Skip to main content

Besaran dan Satuan

Besaran dan Satuan

Besaran adalah suatu hal yang dapat diukur dengan nilai dan memiliki satuan. Sedangkan satuan adalah acuan pembanding dalam pengukuran. Para fisikawan dan matematikawan mengelompokkan besaran dan satuan dalam beberapa sistem pengukuran. Sistem pengukuran yang paling banyak digunakan di dunia saat ini adalah sistem Meter-Kilogram-Second (MKS) atau biasa disebut Sistem Internasional (SI).

A.  Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang paling dasar, independen, dan tidak dapat dijabarkan lagi ke besaran lain. Terdapat 7 besaran pokok yang digunakan dalam satuan Sistem Internasional yang terlihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Sistem Internasional Besaran Pokok


Tujuh satuan besaran pokok diatas memiliki definisi masing-masing dan empat diantaranya kilogram, ampere, kelvin, dan mole diperbarui oleh  International Bureau of Weights and Measures (sebuah organisasi internasional yang melakukan penelitian dan pengawasan ilmu dan standar pengukuran) pada saat ulang tahun ke-144 Treaty of the Metre (Pakta Meter), 20 Mei 2019.

Berikut definisi dari masing-masing satuan besaran pokok dalam sistem internasional :

  • 1 sekon didefinisikan waktu yang dibutuhkan atom Cesium-133 untuk berosilasi sebanyak 9.192.631.770 kali. Pada 1955, Louis Essen menggunakan atom Cesium untuk pembuatan jam atom pertama sebagai standar waktu, Dari masa ke masa jam atom mengalami berbagai peningkatan dengan tingkat akurasi yang makin tinggi. Jam atom NIST-F2 dianggap terbaik saat ini dan diklaim tidak akan mengalami pertambahan dan pengurangan waktu satu sekon dalam 300 juta tahun.

Gambar 1.1 Jam atom NIST-F2 digunakan sebagai standar waktu di Amerika Serikat. (Sumber : nist.gov)


  • 1 meter adalah panjang yang dilewati oleh cahaya dalam ruang hampa udara selama 1/299.792.458 sekon. Para fisikawan di NIST (National Institute of Standards and Technology) yang dipimpin oleh Ken Evenson, Jan Hall, dan Don Jennings melakukan serangkaian percobaan untuk mengukur kecepatan cahaya menggunakan cahaya laser yang diinteraksikan dengan gas metana sehingga dapat menghasilkan frekuensi yang sangat stabil. Percobaan menghasilkan kecepatan cahaya sebesar 299.792.456,2 ± 1.1 m/s. Pada General Conference on Weights and Measures (konferensi umum untuk ukuran dan timbangan) tahun 1983, para ilmuwan bersepakat untuk menetapkan nilai konstanta untuk kecepatan cahaya sebesar 299.792.458 m/s dengan simbol c.

Gambar 1.2 Percobaan yang dilakukan Ken Evenson dan timnya di NIST (National Institute of Standards and Technology), Colorado, Amerika Serikat untuk mengukur kecepatan cahaya. (Sumber : nist.gov)

  • 1 kilogram didefinisikan menggunakan nilai konstanta Planck (h) sebesar 6,62607015 × 10-34 J s atau kg m2 s-1 dimana meter dan sekon didefinisikan dalam nilai konstanta cahaya (c) dan frekuensi atom cesium-133 (∆vCs). Definisi baru dibuat karena standar kilogram sebelumnya yang menggunakan massa silinder logam dari 90 % platina dan 10 % iridium sudah tidak relevan karena telah mengalami perubahan akibat reaksi sebesar 50 μg. Para ilmuwan sepakat menggunakan konstanta karena tidak akan mengalami perubahan selamanya. Dalam menetapkan nilai konstanta Planck, para ilmuwan menggunakan alat bernama Kibble Balance, alat yang dianggap paling akurat dalam mengukur massa menggunakan arus dan tegangan listrik sebagai penyeimbang gaya.

    Gambar 1.4 NIST-4 Kibble Balance, mesin timbangan dengan tingkat keakuratan yang tinggi. (Sumber : nist.gov)


  • 1 ampere adalah kuat arus listrik yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik 1 coulomb dalam 1 sekon. 1 coulomb mengandung 6,2415090744 × 1018  proton atau muatan 1 proton sama dengan 1,602176634 × 10−19 C. Nilai muatan 1,602176634 × 10−19 C tersebut dijadikan konstanta muatan dasar dengan simbol (e).
  •  1 kelvin sama dengan perubahan dalam temperatur termodinamika sehingga menyebabkan perubahan energi termal sebesar 1,380649×10−23 J. Perubahan energi termal didapatkan dengan mengalikan 1 kelvin dengan konstanta Boltzmann (k).
  • 1 mol mengandung 6.02214076 × 1023 partikel, seperti atom, molekul, ion atau elektron. Nilai tersebut tersebut didapatkan dari nilai tetapan bilangan Avogrado (NA) 6.02214076 × 1023 / mol.
  • 1 candela setara dengan sumber cahaya monokrom yang memancarkan radiasi pada frekuensi 540 × 1012 Hz dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 Watt per steradian.

B.  Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang penyusunnya terdiri dari unsur besaran pokok. Perbedaan besaran pokok dan turunan terlihat pada Gambar 1.5.

Gambar 1.5 Korelasi besaran pokok dan turunan. (Sumber : nist.gov)

C.  Dimensi

Analisis dimensi digunakan untuk mengetahui sifat dan susunan suatu besaran. Daftar besaran umum dengan dimensi dan satuannya tertera pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Besaran Turunan Umum dengan Dimensi dan Satuannya

D.  Besaran Vektor dan Skalar

Besaran skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai saja. Sedangkan besaran vektor adalah besaran yang tidak hanya mempunyai nilai tetapi mempunyai arah. Contoh besaran vektor dan skalar tertera pada Tabel 1.3.

                                                                        Tabel 1.3 Besaran Umum dan Skalar

Labels:
Location: Surabaya, Surabaya City, East Java, Indonesia

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Eksponen dan Logaritma

Eksponen dan Logaritma    A. Eksponen Eksponen atau pangkat adalah operasi matematika yang menentukan seberapa banyak menggunakan bilangan dasar dalam perkaliannya sendiri.  Pernyataan eksponen dalam persamaan adalah sebagai berikut:     dengan, x sebagai bilangan dasar atau basis dan   n sebagai bilangan pangkat atau eksponen Contoh :          Dalam hal ini, 2 (sebagai bilangan dasar) muncul sebanyak 3 kali ( n faktor) dalam perkaliannya sendiri yang menghasilkan nilai 8. A.1. Aturan Eksponen Aturan penggunaan eksponen dalam matematika tertuang pada tabel 1.1. B. Eksponen Pecahan (Bentuk Akar) Akar dalam matematika dapat dijadikan dalam bentuk pangkat pecahan. dengan, m sebagai tingkat derajat akar dan n sebagai bilangan pangkat dalam akar. B.1. Aturan Bentuk Akar Aturan penggunaan akar dalam matematika tertuang pada tabel 1.2. B.2. Merasionalkan ...
Post a Comment
Read more

Matriks

Matriks Didefinisikan sebagai susunan angka dalam bentuk segi empat dan dapat digunakan untuk mempresentasikan suatu sistem persamaan linear. m menyatakan urutan baris dan n menyatakan urutan kolom. Dengan penulisan ordo matriks . A. Penjumlahan Matriks Operasi penjumlahan dua matriks dilakukan antara nilai yang memiliki posisi baris dan kolom yang sama. B. Pengurangan Matriks Sama halnya seperti penjumlahan, pengurangan dua matriks dilakukan antara nilai yang memiliki posisi baris dan kolom yang sama. C. Perkalian Matriks dengan Konstanta Kita dapat mengalikan suatu matriks dengan sebuah konstanta (pada kasus ini konstanta = 2) dengan cara seperti dibawah ini. D. Perkalian antar Matriks Dilakukan dengan cara mengalikan antara elemen-elemen pada baris dengan elemen-elemen pada kolom lalu dijumlahkan. Berikut contoh perkalian antar matriks ordo 3 × 3. E. Transpose Matri...
Post a Comment
Read more