Besaran dan Satuan

Hasil pengukuran selalu mengandung dua hal, yakni: kuantitas atau nilai dan satuan. Sesuatu yang memiliki kuantitas dan satuan tersebut dinamakan besaran. Berbagai besaran yang kuantitasnya dapat diukur, baik secara langsung maupun tak langsung, disebut besaran fisis, misalnya panjang dan waktu. Tetapi banyak juga besaran-besaran yang dikategorikan non-fisis, karena kuantitasnya belum dapat diukur, misalnya cinta, bau, dan rasa. Diskusikan dengan teman-temanmu, mungkinkah suatu besaran nonfisis
suatu saat akan menjadi besaran fisis? Berilah penjelasan!


Dahulu orang sering menggunakan anggota tubuh sebagai satuan pengukuran, misalnya jari, hasta, kaki, jengkal, dan depa. Namun satuan-satuan tersebut menyulitkan dalam komunikasi, karena nilainya berbeda-beda untuk setiap orang. Satuan semacam ini disebut satuan tak baku. Untuk kebutuhan komunikasi, apalagi untuk kepentingan ilmiah, pengukuran harus menggunakan satuan baku, yaitu satuan pengukuran yang nilainya tetap dan disepakati secara internasional, misalnya meter, liter, dan kilogram.

1. Sistem Satuan
Dalam kehidupan sehari-hari mungkin Anda menemui satuansatuan berikut: membeli air dalam galon, minyak dalam liter, dan diameter pipa dalam inchi. Satuan-satuan di atas merupakan beberapa contoh satuan dalam sistem Inggris (British). Selain satuan-satuan di atas masih ada beberapa satuan lagi dalam system Inggris, antara lain ons, feet, yard, slug, dan pound.

Setelah abad ke-17, sekelompok ilmuwan menggunakan system ukuran yang mula-mula dikenal dengan nama sistem Metrik. Pada tahun 1960, sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional (SI). Penamaan ini berasal dari bahasa Perancis Le Systeme Internationale d’Unites.

Sistem Metrik diusulkan menjadi SI, karena satuan-satuan dalam sistem ini dihubungkan dengan bilangan pokok 10 sehingga lebih memudahkan penggunaannya. Tabel-1, di bawah ini menunjukkan awalanawalan dalam sistem Metrik yang dipergunakan untuk menyatakan nilai-nilai yang lebih besar atau lebih kecil dari satuan dasar

Tabel-1
Awalan-awalan dalam system metric yang digunakan dalam SI



2. Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Besaran fisis dibedakan menjadi dua, yakni besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan sendiri berdasarkan hasil konferensi internasional mengenai berat dan ukuran. Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, besaran pokok ada tujuh, yaitu panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, temperatur, jumlah zat, dan intensitas cahaya. Tabel-2 di bawah ini menunjukkan tujuh besaran pokok beserta satuan dasarnya dalam SI.

Tabel-2
Besaran Pokok beserta satuan-satuan dasar SI


Sedangkan besaran-besaran lain yang diturunkan dari besaran pokok, misalnya: volume, massa jenis, kecepatan, gaya, usaha dan masih banyak lagi disebut besaran turunan. Pada bagian selanjutnya, Anda akan melakukan kegiatan dan diskusi tentang tiga besaran pokok yaitu : panjang, massa, waktu dan satu besaran turunan yaitu volume. Besaran-besaran tersebut sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari.
a. Panjang
Panjang menyatakan jarak antara dua titik, misalnya panjang mistar adalah jarak antara suatu titik di salah satu ujung mistar dengan titik di ujung mistar yang lain. Panjang menggunakan satuan dasar SI meter (m). Satu meter standar (baku) sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang dalam vakum dari radiasi yang bersesuaian dengan transisi atom krypton-86 (Kr86) di antara tingkat 2p10 dan 5d5. Untuk keperluan sehari-hari, telah dibuat alat-alat pengukur panjang, seperti terlihat pada gambar-1.

Gambar: Mistar dan jangka sorong, sebagai alat pengukur besaran panjang

Selain meter, panjang juga dapat dinyatakan dalam satuansatuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan awalan-awalan seperti tercantum dalam Tabel-1. Berdasar tabel tersebut

1 kilometer (km) = 1000 meter (m)
1 sentimeter (cm) = 1/100 meter (m) atau 0,01 m

dan sebaliknya, diperoleh:

1 m = 1/1.000 km = 0,001 km
1 m = 100 cm = 1.000 mm

Dalam sistem Inggris, panjang sering dinyatakan dalam inchi, feet, atau yard. Konversi satuan-satuan tersebut dengan satuan SI sebagai berikut:

1 meter = 3,281 feet = 39,3 inchi
1 inchi = 2,54 cm.

Pemilihan satuan pengukuran seharusnya sesuai dengan ukuran benda yang diukur. Benda kecil dinyatakan dengan ukuran kecil, benda yang lebih besar juga harus dinyatakan dalam ukuran yang lebih besar, sehingga tidak menyulitkan dalam komunikasi. Misalnya: tebal kertas umumnya dinyatakan dalam milimeter, lebar buku dinyatakan dalam sentimeter, dan jarak antar kota dinyatakan dalam kilometer. Tentu akan merepotkan bila tebal kertas dinyatakan dalam kilometer atau jarak antar kota dinyatakan dalam milimeter.

b. Massa
Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam masing-masing benda disebut massa benda. Dalam SI, massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg). Satu kilogram standar sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di Sevres, Paris, Perancis.

Dalam kehidupan sehari-hari, massa sering dirancukan dengan berat, tetapi kedua besaran tersebut berbeda. Massa tidak dipengaruhi gravitasi, sedangkan berat dipengaruhi oleh gravitasi. Seorang astronot ketika berada di bulan beratnya berkurang, karena gravitasi bulan lebih kecil dibanding gravitasi bumi, tetapi massanya tetap sama dengan di bumi.

Bila satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg), satuan SI untuk berat adalah newton (N). Massa diukur dengan neraca lengan, berat diukur dengan neraca pegas, sebagaimana terlihat pada gambar-2. Neraca lengan dan neraca pegas termasuk jenis neraca mekanik. Sekarang, sudah banyak digunakan jenis neraca lain yang lebih teliti, yaitu neraca elektronik.


c. Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya, waktu siang adalah sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam, waktu hidup adalah sejak dilahirkan hingga meninggal. Satuan dasar SI untuk waktu adalah sekon (s). Satu sekon standar bersesuaian dengan 9.192.631.770 kali periode radiasi yang dihasilkan oleh transisi di antara tingkat hiperhalus atom Cesium- 133 (Cs133). Berdasar jam atom ini, dalam selang 300 tahun hasil pengukuran waktu tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar, misalnya:
menit, jam, hari, bulan, tahun, abad dan lain-lain.
1 hari = 24 jam
1 jam = 60 menit
1 menit = 60 sekon.

Sedangkan, untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali bias digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (?s). Untuk keperluan sehari-hari, telah dibuat alat-alat pengukur waktu, misalnya
stopwatch dan jam tangan seperti terlihat pada gambar-3.


d. Volume
Volume menyatakan besarnya ruangan yang terisi oleh materi. Benda dengan volume lebih besar, dapat menampung materi lebih banyak dibanding benda lain yang volumenya lebih kecil.

Volume merupakan besaran turunan, yang disusun oleh besaran pokok panjang. Volume benda padat yang bentuknya teratur, misalnya balok, dapat ditentukan dengan mengukur terlebih dulu panjang, lebar dan tingginya kemudian mengalikannya. Bila Anda mengukur panjang, lebar dan tinggi balok menggunakan satuan sentimeter (cm), maka volume balok yang Anda peroleh dalam satuan sentimeter kubik (cm3). Sedangkan bila panjang, lebar dan tinggi diukur dalam satuan meter, maka volume yang kamu peroleh bersatuan meter kubik (m3).

Bagaimanakah cara menentukan volume suatu zat cair? Zat cair tidak memiliki bentuk yang tetap. Bentuk zat cair selalu mengikuti wadahnya, oleh karena itu bila zat cair dituangkan ke dalam gelas ukur, ruang gelas ukur yang terisi zat cair sama dengan volume zat cair tersebut. Volume zat cair biasanya dinyatakan dalam satuan liter (l) atau mililiter (ml).