IPA3Community
Rabu, 12 September 2012
Besaran dalam Fisika
Besaran dalam Fisika,
Besaran Turunan dan Besaran Pokok
Besaran Turunan adalah besaran yang terbentuk dari
satu atau lebih besaran pokok yang ada. Besaran adalah segala sesuatu yang
memiliki nilai dan dapat dinyatakan dengan angka.
Misalnya adalah luas yang merupakan hasil turunan
satuan panjang dengan satuan meter persegi atau m pangkat 2 (m^2). Luas didapat
dari mengalikan panjang dengan panjang.
Berikut ini adalah berbagai contoh besaran turunan
sesuai dengan sistem internasional / SI yang diturunkan dari sistem MKS (meter
- kilogram - sekon/second) :
- Besaran turunan energi satuannya joule dengan
lambang J
- Besaran turunan gaya satuannya newton dengan
lambang N
- Besaran turunan daya satuannya watt dengan
lambang W
- Besaran turunan tekanan satuannya pascal dengan
lambang Pa
- Besaran turunan frekuensi satuannya Hertz dengan
lambang Hz
- Besaran turunan muatan listrik satuannya coulomb
dengan lambang C
- Besaran turunan beda potensial satuannya volt
dengan lambang V
- Besaran turunan hambatan listrik satuannya ohm
dengan lambang ohm
- Besaran turunan kapasitas kapasitor satuannya
farad dengan lambang F
- Besaran turunan fluks magnet satuannya tesla
dengan lambang T
- Besaran turunan induktansi satuannya henry dengan
lambang H
- Besaran turunan fluks cahaya satuannya lumen
dengan lambang ln
- Besaran turunan kuat penerangan satuannya lux
dengan lambang lx
Besaran
Pokok, Tambahan dan Turunan Dalam Sistem Internasional / SI - Fisika
Sistem Internasional adalah sistem yang
dikembangkan dari sistem besaran metrik yang diresmikan di perancis tahun 1960.
Besaran pokok memiliki dimensi sedangkan besaran tambahan tidak memiliki
dimensi.
A. Tujuh
(7) besaran pokok sesuai Sistim Internasional / SI adalah :
1. Besaran pokok panjang satuannya meter dengan lambang
m
2. Besaran pokok suhu satuannya kelvin dengan
lambang K
3. Besaran pokok waktu satuannya detik/sekon dengan
lambang a
4. Besaran pokok arus listrik panjang satuannya
ampere dengan lambang A
5. Besaran pokok massa satuannya kilogram dengan
lambang kg
6. Besaran pokok intensitas cahaya satuannya
candela/kandela dengan lambang cd
7. Besaran pokok jumlah zat satuannya mole dengan
lambang mol
B. Dua
(2) besaran tambahan sesuai Sistem Internasional / SI yaitu :
1. Besaran tambahan sudut datar satuan radian
dengan lambang rad
2. Besaran tambahan sudut ruang satuan steradian
dengan lambang sr
Untuk
mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika, kita biasanya melakukan
pengamatan yang disertai dengan pengukuran. Pengamatan suatu gejala secara umum
tidaklah lengkap apabila tidak disertai data kuantitatif yang didapat dari
hasil pengukuran. Lord Kelvin, seorang ahli fisika berkata, bila kita dapat
mengukur yang sedang kita bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka,
berarti kita mengetahui apa yang sedang kita bicarakan itu.
Apa yang
Anda lakukan sewaktu melakukan pengukuran? Misal Anda mengukur panjang meja
belajar dengan menggunakan jengkal, dan mendapatkan bahwa panjang meja adalah 6
jengkal. Jadi, mengukur adalah membandingkan sesuatu yang diukur dengan sesuatu
lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Dalam pengukuran di atas Anda
telah mengambil jengkal sebagai satuan panjang.
Sesuatu
yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran. Contoh besaran
adalah panjang, massa, dan waktu. Besaran pada umumnya memiliki satuan. Panjang
memiliki satuan meter, massa memiliki satuan kilogram, dan waktu memiliki
satuan sekon. Tetapi nanti akan ada beberapa besaran yang tidak memiliki
satuan, misalnya indeks bias cahaya dan massa jenis relatif.
Sebelum
adanya standar internasional, hampir tiap negara menetapkan sistem satuannya
sendiri. Penggunaan bermacam-macam satuan untuk suatu besaran ini menimbulkan
kesukaran. Kesukaran pertama adalah diperlukannya bermacam-macam alat ukur yang
sesuai dengan satuan yang digunakan. Kesukaran kedua adalah kerumitan konversi
dari satu satuan ke satuan lainnya, misalnya dari jengkal ke kaki. Ini
disebabkan tidak adanya keteraturan yang mengatur konversi satuan-satuan
tersebut.
Akibat
kesukaran yang ditimbulkan oleh penggunaan sistem satuan yang berbeda maka
muncul gagasan untuk menggunkan hanya satu jenis satuan saja untuk
besaran-besaran dalam ilmu pengetahuan alam dan teknologi. Suatu perjanjian
internasional telah menetapkan satuan sistem internasional (Internasional
System of Units) disingkat satuan SI. Satuan SI ini diambil dari sistem metrik
yang telah digunakan di Perancis.
Besaran
Pokok
|
Satuan
|
Singkatan
|
Dimensi
|
panjang
|
meter
|
m
|
[L]
|
massa
|
kilogram
|
kg
|
[M]
|
waktu
|
sekon
|
s
|
[T]
|
kuat
arus listrik
|
ampere
|
A
|
[I]
|
Suhu
|
Kelvin
|
K
|
teta
|
jumlah
zat
|
mol
|
mol
|
[N]
|
intensitas
cahaya
|
candela
|
cd
|
[J]
|
Besaran
turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Dengan demikian
satuan besaran turunan diturunkan dari satuan besaran pokok. Sebagai contoh
adalah luas, volum, massa jenis, kecepatan, dan percepatan.
Besaran
Turunan
|
Rumus
|
Dimensi
|
Satuan
dan Singkatan
|
Luas
|
panjangXlebar
|
[L]2
|
m2
|
Volum
|
panjangXlebarXtinggi
|
[L]3
|
m3
|
Massa
jenis
|
massa/volum
|
[M][L]-3
|
kgm-3
|
Kecepatan
|
perpindahan/waktu
|
[L][T]-1
|
ms-1
|
Percepatan
|
kecepatan/waktu
|
[L][T]-2
|
ms-2
|
Gaya
|
massaXperpindahan
|
[M][L][T]-2
|
kgms-2
= newton (N)
|
Usaha
dan Energi
|
gayaXperpindahan
|
[M][L]2[T]-2
|
kgm2s-2
= joule (J)
|
Tekanan
|
gaya/luas
|
[M][L]-1[T]-2
|
kgm-1s-2
= pascal (Pa)
|
Daya
|
usaha/waktu
|
[M][L]2[T]-3
|
kgm2s-3
= watt (W)
|
Impuls
dan Momentum
|
gayaXwaktu
|
[M][L][T]-1
|
kgms-1
= Ns
|
Dimensi adalah cara penulisan
suatu besaran dengan menggunakan simbol besaran pokok atau bisa dikatak dimensi
adalah suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran
pokok. Apa pun jenis satuan besaran yang digunakan tidak memengaruhi dimensi
besaran tersebut, misalnya satuan panjang dapat dinyatakan dalam m, cm, km,
atau ft, keempat satuan itu mempunyai dimensi yang sama, yaitu L.
Di dalam mekanika, besaran pokok
panjang, massa, dan waktu merupakan besaran yang berdiri bebas satu sama lain,
sehingga dapat berperan sebagai dimensi. Dimensi besaran panjang dinyatakan
dalam L, besaran massa dalam M, dan besaran waktu dalam T. Persamaan yang
dibentuk oleh besaran-besaran pokok tersebut haruslah konsisten secara
dimensional, yaitu kedua dimensi pada kedua ruas harus sama. Dimensi suatu
besaran yang dinyatakan dengan lambang huruf tertentu, biasanya diberi tanda [
].
Untuk menentukan dimensi besaran
turunan maka kita harus mengetahui dimensi besaran pokok.
No
|
Besaran
|
Dimensi
|
1
|
Panjang
|
[L]
|
2
|
Massa
|
[M]
|
3
|
Waktu
|
[T]
|
4
|
Suhu
|
|
5
|
Kuat Arus
|
[I]
|
6
|
Intensitas cahaya
|
[J]
|
7
|
Jumlah zat
|
[N]
|
Langkah-langkah menentukan
dimensi suatu besaran turunan adalah:
1. Menuliskan rumus besaran
turunan
2. Menuliskan satuan besaran
3. Menentukan satuan besaran
Contoh: Untuk
menentukan satuan dan dimensi dari kecepatan adalah:
langkah 1: Kecepatan adalah perpindahan / waktu
v = s/t
langkah 2 : v = ms-1
langkah 3 : v = [L][T]-1
Volum
sebuah balok adalah hasil kali panjang, leaber dan tingginya (gambar 1).
Panjang, lebar, dan tinggi adalah besaran yang identik, yaitu ketiganya
memiliki dimensi panjang. Oleh karena itu, dimensi volum adalah panjang3. Jadi,
dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari
besaran-besaran pokok.
Dimensi
besaran pokok dinyatakan dengan lambang huruf tertentu (ditulis huruf besar)
dan diberi kurung persegi, seperti diperlihatkan pada tabel 3. Dengan alasan
praktis, sering dijumpai tanda kurung persegi ini dihilangkan. Dimensi suatu
besaran turunan ditentukan oleh rumus besaran turunan tersebut jika dinyatakan
dalam besaran-besaran pokok.
Dua
besaran atau lebih hanya dapat dijumlahkan atau dikurangkan jika kedua atau
semua besaran itu memiliki dimensi yang sama. Sebagai contoh kita tidak dapat
menjumlahkan besaran kecepatan dengan besaran percepatan. Jadi, A + B = C hanya
dapat kita jumlah jika ketiganya memilii dimensi yang sama.
Seringkali
kita dapat menentukan bahwa suatu rumus salah hanya dengan melihat dimensi atau
satuan dari kedua ruas persamaan. Sebagai contoh, ketika kita menggunakan rumus
A = 2.phi.r untuk menghitung luas. Dengan melihat dimensi kedua ruas persamaan,
yaitu [A] = L2 dan [2.phi.r] = L kita dengan cepat dapat menyatakan
bahwa rumus tersebut salah karena dimensi kedua ruasnya tidak sama. Tetapi
ingat, jika kedua ruas memiliki dimensi yang sama, itu tidak berarti bahwa
rumus tersebut benar. Hal ini disebabkan pada rumus mungkin terdapat suatu
angka atau konstanta yang tidak memiliki dimensi, misalnya Ek = 1/2 mv2
, di mana 1/2 tidak bisa diperoleh dari analisis dimensi.
Jika
dapat menentukan bagaimana suatu besaran bergantung pada besaran-besaran
lainnya, maka anda dapat menggunakan metode analisis dimensional untuk
menentukan suatu persamaan yang menghubungkan besaran-besaran tersebut. Anda harus
ingat karena dalam suatu persamaan mungkin muncul angka tanpa dimensi, maka
angka tersebut kita wakili dengan suatu konstanta tanpa dimensi, misalnya
konstanta k.
Langganan:
Postingan (Atom)