BESARAN POKOK Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan tersendiri. Besaranbesaran tersebut ditetapkan oleh Lembaga Berat dan Ukuran Internasional berdasarkan perjanjian internasional. Lembaga Berat dan Ukuran Internasional didirikan pada tahun 1875 di dekat Paris, Prancis. Badan tersebut mengadakan konferensi pertama pada tahun 1889 dan konferensi ke-14 diadakan pada tahun 1971. Berdasarkan hasil konferensi umum tentang Berat dan Ukuran ke-14 pada tahun 1971, ditetapkan tujuh (7) besaran pokok sebagai dasar Sistem Satuan Internasional (SI). Besaran pokok yang utama adalah panjang, massa, dan waktu. Kita mengenal singkatan sistem MKS yang menggunakan satuan meter, kilogram, dan sekon, sedangkan sistem cgs yang menggunakan satuan centimeter, gram, dan sekon. Satuan-satuan besaran pokok yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari tampak pada Tabel 1.2. Akan tetapi, kadangkadang satuan besaran pokok dinyatakan dalam ukuran yang lebih kecil atau lebih besar. Untuk keperluan ini, biasanya satuan suatu besaran dinyatakan dengan menggunakan sistem awalan. Awalan-awalan yang sering digunakan dalam penulisan satuan besaran antara lain seperti yang tampak pada Tabel 1.2 berikut ini.
Satuan dalam SI harus memenuhi beberapa syarat, yaitu nilainya tetap, berlaku secara internasional, mudah ditiru dan diperbanyak, dan mudah diubah (dikonversi) ke satuan yang lain. a. Besaran panjang Satuan besaran panjang dalam SI dinyatakan dalam meter (m). Untuk keperluan pengukuran, alat ukur besaran panjang ditetapkan. Satu meter standar semula didefinisikan sebagai jarak antara dua garis yang diguratkan pada batang platina-iridium pada suhu 0 o C. Penetapan ini berdasar 1/40.000.000 keliling bumi. Meter standar yang didasarkan pada guratan batang platinairidium ini mudah rusak dan tidak mudah diperoleh kembali sehingga memiliki kelemahan. Oleh karena itu, didefinisikan kembali satu meter standar yang lebih teliti dan dapat dibuat di mana-mana, yaitu sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang cahaya Isotop Krypton86. Meter standar yang terbaru (1983) menyatakan bahwa satu meter standar adalah panjang jalur yang dilalui cahaya dalam ruang hampa udara dalam selang waktu 1/299.792.458 sekon. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran panjang diantaranya penggaris, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Gambar 1.2 Meter Standar yang terbuat dari batang platina iridium Sumber Gambar: www.ph.unimelb.edu.au a mistar
b jangka sorong c mikrometer sekrup Gambar Berbagai Alat Ukur Besaran Panjang Sumber Gambar: Comprehensive Physics for O Level Science (2003: 3); http://img.alibaba.com; http://electron.mit.edu b. Besaran massa Satuan besaran massa dalam SI adalah kilogram. Pada mulanya, satu kilogram didefinisikan sebagai massa silinder platina-iridium yang disimpan di Sevres, Prancis. Untuk mendapatkan ketelitian lebih tinggi, kilogram standar menggunakan air murni. Satu kilogram standar didefinisikan sebagai massa satu Liter air murni pada suhu 4 o C. Dalam kehidupan sehari-hari, kamu sering mendengar satuan kilogram untuk menyatakan berat, misalnya Ibu Santi membeli beras dengan berat 25 kilogram. Pernyataan tersebut salah karena satuan kilogram menyatakan besaran massa dan bukan untuk besaran berat. Satuan berat adalah Newton. Untuk mengukur massa suatu benda digunakan neraca. Neraca dalam kehidupan sehari-hari banyak macamnya, misalnya neraca pasar, neraca dacin, neraca duduk, dan neraca batang (O hauss) yang biasa digunakan di laboratorium dan timbangan surat. Adakah neraca di rumahmu?
Gambar kilogram standar Sumber Gambar: KingfisherScience Encyclopedia (1993:619) a. neraca o hauss b. timbangan rumah tangga Gambar Alat Ukur Massa Sumber Gambar: www.hometrainingtools.com; www.ph.unimelb.edu.au; www.indonetwork.co.id
c. Besaran waktu Satuan waktu dalam SI adalah detik atau sekon. Satu detik adalah 1/86.400 kali satu hari rata-rata. Satu hari rata-rata sama dengan 24 jam = 24 60 60 = 86.400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu ke waktu maka pada tahun 1956 ditetapkan definisi baru, yaitu satu detik adalah 1/315.556.925,9747 waktu yang diperlukan bumi untuk mengelilingi matahari satu kali pada tahun 1900. Pada 1967 dibuat definisi baru, yaitu satu detik adalah waktu yang diperlukan atom caesium-33 untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Satuan-satuan lain yang digunakan secara umum adalah menit, jam, dan hari. Alat ukur besaran waktu adalah arloji dan stopwatch. a arloji b stopwatch Gambar Alat Ukur Waktu Sumber Gambar: www.ptra.com; www.ksi2000.net
Besaran Turunan Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Contohnya kecepatan, luas, dan volume. a. Besaran kecepatan Kecepatan merupakan jarak yang ditempuh dibagi waktu. Dengan demikian, satuan kecepatan =satuan jarak/satuan waktu=m/s.jadi, kecepatan merupakan besaran turunan dari besaran pokok panjang dan waktu. Dalam SI, kecepatan dinyatakan dalam meter per sekon (m/s), tetapi satuan kecepatan dalam kehidupan sehari-hari yang sering digunakan adalah kilometer per jam (km/jam). Hubungan antarasatuan m/s dan km/jam adalah sebagai berikut. b. Besaran luas Luas merupakan hasil kali antara panjang dengan lebar. Satuan luas dinyatakan dalam satuan panjang kali satuan lebar. Luas = m x m = m 2. Jadi, luas merupakan besaran turunan dari besaran pokok panjang. Dalam SI, satuan luas dinyatakan dalam meter persegi (m 2 ). Satuan-satuan luas yang lain adalah km 2, cm 2, dan mm 2. c. Besaran volume Volume atau isi merupakan hasil kali antara panjang, lebar, dan tinggi. Volume = satuan panjang satuan lebar satuan tinggi = m m m = m 3. Jadi, volume merupakan besaran turunan dari besaran pokok panjang. Satuan volume yang lain adalah centimeter kubik (cm 3 ), milimeter kubik (mm 3 ), dan Liter (L).