detik [dalam buku ini akan digunakan sekon]. Alat yang digunakan untuk mengukur waktu biasanya adalah jam atau arloji. Untuk megukur selang waktu yang pendek di gunakan stopwatch. Stopwatch memiliki tingkat ketelitian sampai 0,01 detik. Alat ukur yang paling tepat adalah jam atom. Jam ini hanya digunakan oleh para ilmuwan di laboratorium.
Arloji ada dua jenis, yaitu arloji mekanis dan arloji digital. Jarum arloji mekanis digerakkan oleh gerigi mekanis yang selalu berputar, sedangkan arloji digital berdasarkan banyaknya getaran yang dilakukan oleh sebuah kristal kuarsa yang sangat kecil. Arloji akan bekerja sepanjang sumber energinya masih ada. Ketelitian arloji adalah 1 sekon.
Kelemahan arloji mekanis maupun digital adalah selalu bergerak sehingga sulit dibaca secara teliti. Waktu yang terbaca pada arloji mekanis ditunjukkan oleh kerja ketiga jarum, yaitu jarum jam, jarum menit, dan jarum detik. Jarum jam bergerak satu skala tiap satu jam, jarum menit bergerak satu skala tiap satu menit, jarum detik bergerak satu skala tiap satu detik. Cara membaca untuk arloji digital sangat mudah sebab angka yang ditampilkan pada arloji sudah menunjukkan waktunya.
demikianlah dari dosenmipa.com mengenai Besaran Pokok dan Besaran, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.
baca juga :