BESARAN DAN SATUAN 1. Pengertian Mengukur Pada zaman dahulu, orang-orang menggunakan anggota tubuhnya untuk mengukur besaran panjang. Misalnya, bangsa Mesir Kuno mendefinisikan standar besaran panjang sebagai jarak dari siku sampai ke ujung jari yang disebut cubit atau hasta. Bangsa Eropa menggunakan standar besaran panjang sebagai jarak dari ujung ibu jari kaki sampai ke pangkal kaki yang disebut kaki (foot). Di Indonesia, untuk mengukur besaran panjang biasa menggunakan satuan jengkal, hasta, atau depa. Dapatkah anggota tubuh dijadikan sebagai standar ukuran besaran panjang? Dari Kegiatan 1.1, ternyata hasil pengukuran dengan menggunakan anggota tubuh antara kamu dan teman sebangkumu berbeda. Hal ini disebabkan panjang lengan setiap orang berbeda-beda. Oleh karena itu diperlukan suatu alat ukur yang selalu tetap dan tidak boleh berubah. Mistar merupakan contoh alat ukur sederhana yang memiliki panjang yang tetap. Contoh pengukuran dengan mistar ditunjukkan pada Gambar 1.2. Jika panjang meja tersebut adalah 100 cm, maka berarti kamu telah membandingkan panjang meja sebagai besaran yang diukur dengan satuan Centimeter sebagai besaran pembanding. Dari contoh tersebut kamu dapat mendefinisikan bahwa pengukuran adalah proses membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang ditentukan sebagai satuan. Pada Kegiatan 1.1 juga menunjukkan bahwa segala sesuatu yang dapat diukur memiliki satuan. Satuan adalah besaran pembanding yang digunakan dalam pengukuran.
Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran. Panjang, massa, waktu, dan suhu termasuk besaran karena dapat diukur dan mempunyai nilai yang dinyatakan dalam angka. Akan tetapi keindahan, kecantikan, atau kebaikan tidak termasuk besaran karena tidak dapat diukur dan tidak dapat dinyatakan dalam angka. Dari contoh tersebut dapat didefinisikan bahwa pengukuran adalah proses membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang ditentukan sebagai satuan. Pada Kegiatan 1.1 juga menunjukkan bahwa segala sesuatu yang dapat diukur memiliki satuan. Satuan adalah besaran pembanding yang digunakan dalam pengukuran. Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran. 2. Besaran Pokok dan Besaran Turunan Besaran pokok adalah besaran yang dipakai untuk menentukan besaran-besaran yang lain. Ada tujuh besaran pokok, yaitu panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya. Besaran pokok dan satuannya menurut International Systems of Units atau sistem satuan internasional (disingkat SI) dapat dilihat pada Tabel 1.1.
Besaran yang diturunkan dari besaran pokok disebut besaran turunan. Besaran turunan yang telah kamu kenal di SD antara lain volume, luas, dan kecepatan. Contoh besaran turunan dan satuannya dapat dilihat pada Tabel 1.2. Tabel 1.2 Contoh besaran turunan dan satuannya. 3. Satuan Internasional Penggunaan satuan yang tidak seragam antara satu daerah dengan daerah lainnya dapat menimbulkan kesulitan. Kesulitan- kesulitan itu antara lain sebagai berikut. a. Tidak adanya kesamaan hasil pengukuran. Hal ini diakibatkan karena besarnya anggota tubuh setiap orang berbeda.
b. Menimbulkan masalah ketika ingin beralih dari satu satuan ke satuan lainnya. Misalnya, ketika kamu ingin beralih dari satuan depa ke satuan jengkal akan timbul kesulitan akibat tidak adanya aturan yang mengatur konversi satuan-satuan tersebut. Untuk mengatasi kesulitan-kesulitan tersebut, muncul gagasan menggunakan satuan standar pada besaran-besaran yang sering digunakan dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Satuan standar harus memenuhi syarat-syarat seperti berikut. a. Satuan yang ditetapkan tidak akan mengalami perubahan oleh pengaruh apapun. b. Satuan yang ditetapkan harus berlaku di semua tempat dan setiap saat. c. Satuan yang ditetapkan harus mudah ditiru. Pemilihan satuan standar dilakukan oleh Lembaga Berat dan Ukuran Internasional yang didirikan Tabel 1.3 Sistem satuan dari besaran panjang, massa, dan waktu. 4. Konversi Satuan a. Mengonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu Pada kehidupan sehari-hari adakalanya kamu harus mengonversi satuan panjang, satuan massa, dan satuan waktu. Bagaimana cara mengonversi satuan-satuan tersebut? Satuan panjang antara lain sentimeter (cm), meter (m), dan kilometer (km). Sedangkan satuan berat antara lain gram (g) dan kilogram (kg). Untuk mengonversi satuan-satuan tersebut diperlukan faktor pengali satuan. Untuk lebih jelasnya, perhatikan tangga konversi besaran panjang dan massa pada Gambar 1.3.
b. Mengonversi Satuan Besaran Turunan Contoh besaran turunan adalah luas dan volume. Bagaimana menentukan luas papan tulis? Berapakah volume air dalam suatu bak mandi yang penuh? Luas merupakan besarnya suatu daerah bidang. Luas dapat diperoleh dengan mengalikan antara dua besaran pokok panjang (panjang dan lebar atau alas dan tinggi). Oleh karena luas merupakan turunan dari besaran panjang, maka satuannya juga diturunkan dari besaran panjang. Satuan luas yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari antara lain km 2, m 2, dan cm 2. Volume dapat diartikan sebagai besarnya suatu ruang. Volume suatu balok dapat diperoleh dengan cara mengalikan tiga besaran pokok panjang (panjang, lebar, dan tinggi). Satuan volume antara lain cm 3, m 3, dan km 3.. Untuk memahami cara mengonversi satuan luas dan volume, perhatikan tangga konversi pada Gambar 1.4.
B. Melakukan Pengukuran a. Pengukuran Panjang dengan Mistar dan Rol Meter Pada mistar dan rol meter terdapat garis-garis yang menunjukkan skala pengukuran. Pada umumnya, terdapat dua skala pengukuran pada mistar, yaitu sentimeter (cm) dan inci. Pada skala sentimeter, jarak terdekat antara dua garis panjang yang berhimpit adalah sepuluh kali skala terkecil (milimeter). Skala pengukuran terkecil pada mistar adalah 1 milimeter, sesuai dengan jarak garis terkecil yang terdapat pada skala penggaris. Mistar mempunyai tingkat ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang dimiliki oleh mistar tersebut, yaitu 0,5 mm atau 0,05 cm. Cara melakukan pengukuran panjang sebuah pensil dengan sudut pandang yang benar yang benar seperti ditunjukkan pada Gambar 1.6 adalah sebagai berikut. 1. Tempatkan skala nol pada mistar sejajar dengan ujung benda. 2. Perhatikan ujung benda yang lainnya, kemudian bacalah skala pada mistar yang sejajar dengan ujung benda tersebut. 3. Untuk membaca skala pada mistar, matamu harus melihat tegak lurus dengan tanda garis skala yang akan kamu baca.
c. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong Jangka sorong mempunyai dua jenis skala, yaitu skala utama dan skala nonius yang dapat digeser-geser. Satu bagian skala utama, panjangnya 1 mm. Panjang 10 skala nonius adalah 9 mm. Ini berarti 1 skala nonius (jarak antara dua garis skala nonius yang berdekatan) sama dengan 0,9 mm. Jadi, selisih skala utama dengan skala nonius adalah 1 mm 0,9 mm = 0,1 mm atau 0,01 cm. Contoh pengukuran menggunakan jangka sorong ditunjukkan pada Gambar 1.7. Diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup Sama halnya seperti jangka sorong, mikrometer sekrup mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius.
Skala utama ditunjukkan oleh silinder pada lingkaran dalam sedangkan skala onius ditunjukkan oleh selubung pada lingkaran luar. Jika selubung lingkaran luar diputar satu kali lingkaran penuh, skala utama akan berubah 0,5 mm. Selubung uar terbagi menjadi 50 skala sehingga 1 skala pada selubung luar adalah 0,5 mm : = 0,01 mm, yang merupakan skala terkecil pada mikrometer sekrup. Contoh pengukuran diameter gotri menggunakan mikrometer sekrup ditunjukkan pada Gambar 1.8. Diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut. Jenis-Jenis Termometer Termometer yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari banyak jenisnya, di antaranya termometer klinis, thermometer ruangan, dan termometer maksimumminimum. Setiap jenisn termometer tersebut mempunyai fungsi yang berbedabeda. a. Termometer Klinis Termometer klinis sering digunakan untuk mengukur suhu tubuh. Umumnya, termometer ini digunakan oleh para dokter untuk mengetahui suhu badan pasiennya. Termometer ini mempunyai skala dari 35 C sampai dengan 42 C. Hal ini dikarenakan suhu tubuh manusia tidak pernahkurang dari 35 C atau tidak pernah lebih dari 42 C. Bagian- bagian termometer ini terdiri atas tabung (terbuat
dari kaca tipis), bagian sempit, batang kaca, dan air raksa. Termometer klinis diperlihatkan pada Gambar 1.14. b. Termometer Ruangan Termometer ruangan adalah termometer yang digunakan untuk mengukur suhu suatu ruangan. Termometer ini umumnya mempunyai skala dari 20 C sampai 50 C. Untuk memudahkan pembacaan suhu, termometer ini biasanya diletakkan enempel pada dinding dengan arah vertikal. Termometer ruangan diperlihatkan pada Gambar 1.15. c. Termometer Maksimum-Minimum Termometer maksimum-minimum digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan suhu terendah di suatu tempat. Termometer ini dapat mengukur suhu maksimum dan suhu minimum sekaligus. Hal ini dapat dilakukan karena termometer maksimum-minimum terdiri atas raksa dan alcohol (sekarang digunakan minyak creosote). Raksa digunakan untuk mengukur suhu maksimum, sedangkan alcohol digunakan untuk mengukur suhu minimum. Gambar 1.16 memperlihatkan termometer maksimum-minimum