A. Pengukuran dan Alat Ukur
Pengukuran adalah proses membandingkan besaran tertentu yang diukur dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Untuk mengukur suatu besaran dibutuhkan alat ukur yang disesuaikan dengan besaran yang akan diukur. Dalam bab ini, dibahas pengukuran dan alat ukur untuk besaran pokok, yaitu besaran panjang, massa, dan waktu.#1 Alat Ukur Panjang
Secara umum terdapat tiga alat ukur panjang yang dapat digunakan, yaitu mistar, jangka sorong, dan mikrometer skrup. Ketiga alat tersebut dapat digunakan untuk mengukur besaran panjang sesuai kebutuhan. Mistar biasa digunakan untuk mengukur panjang benda, jangka sorong untuk mengukur diamter dalam dan luar, sedangkan mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter luar dan ketebalan pelat tipis.
#2 Alat Ukur Massa
Massa suatu benda dapat diukur dengan menggunakan neraca atau disebut juga timbangan massa. Beberapa neraca yang umum digunakan untuk menimbang atau mengukur massa benda antaralain neraca dua lengan, neraca tiga lengan, neraca Ochauss, neraca lengan gantung, neraca jarum berskala, neraca digital, dan sebagainya.
#3 Pengukuran Waktu
Zaman dahulu, orang mengukur waktu dengan menggunakan jam pasir atau jam matahari. Besaran waktu dapat diukur dengan menggunakan stopwatch. Beberapa jenis stopwatch yang umum digunakan antaralain stopwatch analog dan stopwatch digital. Stopwatch digital memiliki ketelitian lebih baik dibanding stopwatch analog. Untuk ketelitian yang lebih tinggi dapat digunakan jam atom.
B. Besaran dan Satuan
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka serta umumnya memiliki satuan tertentu. Sedangkan satuan adalah ukuran besaran. Dalam bidang studi fisika dikenal banyak besaran dan hampir ditemukan di semua topik pembahasan. Di bawah ini merupakan beberapa besaran pokok yang paling umum.#1 Besaran Massa
Massa merupakan besaran pokok yang menyatakan ukuran kelembaman suatu benda, yaitu kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan posisinya. Massa benda berhubungan dengan jumlah zat atau materi yang dikandung oleh benda tersebut. Satuan dari massa adalah kilogram (kg).
#2 Besaran Panjang
Panjang merupakan besaran pokok yang menyatakan jarak antar titik atau jarak dalam ruang. Dalam pembahasan, panjang tidak selalu disebut panjang tetapi seringpula dinyatakan dengan kata lainnya misalnya jarak tempuh, perpindahan, ketinggian, dan sebagainya. Satuan dari besaran panjang adalah meter (m).
#3 Besaran Waktu
Waktu adalah besaran yang menyatakan lamanya suatu peristiwa berlangsung, misalnya lamanya benda bergerak, banyak waktu yang dibutuhkan untuk bepindah sejauh s meter, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertinggi pada gerak vertikal, dan sebagainya. Satuan dari waktu adalah sekon (s).
C. Jenis-jenis Besaran
Berdasarkan satuannya, besaran dibedakan menjadi :#1 Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya sudah ditentukan terlebih dahulu dan bukan merupakan turunan dari besaran lainnya. Dalam fisika, dikenal tujuh besaran pokok, yaitu besaran panjang, massa, waktu, suhu, kuat arus, jumlah zat, dan intensitas cahaya.
#2 Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau beberapa besaran pokok. Satuan besaran pokok diturunkan dari besaran pokok atau dinyatakan dengan satuan khusus yang nilainya setara. Beberapa besaran turunan antaralain luas, volume, kelajuan, kecepatan, gaya, percepatan, usaha, daya, dan sebagainya.
Berdasarkan nilai dan arah, besaran dibedakan menjadi:
#1 Besaran Vektor
Besaran vektor adalah besaran yang tidak hanya memiliki nilai tetapi juga memiliki arah. Beberapa besaran yang termasuk besaran vektor antaralain perpindahan, kecepatan, gaya, momentum, dan sebagainya. Besaran vektor biasanya dinyatakan nilai dan arahnya, misalnya sebuah benda bergerak dengan kecepatan 4 m/s ke kanan, atau sebuah benda berpindah 4 m ke kiri, dan sebagainya.
#2 Besaran Skalar
Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki nilai dan tidak memilik arah. Dengan kata lain, besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar saja, misalnya jarak tempuh, kelajuan, volume, tekanan, dan sebagainya.
D. Dimensi
Dimensi suatu besaran menunjukkan bagaimana cara suatu besaran tersebut tersusun dari besaran-besaran pokok. Dimensi umumnya dinyatakan dengan lambang atau huruf tertentu yang ditulis kapital dan diapit oleh tanda kurung siku. Penggunaan huruf biasanya disesuaikan dengan simbol besaran. Misalnya besaran panjang (l) memiliki dimensi [L], besaran massa (m) memiliki dimensi [M], begitu seterusnya.Untuk besaran turunan, dimensi ditentukan berdasarkan rumus besaran turunan tersebut yang kemudian dinyatakan dalam bentuk besaran pokok. Setelah besaran-besaran pokok yang menyusun besaran turunan diketahui, maka dimensinya dapat ditentukan sesuai dengan rumusnya. Berikut beberapa cntoh dimensi besaran turunan:
1). Percepatan (m/s2) → [L][T]-2
2). Gaya (kg m/s2) → [M][L][T]-2
3). Usaha (kg m2/s2) → [M][L]2[T]-2
4). Daya (kg m2/s3) → [M][L]2[T]-3
E. Penjumlahan Vektor
Misalkan dua buah gaya bekerja pada sebuah benda dengan arah yang berbeda, dimana kedua gaya tersebut membentuk sudut tertentu seperti terlihat pada gambar di bawah ini, maka besar resultan gaya yang dialami oleh benda tersebut dapat ditentukan dengan rumus cosinus.
#1 Resultan Dua Vektor
| R = F1 + F2 = √F12 + F22 + 2F1.F2 cos θ |
#2 Selisih Dua Vektor
| F1 - F2 = √F12 + F22 - 2F1.F2 cos θ |
Keterangan :
F1 = besaran vektor pertama
F2 = besaran fektor kedua
θ = sudut antara kedua vektor.
Rumus resultan vektor di atas sangat penting untuk dipahami karena sering digunakan pada soal-soal yang melibatkan besaran vektor seperti gaya, usaha, gaya gravitasi, gaya listrik, dan sebagainya. Rumus di atas umum digunakan untuk menentukan resultan gaya yang bekerja pada benda atau menentukan usaha total yang dilakukan dua buah gaya.
Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori fisika tentang besaran fisika dan satuannya yang dapat edutafsi bagikan, semoga dapat menjadi media pendukung pembelajaran. Jika rumus dan rangkuman ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
