Dalam dunia ilmu pengetahuan, terutama di bidang fisika, istilah "besaran pokok" dan "besaran turunan" sering muncul. Kedua konsep ini menjadi dasar untuk memahami berbagai pengukuran dan perhitungan yang digunakan dalam eksperimen maupun teori. Besaran pokok adalah besaran yang tidak bergantung pada besaran lain dan sudah ditetapkan secara internasional, sedangkan besaran turunan merupakan hasil dari kombinasi atau pengurangan antara beberapa besaran pokok. Dengan memahami kedua jenis besaran ini, kita dapat lebih mudah mengidentifikasi satuan dan dimensi suatu besaran, serta menerapkannya dalam berbagai situasi nyata.
Besaran pokok memiliki tujuh jenis yang telah ditetapkan oleh komunitas ilmuwan global. Setiap besaran memiliki satuan standar dan dimensi tertentu, seperti panjang (meter), massa (kilogram), waktu (sekon), suhu (kelvin), kuat arus listrik (ampere), intensitas cahaya (candela), dan jumlah zat (mol). Sementara itu, besaran turunan bervariasi tergantung pada bagaimana mereka dibentuk dari besaran pokok. Contoh besaran turunan meliputi luas, volume, kecepatan, gaya, dan energi. Pemahaman tentang besaran pokok dan turunan sangat penting dalam studi fisika, karena membantu dalam menyelesaikan berbagai masalah teknis dan matematis.
Selain itu, pemahaman ini juga memberikan dasar untuk mengenali alat ukur yang digunakan dalam pengukuran, seperti mistar, jangka sorong, mikrometer, stopwatch, dan neraca. Setiap alat memiliki ketelitian dan cara penggunaan yang berbeda-beda, sehingga penting untuk memahami cara menggunakannya agar hasil pengukuran akurat. Selain itu, kesalahan dalam pengukuran juga bisa terjadi, baik itu kesalahan sistematis, acak, keteledoran, maupun ketidakpastian. Oleh karena itu, penting untuk selalu memperhatikan prosedur pengukuran dan memahami sumber-sumber kesalahan yang mungkin terjadi.
Dengan demikian, artikel ini akan menjelaskan secara rinci tentang pengertian besaran pokok dan besaran turunan, contoh-contoh besaran tersebut, serta bagaimana mereka digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Artikel ini juga akan menyertakan informasi tentang dimensi, alat ukur, dan contoh soal yang relevan, sehingga pembaca dapat memahami konsep-konsep ini dengan lebih baik.
Pengertian Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan secara mandiri dan tidak bergantung pada besaran lain. Dalam ilmu fisika, terdapat tujuh besaran pokok yang telah ditetapkan secara internasional, yaitu:
- Panjang: Satuan dalam SI adalah meter (m) dengan dimensi [L].
- Massa: Satuan dalam SI adalah kilogram (kg) dengan dimensi [M].
- Waktu: Satuan dalam SI adalah detik (s) dengan dimensi [T].
- Suhu: Satuan dalam SI adalah kelvin (K) dengan dimensi [θ].
- Kuat Arus Listrik: Satuan dalam SI adalah ampere (A) dengan dimensi [I].
- Intensitas Cahaya: Satuan dalam SI adalah candela (cd) dengan dimensi [J].
- Jumlah Zat: Satuan dalam SI adalah mol (mol) dengan dimensi [N].
Setiap besaran pokok memiliki definisi dan satuan yang pasti, sehingga menjadi dasar bagi semua pengukuran dalam fisika. Misalnya, 1 meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang vakum selama 1/299.792.458 detik. Sedangkan 1 kilogram adalah massa silinder platinum-iridium yang disimpan di Perancis.
Besaran pokok tidak dapat dinyatakan dalam bentuk besaran lain, sehingga menjadi fondasi untuk memahami besaran turunan. Dengan adanya besaran pokok, ilmuwan dapat membuat standar pengukuran yang konsisten dan dapat dipercaya di seluruh dunia.
Pengertian Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang diperoleh dari kombinasi atau hubungan antara dua atau lebih besaran pokok. Berbeda dengan besaran pokok, besaran turunan bergantung pada besaran pokok yang telah ditetapkan. Contoh besaran turunan meliputi:
- Luas: Diperoleh dari perkalian panjang dan lebar, dengan satuan meter persegi (m²).
- Volume: Diperoleh dari perkalian panjang, lebar, dan tinggi, dengan satuan meter kubik (m³).
- Kecepatan: Diperoleh dari pembagian jarak dengan waktu, dengan satuan meter per detik (m/s).
- Gaya: Diperoleh dari perkalian massa dengan percepatan, dengan satuan newton (N).
- Energi: Diperoleh dari perkalian gaya dengan jarak, dengan satuan joule (J).
- Tekanan: Diperoleh dari pembagian gaya dengan luas, dengan satuan pascal (Pa).
Setiap besaran turunan memiliki rumus, satuan, dan dimensi yang berbeda-beda. Contohnya, dimensi dari kecepatan adalah [L][T]⁻¹, sedangkan dimensi dari gaya adalah [M][L][T]⁻². Dengan memahami dimensi, kita dapat mengecek apakah suatu persamaan fisika benar atau tidak.
Besaran turunan juga memiliki satuan yang bervariasi, tergantung pada besaran pokok yang digunakan. Misalnya, satuan untuk kecepatan adalah meter per detik (m/s), sedangkan satuan untuk gaya adalah newton (N). Oleh karena itu, penting untuk memahami hubungan antara besaran pokok dan besaran turunan agar dapat melakukan perhitungan yang tepat.
Contoh Besaran Pokok dan Turunan
Berikut ini adalah beberapa contoh besaran pokok dan turunan beserta satuan dan dimensinya:
Besaran Pokok
| Nama Besaran | Simbol | Satuan | Dimensi |
|---|---|---|---|
| Panjang | l | meter (m) | [L] |
| Massa | m | kilogram (kg) | [M] |
| Waktu | t | sekon (s) | [T] |
| Suhu | T | kelvin (K) | [θ] |
| Kuat Arus | I | ampere (A) | [I] |
| Intensitas Cahaya | I | candela (cd) | [J] |
| Jumlah Zat | n | mol (mol) | [N] |
Besaran Turunan
| Nama Besaran | Simbol | Satuan | Rumus | Dimensi |
|---|---|---|---|---|
| Luas | A | m² | l × l | [L]² |
| Volume | V | m³ | l × l × h | [L]³ |
| Kecepatan | v | m/s | s/t | [L][T]⁻¹ |
| Gaya | F | N | m × a | [M][L][T]⁻² |
| Energi | E | J | F × s | [M][L]²[T]⁻² |
| Tekanan | P | Pa | F/A | [M][L]⁻¹[T]⁻² |
Contoh lainnya adalah massa jenis, yang dinyatakan dalam satuan kilogram per meter kubik (kg/m³) dan dimensinya adalah [M][L]⁻³. Ini diperoleh dari pembagian massa (kg) dengan volume (m³).
Dimensi Besaran Pokok dan Turunan
Dimensi adalah cara untuk menyusun suatu besaran berdasarkan besaran pokok yang menyusunnya. Dengan menggunakan lambang atau huruf tertentu dalam kurung siku ([ ]), kita dapat menunjukkan hubungan antara besaran turunan dan besaran pokok.
Misalnya: - Dimensi Volume: [L]³ (karena volume diperoleh dari panjang × lebar × tinggi). - Dimensi Kecepatan: [L][T]⁻¹ (karena kecepatan adalah jarak per waktu). - Dimensi Gaya: [M][L][T]⁻² (karena gaya adalah massa × percepatan).
Dengan memahami dimensi, kita dapat memverifikasi apakah suatu persamaan fisika benar atau tidak. Jika dimensi dari kedua sisi persamaan tidak sama, maka persamaan tersebut salah.
Alat Ukur Besaran Pokok dan Turunan
Untuk mengukur besaran pokok dan turunan, terdapat berbagai alat ukur yang digunakan, antara lain:
- Mistar: Digunakan untuk mengukur panjang dengan skala utama dan skala terkecil.
- Jangka Sorong: Digunakan untuk mengukur panjang dengan ketelitian yang lebih tinggi daripada mistar.
- Mikrometer Ulir: Digunakan untuk mengukur ketebalan atau diameter benda dengan ketelitian tinggi.
- Stopwatch: Digunakan untuk mengukur waktu.
- Neraca: Digunakan untuk mengukur massa.
Setiap alat memiliki ketelitian dan cara penggunaan yang berbeda. Misalnya, mistar memiliki ketelitian 0,05 cm, sedangkan mikrometer ulir memiliki ketelitian 0,005 mm. Oleh karena itu, penting untuk memilih alat ukur yang sesuai dengan kebutuhan pengukuran.
Kesalahan dalam Pengukuran
Dalam pengukuran, kesalahan bisa terjadi karena berbagai faktor, seperti: - Kesalahan Sistematis: Kesalahan yang terjadi karena ketidakakuratan alat ukur atau metode pengukuran. - Kesalahan Acak: Kesalahan yang terjadi karena variasi dalam pengamatan atau lingkungan. - Keteledoran: Kesalahan yang terjadi karena kurang hati-hati dalam membaca skala atau melakukan pengukuran. - Ketidakpastian: Ketidakpastian terjadi karena batas ketelitian alat ukur dan kemampuan manusia dalam membaca skala.
Untuk mengurangi kesalahan, penting untuk melakukan pengukuran secara berkala dan menggunakan alat ukur yang telah dikalibrasi.
Contoh Soal Besaran Pokok dan Turunan
Berikut ini adalah contoh soal besaran pokok dan turunan:
Soal 1:
Hasil pengukuran kapasitas panas C suatu zat padat sebagai fungsi temperatur T dinyatakan oleh persamaan C = aT + bT³. Satuan untuk a dan b yang mungkin adalah...
Penyelesaian:
Kapasitas panas memiliki satuan JK⁻¹. Untuk memenuhi persamaan C = aT + bT³, maka:
- Satuan a = JK⁻²
- Satuan b = JK⁻⁴
Jadi, jawaban yang benar adalah: JK⁻² untuk a dan JK⁻⁴ untuk b.
Soal 2:
Jika sebuah benda memiliki massa 2 kg dan volume 0,5 m³, hitunglah massa jenisnya!
Penyelesaian:
Massa jenis = massa / volume = 2 kg / 0,5 m³ = 4 kg/m³.
Dengan memahami konsep besaran pokok dan turunan, kita dapat menyelesaikan berbagai masalah fisika dengan lebih mudah dan akurat. Dengan demikian, pemahaman ini sangat penting dalam studi ilmu pengetahuan dan teknologi.
0Komentar