Konsep Besaran dan Satuan

Besaran dalam Fisika

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka, serta memiliki satuan. Dalam fisika, semua gejala alam dinyatakan dalam bentuk besaran agar dapat dianalisis secara kuantitatif. Besaran dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

Besaran pokok adalah besaran dasar yang tidak diturunkan dari besaran lain. Terdapat tujuh besaran pokok yang diakui secara internasional dalam Sistem Internasional (SI), yaitu:

Tabel Besaran Pokok dalam Sistem Internasional

Besaran Pokok	Simbol	Satuan SI	Simbol Satuan
Panjang	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>l</mi></math>	meter	m
Massa	𝑚	kilogram	kg
Waktu	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>t</mi></math>	sekon (detik)	s
Kuat arus listrik	𝐼	ampere	A
Suhu termodinamik	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>T</mi></math>	kelvin	K
Jumlah zat	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>n</mi></math>	mol	mol
Intensitas cahaya	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>Iv</mi></math>	kandela	cd

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok melalui hubungan matematis. Berikut adalah contoh besaran turunan beserta satuannya.

Tabel Besaran Turunan dalam Sistem Internasional

Besaran Turunan	Rumus Turunan	Satuan SI
Luas	panjang × panjang	m²
Volume	panjang × lebar × tinggi	m³
Kecepatan	panjang / waktu	m/s
Percepatan	kecepatan / waktu	m/s²
Gaya	massa × percepatan	newton (N) = kg·m/s²
Tekanan	gaya / luas	pascal (Pa) = N/m²
Energi	gaya × jarak	joule (J) = N·m
Daya	energi / waktu	watt (W) = J/s

Standar Satuan Besaran Pokok

Untuk menjamin keseragaman pengukuran di seluruh dunia, satuan SI didasarkan pada standar yang disepakati secara internasional dan terus diperbarui dengan teknologi modern. Berikut adalah penjelasan singkat standar untuk masing-masing besaran pokok:

Panjang adalah besaran yang menyatakan jarak antara dua titik dalam ruang. Satuan panjang dalam SI adalah meter (m). Definisi modern meter berdasarkan kecepatan cahaya yaitu, 1 meter adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam vakum selama 1/299.792.458 detik.

Massa menyatakan jumlah materi dalam suatu benda dan berbeda dengan berat yang bergantung pada gravitasi. Satuan massa dalam SI adalah kilogram (kg). Sejak 2019, definisi kilogram tidak lagi bergantung pada artefak fisik, tetapi berdasarkan konstanta Planck (h) yaitu, 1 kilogram didefinisikan sebagai nilai tetap dari konstanta Planck sebesar 6,62607015 × 10⁻³⁴ joule detik (J· s).

Waktu adalah besaran yang mengukur durasi suatu peristiwa. Satuan waktu dalam SI adalah sekon (s). Satu sekon didefinisikan berdasarkan osilasi atom cesium-133 yaitu,1 sekon adalah durasi 9.192.631.770 periode radiasi dari transisi antara dua tingkat energi tertentu dalam atom cesium-133.

Kuat arus listrik mengukur jumlah muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar per satuan waktu. Satuan kuat arus listrik dalam SI adalah ampere (A). Definisi modern ampere didasarkan pada muatan listrik dasar (e) yaitu, 1 ampere adalah arus listrik yang setara dengan aliran muatan sebesar 1/1,602176634 × 10⁻¹⁹ coulomb per detik.

Suhu menyatakan tingkat panas atau dinginnya suatu benda. Satuan suhu dalam SI adalah kelvin (K). Definisi kelvin didasarkan pada titik tetap termodinamika yaitu, 1 kelvin adalah 1/273,16 dari suhu termodinamika titik tripel air (di mana air berada dalam kesetimbangan fase padat, cair, dan gas).

Jumlah zat mengukur banyaknya partikel (atom, ion, atau molekul) dalam suatu zat. Satuan jumlah zat dalam SI adalah mol (mol). Definisi mol berdasarkan konstanta Avogadro yaitu, 1 mol mengandung tepat 6,02214076 × 10²³ entitas elementer (seperti atom atau molekul).

Intensitas cahaya menyatakan kekuatan pancaran cahaya dalam arah tertentu. Satuan intensitas cahaya dalam SI adalah kandela (cd). Definisi kandela didasarkan pada pancaran radiasi monokromatik yaitu, 1 kandela adalah intensitas cahaya yang dipancarkan oleh sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 × 10¹² Hz dan memiliki intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian.

Dimensi Besaran Fisika

Dimensi adalah cara menyatakan suatu besaran fisika dalam bentuk besaran pokok. Setiap besaran turunan dapat diuraikan ke dalam dimensi berdasarkan hubungan matematisnya.

• Memeriksa kesetaraan rumus (analisis dimensional)

• Menurunkan rumus baru

• Mengkonversi satuan secara tidak langsung

Tabel Dimensi Besaran Fisika

Besaran	Rumus Fisika	Dimensi
Kecepatan	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>v</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>t</mi></mrow></mfrac></math>	L T⁻¹
Percepatan	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>a</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>v</mi></mrow><mrow><mi>t</mi></mrow></mfrac></math>	L T⁻²
Gaya	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>F</mi><mspace width="0.35em"/><mo>=</mo><mspace width="0.35em"/><mi>m</mi><mspace width="0.35em"/><mo>⋅</mo><mi>a</mi></math>	M L T⁻²
Tekanan	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>P</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>F</mi></mrow><mrow><mi>A</mi></mrow></mfrac></math>	M L⁻¹ T⁻²
Energi	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>E</mi><mspace width="0.35em"/><mo>=</mo><mspace width="0.35em"/><mi>F</mi><mspace width="0.35em"/><mo>⋅</mo><mi>s</mi></math>	M L² T⁻²
Daya	<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>P</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>E</mi></mrow><mrow><mi>t</mi></mrow></mfrac></math>	M L² T⁻³