Konsep Pengukuran

Konsep satuan ukur pada fisika
Konsep satuan ukur pada fisika.
Daftar Isi

Pengukuran

Bisakah teknologi di dunia ini berjalan begitu baiknya tanpa mengetahui satuan ukur (metric)?

Pesawat bisa terbang pada ketinggian tertentu, roket dengan sukses mengantarkan satelit menuju suatu orbit, mesin CNC bisa memanufaktur benda dengan tingkat presisi yang tinggi, dan masih banyak lagi.

Semua hal yang bisa dilihat, dirasakan (raba), dan didengar, tentu kita perlu hal yang mengkuantifikasi hal tersebut. Tidak bisa kita hanya mengatakan "pokoknya panjangnya sekian", "ya segitulah lamanya", "yang pasti panas deh!", "intinya pendek ukurannya", dan sejenisnya.

Entah bagaimana nasibnya ilmu teknik dan sains yang ada di muka bumi ini, tanpa adanya satuan ukur. Atau bahkan bisa jadi gak akan lahir dua ilmu tersebut.

Maka dari itu, di sini akan dibahas tentang bagaimana ukuran-ukuran yang ada di sekitar kita didefinisikan.

Pada dasarnya, dengan adanya satuan kita dapat menyatakan hal-hal di alam kedalam angka, sehingga representasinya menjadi lebih konkrit.

Standard International

Di dalam subjek fisika, terdapat suatu standar yang digunakan untuk setiap satuan ukur. Tujuannya supaya dapat memahami data lebih mudah, seperti contoh pengambilan data pada suatu negara akan dimengerti juga oleh orang lain dari tempat yang berbeda.

Seperti misal, panjang memiliki satuan ukur meter, waktu memiliki satuan ukur detik/sekon (second) dan sebagainya. Maka semua orang yang di bumi ini sepakat dengan satuan tersebut. Bahkan untuk pengukuran di luar angkasa pun sama mengacu pada satuan yang sama.

Dengan adanya ketetapan ini, maka setiap elemen akan didasari dari satuan tersebut. Seperti misal panjang, maka ukurannya merupakanlah kelipatan dari satuan ukur tersebut, misal 2 meter, 17 meter dan sebagainya.

Sekelompok satuan ukur tersebut dinamakan satuan SI atau Standard International. Satuan standar ini secara mendasari 7 ukuran, yaitu.

  1. Panjang
  2. Waktu
  3. Massa
  4. Arus Listrik
  5. Temperatur
  6. Jumlah Mol
  7. Intensitas Cahaya

Di sini akan dibahas hanya 3 ukuran saja yaitu panjang, waktu , dan massa. Terus yang lainnya gimana? Tenang, di setiap materi ISENG Belajar akan ada pengenalan besara-besaran tersebut, dan dibahas lebih mendalam.

Panjang

Dalam satuan standar internasional, panjang diukur melakukan perbandingan dengan satuan bernama meter.

Di antara tukang iseng mungkin bertanya, bagaimana ketetapan meter ini muncul? Padahal sebelum satuan ini ditemukan manusia belum punya dasar untuk menentukannya, ya gak?

Satuan meter ini didasarkan oleh jarak yang ditempuh oleh cahaya selama \frac{1}{299{,}792{,}458} detik saat berada di ruang hampa.

Mengapa Menggunakan Cahaya?

Ketetapan ini sudah mengalami perubahan hingga tiga kali sebelumnya, dengan berbagai macam faktor. Salah satu alasan menggunakan satuan di atas yaitu, karena ketersediannya yang tahan lama.

Mengapa demikian, sebab sebelumnya meter didefinisikan oleh panjang suatu batang logam. Keberadaan batang logam yang dimaksud yang bisa saja hilang atau apapun itu, menjadikan adanya perubahan ketetapan dengan memanfaatkan cahaya.

Terlebih lagi, mengingat cahaya selalu memiliki sifat yang sama mau diukur kapanpun dimanapun saat berada di ruang hampa.

Detik

Sebelumnya, kita semua sepakat kan kalau pewaktuan juga merupakan hal yang penting. Sangat tidak mungkin ketika seorang ilmuwan menyatakan suatu kejadian dengan mengatakan, "pas lagi siang tadi".

Dalam kehidupan sehari-hari juga kita sering memanfaatkannya, seperti bertanya "Kapan pelajaran fisika dimulai?" dan "Jam berapa istirahat selesai?".

Satuan panjang sebelumnya juga melibatkan detik dalam penentuannya, yakni seberapa lama cahaya tersebut menempuh jarak tertentu. Lantas bagaimana asal mula detik ini?

Satu detik didefinisikan sebagai lama yang diperlukan untuk berosilasi sebanyak 9{,}192{,}631{,}770 oleh cahaya yang diemisikan oleh atom cesium-133

Masalah Konsistensi

Sebenarnya bisa saja para ilmuwan menggunakan dasar pewaktuan menggunakan sesuatu yang berulang. Seperti contoh, malam siang berganti malam, bisa jadi karena alasan konsistensi.

Karena kalau kalian pikir-pikir lagi, terkadang jam 5 sore terasa terang banget kayak masih siang, dan terkadang juga udah gelap banget, padahal gak mendung.

Apabila teman-teman tertarik Untuk melihat waktu secara presisi pada lokasi kalian, tukang iseng bisa mengeceknya pada tautan berikut https://www.time.gov/.

Massa

Satuan ukur massa didefinisikan sebagai 1\,\text{kg} (kilogram) yaitu massa suatu silinder bermaterial platinum dan iridium dengan ukuran 3.9\,\text{cm} untuk diameter dan tingginya.

Terdapat Dua Standar

Uniknya, satuan massa ini ternyata gak hanya ada satu ternyata. Ada acuan lainnya dan gak kalah presisi, yaitu memanfaatkan massa dari atom karbon-12.

Terdapat dua satuan massa yang dijadikan standar, yang pertama menggunakan silinder platinum dan iridium, yang kedua menggunakan atom karbon-12.

Dalam kehidupan sehari-hari juga kita sering memanfaatkan konsep ini, yang paling sederhana yaitu ketika membeli sesuatu yang diukur berdasarkan bobotnya.

Nantinya konsep yang satu ini bakal kepakai banget untuk belajar fisika terutama pada cabang mekanika. Ada kaitannya dengan bagaimana suatu benda bergerak, serta hubungannya dengan energi.

Prefiks Satuan Ukur

Tadi tukang iseng telah melihat adanya prefiks c pada satuan meter, contoh 3.9\,\text{cm}, ada juga k pada gram, misal 1\,\text{kg}.

Prefiks tersebut digunakan ketika banyaknya angka yang merepresentasikan suatu nilai terlalu panjang.

Misal jarak antara kota Bandung dengan Jakarta yaitu sekitar 100\,\text{km}, prefiks tersebut digunakan untuk menyederhanakan penulisan 100{,}000\,\text{m}. Contoh sebelumnya, 3.9\,\text{cm} merupakan representasi lain dari 0.039\,\text{m}.

Berikut adalah daftar prefiks yang umum digunakan.

PrefiksFaktor
G (giga)109
M (mega)106
k (kilo)103
h (hekta)102
da (deka)101
d (desi)10-1
c (senti)10-2
m (mili)10-3
\mu (mikro)10-6
n (nano)10-9
p (piko)10-12

Berlaku juga untuk ukuran massa. Misal kita memiliki data massa suatu karung beras sebesar 10{,}000\,\text{g} (tanpa prefiks adalah 10^{0}=1). Apabila ingin dikonversi menjadi \text{kilogram} maka kalikan dengan faktor sekarang yaitu (1) dibagi dengan faktor prefiks yang diinginkan yaitu \text{kilo} atau 10^{3}. Menjadi 10{,}000\times\frac{1}{10^3}=10\,\text{kg}.

Pada pewaktuan, umumnya digunakan menit untuk menyatakan 60 detik, jam merepresentasikan 60 menit, hari sebagai 24 jam dan seterunya. Namun untuk faktor dibawah 101, seperti 10-1 sama seperti yang satuan lainnya.

Konversi Prefiks

Secara umum, konversi prefiks satuan ini bisa dilakukan menggunakan langkah-langkah seperti berikut.

  1. Tentukan besar skala dari prefiks yang ingin diubah. Misal 91\,\text{hm}, berarti skalanya adalah 102.
  2. Cari besar skala prefiks yang dijadikan target. Contoh ingin dijadikan \text{mm}, yang besarnya adalah 10-3.
  3. Hasil konversinya adalah nilai yang ingin diubah dikali dengan perbandingan antara skala awal dengan skala akhir. Berdasarkan pemisalan tadi, maka 91\cdot\frac{10^2}{10^{-3}}, hasilnya yaitu 91\times10^5\,\text{mm}.

Satuan Turunan

Apa yang telah kita pelajari sebelumnya merupakan besaran yang dinamakan sebagai besaran pokok. Di dunia fisika, untuk merepresentasikan fenomena-fenomena di alam tidak cukup jika mengandalkan besaran tersbut.

Terdapat berbagai macam acuan lainnya yang dinamakan sebagai besaran turunan, yang merupakan kombinasi antara besaran pokok. Contoh yang paling umum dan sering didengar yaitu kecepatan.

Kecepatan

Kecepatan merupakan seberapa besar perpindahan suatu objek dalam satu satuan waktu. Dari definisinya sudah terlihat bahwa kecepatan terdiri dari dua satuan ukuran, yaitu jarak/panjang dan waktu.

Dalam fisika, satuan ukur ini disebut sebagai satuan turunan, karena disusun oleh dua satuan ukur. Standarnya disimbolkan oleh \frac{m}{s} atau m/s.

Kerapatan Massa

Contoh lainnya adalah kerapatan massa atau mass density yang didefinisikan sebagai massa dibagi volume \frac{kg}{m^3} atau kg/m^3.

Besaran ini menunjukkan seberapa besar massa yang dimiliki oleh sebuah benda dalam satu satuan volume tertentu. Pada materi mengenai fluida (zat yang dapat bergerak), konsep ini akan sering terpakai untuk mengetahui apakah suatu benda akan tenggelam atau mengapung di dalam air.

Frekuensi

Ukuran yang satu ini menyatakan seberapa sering sebuah kejadian, misal gerakan bolak-balik atau osilasi, terjadi dalm 1 detik. Satuannya adalah \text{Hz} atau dibaca hertz, yang tak lain adalah \frac{1}{s}.

Pada materi tentang gelombang, frekuensi akan sangat membantu dalam mendeskripsikan salah satu karakteristik gelombang. Menentukan seberapa cepat sebuah gelombang dapat terbentuk.

Label

Komentar

Search icon