Besaran dan Satuan : Besaran Pokok

Prev : Besaran dan Satuan : Pengukuran

Pada artikel sebelumnya kita telah membahas beberapa hal terkait dengan pengukuran. Seperti yang telah dijelaskan, pengukuran dilakukan untuk mengetahui ciri-ciri atau besaran tertentu dari suatu objek dalam angka dan satuan, atau secara kuantitatif. Dalam artikel tersebut kita menggunakan kayu sebagai objek, dan kita telah membahas cara mengetahui atau mengukur besaran panjang dari kayu tersebut. Perlu diketahui bahwa suatu objek memiliki ciri-ciri lain selain dari ukuran panjang, seperti massa, suhu, bahkan umur kayu yang memiliki cara pengukuran yang cukup rumit. Dalam artikel ini kita tidak akan membahas secara spesifik cara melakukan pengukuran untuk besaran-besaran tersebut, melainkan kita akan berkenalan pada besaran-besaran apa saja yang dapat menjadikan ciri-ciri suatu objek.

Bayangkan kita sedang membawa dua kayu. Tentunya otot-otot yang ada pada tubuh kita dapat menentukan mana kayu yang lebih berat dan mana yang lebih ringan. Fakta ini dapat memberikan kita besaran lain yang dapat membedakan kedua kayu tersebut. Besaran ini disebut besaran massa yang telah kita singgung sebelumnya. Selanjutnya, selama kita membawa kayu tersebut, indra peraba yang kita miliki juga dapat memberikan informasi mana kayu yang lebih panas. Dengan demikian, terdapat besaran lain yang kita kenal sebagai suhu. Selain itu apabila kita mengetahui kapan kedua kayu tersebut diolah menjadi kayu yang siap digunakan, maka kita dapat menentukan mana kayu yang lebih tua dan yang lebih muda. Ini memberikan kita besaran lain yang menjadikan salah satu ciri kayu, yaitu besaran waktu.

Sekarang, anggaplah bahwa kedua kayu tersebut diberi lampu yang masing-masing terhubung pada baterai sehingga kedua lampu tersebut menyala dengan pencahayaan yang berbeda. Mata kita dapat mengetahui mana yang gelap dan mana yang terang. Oleh karena itu dari perbandingan ini kita mendapatkan besaran lain, yaitu intensitas cahaya. Tidak hanya itu, apabila kita cukup berani, kita dapat menyentuh masing-masing kedua sambungan lampu-baterai tersebut. Apabila salah satu rangkaian memberikan kejutan listrik yang lebih besar dari yang lainnya, maka kita dapat menemukan besaran baru, yaitu arus listrik. Terakhir, apabila kita mengetahui bahwa setiap materi tersusun oleh partikel kecil yang kita kenal sebagai atom, dan kita dapat menemukan perbedaan jumlah atom dari kedua kayu tersebut, maka kita dapatkan besaran lain, yaitu jumlah zat.

Dengan demikian, kita telah memiliki tujuh besaran yang dapat mencirikan kayu tersebut, yaitu panjang, massa, suhu, waktu, intensitas cahaya, arus listrik, dan jumlah zat. Ketujuh besaran ini ditetapkan secara internasional sebagai besaran pokok, yang merupakan besaran yang bukan berasal dari operasi matematika antara besaran satu dengan yang lain. Tabel di bawah ini menyajikan besaran-besaran pokok beserta satuan internasionalnya.

Besaran Pokok Satuan Internasional Definisi dari satuan internasionalnya
Panjang meter (m) Jarak yang ditempuh oleh cahaya selama 1/299792458 detik dalam ruang hampa
Waktu detik/sekon (s) Lama waktu yang diperlukan atom cesium-133 untuk beradiasi sebanyak 9192631770 siklus.
Massa kilogram (kg) Disesuaikan dengan konstanta Planck (6.63 × 10-34 Js)
Suhu Kelvin (K) Disesuaikan dengan konstanta Boltzmann agar konstanta tersebut bernilai 1.380649 × 10-23 J/K
Arus listrik Ampere (A) Arus dimana muatan sebesar 1 Coulomb bergerak selama satu detik.
Intensitas cahaya candela (cd) Intensitas cahaya lumen dari sumber cahaya monokromatik dengan frekuensi 540 × 10^12 Hz yang pada arah tertentu memiliki intensitas radiasi sebesar 1/682 watt per steradian.
Jumlah zat mol Didasarkan pada bilangan Avogadro.

Definisi dari masing-masing ketujuh satuan di atas merupakan definisi yang terbaru (per tahun 2020). Beberapa dari satuan-satuan tersebut telah mengalami pendefinisian ulang dari definisi sebelumnya. Sebagai contoh, pada awalnya definisi dari satuan arus listrik (ampere) didasari secara hipotesis pada dua kawat berarus dengan panjang tak hingga yang terpisah sepanjang satu meter dan menghasilkan gaya pada masing-masing kawat sebesar 2 × 10-7 Newton. Namun, karena kawat dengan panjang tak hingga sangat sulit untuk direalisasikan, maka definisi ampere berubah sesuai dengan definisi dari arus listrik, yaitu arus dengan muatan sebesar satu Coulomb yang bergerak pada jarak tertentu selama satu detik. Definisi baru dari ampere ini ditetapkan pada bulan November 2018, bersamaan dengan pendefinisian ulang dari satuan Kelvin. Sebelumnya, satuan tersebut didasarkan pada 1/273.16 bagian dari suhu termodinamika pada triple point dari air (titik dimana air berubah fase menjadi padat-cair-gas dalam waktu yang bersamaan), namun diubah dengan berdasarkan nilai dari konstanta Boltzmann, sesuai dengan hukum termodinamika.

Pada artikel selanjutnya kita akan membahas tentang besaran turunan, atau besaran yang lahir dari operasi matematika antara dua besaran atau lebih.

Sumber :

Serway, R. A., dan Jewett, J. W., 2004, Physics for Scientists and Engineers, Thomson Brooks/Cole

https://www.nist.gov/si-redefinition/, Diakses pada 26 Maret 2020 13:01 WIB.

 

Next: Besaran dan Satuan : Besaran Turunan

%d blogger menyukai ini: