Besaran dan Satuan

Salam sains.. sobat sains yang saya cintai, bertemu kembali dengan saya setelah sekian lama saya tidak posting karena suatu hal. Dalam posting kali ini saya akan membahas tentang Besaran dan Satuan. Langsung saja, apa itu Besaran dan Satuan? Bahwa  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.  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 (pada posting sebelumnya saya juga sudah membahas tentang satuan baku dan tidak 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, sekon, dan kilogram.

Adanya kemungkinan perbedaan penafsiran terhadap hasil pengukuran dengan berbagai standar tersebut, memacu para ilmuwan untuk menetapkan suatu sistem satuan internasional yang digunakan sebagai acuan semua orang di penjuru dunia. Pada tahun 1960, dalam The Eleventh General Conference on Weights and Measures (Konferensi Umum ke-11 tentang Berat dan Ukuran) yang diselenggarakan di Paris, ditetapkanlah suatu sistem satuan internasional, yang disebut sistem SI (Sistem International). Sampai saat ini ada dua jenis satuan yang masih digunakan, yaitu

1. Sistem metrik
2. Sistem Inggris (imperial sistem)

Sistem metrik dikenal sebagai: meter, kilogram, dan sekon (disingkat MKS), sistem Inggris dikenal sebagai: foot, pound dan second (disingkat FPS). Dalam Sistem Internasional dikenal dua besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya ditetapkan lebih dulu atau 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. Berikut saya sajikan tujuh besaran pokok tersebut beserta satuan dan dimensinya. 

No	Besaran	Satuan Dasar SI	Simbol	Dimensi
1.	Panjang	Meter	m	[L]
2.	Massa	Kilogram	Kg	[M]
3.	Waktu	Sekon	S	[T]
4.	Arus Listrik	Ampere	A	[I]
5.	Suhu	Kelvin	K	[Ѳ]
6.	Jumlah zat	Mol	Mol	[N]
7.	Intensitas Cahaya	Kandela	cd	[J]

Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan atau diperoleh dari besaran-besaran pokok. Satuan besaran turunan diperoleh dari satuan-satuan besaran pokok yang menurunkannya, seperti terlihat dalam Tabel berikut:

Contoh Besaran Turunan

Besaran	Rumus	Satuan	Dimensi
Volume	Panjang × lebar × tinggi	m3	[L3]
Kecepatan	Perpindahan/waktu	m.s-1	[LT-1]
Momentum	Massa × kecepatan	Kg. m.s-1	[MLT-1]

Satuan Besaran Mekanika

Sistem Satuan	Panjang	Massa	Waktu	Gaya
Statis Besar	M	Kgm	s	kg.gaya
Statis Kecil	cm	grm	s	g.gaya
Dinamis Besar	m	kg	s	Newton
Dinamis Kecil	cm	gr	s	dyne
Inggris Absolut	ft (foot)	lbm (pound mass)	s	pdl (poundal)
Inggris Teknik	ft	slug	s	lbf(pound

Di samping diperoleh dari penjabaran satuan besaran pokok yang terkait, satuan besaran turunan sering juga diambil dari nama orang yang berjasa di bidang tersebut. Sebagai contoh, satuan gaya (F) adalah kg.m.s-2 sering dinyatakan dengan newton (N), satuan usaha (W) adalah kg.m2.s -2 sering dinyatakan dengan joule (J).

Standar Satuan Besaran Standar untuk Satuan Panjang

Satuan standar untuk panjang adalah meter. Panjang merupakan besaran pokok yang digunakan untuk mengukur jarak antara dua titik dan ukuran geometri sebuah benda. Sebagai contoh, panjang sebuah silinder adalah 15 cm dan diameternya 6 cm, jarak kota A ke kota B adalah 1000 m. Standar untuk satuan panjang adalah meter (m), secara orisinal dinyatakan dengan dua goresan pada batang meter standar yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di the International Bureau of Weights and Measures (Sevres, Frances). Jarak yang ditetapkan untuk satu meter adalah jarak antara equator dan kutub utara sepanjang meridian melalui Paris sebesar 10 juta meter. Pada tahun 1960, mengenai suatu standar atomik untuk panjang, satu meter didefinisikan sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas Krypton-86 (Kr-86) di dalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik. Pada bulan November 1983, definisi standar meter diubah lagi dan ditetapkan menjadi “satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) pada selang waktu 1/299.792.458 sekon”. Perubahan ini dilakukan berdasarkan nilai kecepatan cahaya yang dianggap selalu konstan 299.792.458 m/s.

Standar untuk Satuan Massa
 
Standar untuk satuan massa adalah sebuah silinder platinum-iridium yang disimpan di lembaga Berat dan Ukuran Internasional dan berdasarkan perjanjian Internasional disebut sebagai massa sebesar satu kilogram. Standar sekunder dikirimkan ke laboratorium standar di berbagai negara dan massa dari benda-benda lain dapat ditentukan dengan menggunakan neraca berlengan-sama dengan ketelitian 2 bagian dalam 10 pangkat 8. Turunan standar massa internasional untuk Amerika Serikat dikenal dengan Kilogram prototip No.20, ditempatkan dalam suatu kubah di Lembaga Standar Nasional.

Standar untuk Satuan Waktu

Standar untuk satuan waktu adalah sekon (s) atau detik. Standar waktu yang masih dipakai sekarang didasarkan pada hari matahari rata-rata. Satu sekon atau satu detik didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali dalam transisi antara dua tingkat energi di tingkat energi dasarnya. Jam atomik jenis tertentu, yang didasarkan atas frekuensi karakteristik dari isotop Cs 133, telah digunakan di Laboratorium Fisis Nasional, Inggris sejak tahun 1955.