Besaran dan Satuan: Pengertian, Jenis, dan Contohnya

Dalam dunia fisika, semua fenomena alam dapat dipelajari dengan cara mengukur dan membandingkan. Untuk itu, para ilmuwan menggunakan besaran dan satuan fisika agar hasil pengamatan dapat dinyatakan secara akurat dan universal. Konsep ini menjadi dasar dari seluruh pengukuran ilmiah—baik di laboratorium, dunia teknik, maupun kehidupan sehari-hari.

1. Pengertian Besaran dan Satuan Fisika

Besaran fisika adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka beserta satuannya. Misalnya, panjang meja 2 meter, massa benda 5 kilogram, atau waktu tempuh 10 detik. Ketiganya memiliki nilai (angka) dan satuan yang digunakan untuk menjelaskan hasil pengukuran.

Sedangkan satuan adalah acuan atau pembanding yang digunakan untuk menyatakan hasil pengukuran suatu besaran. Tanpa satuan, angka hasil pengukuran tidak akan bermakna. Contohnya, menyebut “jarak 5” tanpa satuan tidak menjelaskan apakah itu 5 meter, 5 kilometer, atau 5 sentimeter.

2. Jenis Besaran Fisika

Secara umum, besaran dalam fisika dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

a. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran dasar yang tidak diturunkan dari besaran lain. Terdapat tujuh besaran pokok yang digunakan dalam Sistem Internasional (SI):

Contoh penerapannya sehari-hari:

• Mengukur tinggi badan dengan satuan meter.
• Menimbang beras dengan satuan kilogram.
• Menghitung lama belajar dengan satuan sekon atau jam.

Setiap satuan pokok di atas memiliki definisi ilmiah yang disepakati secara internasional untuk menjamin keseragaman hasil pengukuran.

b. Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Contohnya dapat dilihat pada tabel berikut:

Dari tabel di atas terlihat bahwa setiap besaran turunan dapat dijelaskan menggunakan kombinasi besaran pokok seperti meter, kilogram, dan sekon. Misalnya, 1 Newton (N) sama dengan 1 kg·m/s².

3. Sistem Satuan Fisika

Untuk menghindari perbedaan dalam pengukuran, para ilmuwan menetapkan Sistem Internasional (SI) sebagai standar satuan global. Namun, sebelum sistem SI disepakati, dikenal beberapa sistem lain seperti:

• CGS (Centimeter-Gram-Second):
  Menggunakan satuan cm, g, dan s. Misalnya, gaya dinyatakan dalam dyne.
• MKS (Meter-Kilogram-Second):
  Sistem ini menjadi dasar bagi sistem SI yang digunakan saat ini.
• FPS (Foot-Pound-Second):
  Masih digunakan di beberapa negara seperti Amerika Serikat, dengan satuan panjang foot, massa pound, dan waktu second.

Kini, sistem SI menjadi satu-satunya sistem satuan yang digunakan secara resmi dalam dunia pendidikan, penelitian, dan industri.

4. Fungsi dan Pentingnya Besaran serta Satuan Fisika

Mengapa besaran dan satuan begitu penting dalam fisika?

1. Sebagai alat komunikasi ilmiah.
   Dengan satuan yang baku, ilmuwan di seluruh dunia dapat memahami dan membandingkan hasil eksperimen secara konsisten.
2. Sebagai dasar perhitungan.
   Hampir semua rumus fisika melibatkan satuan. Misalnya, rumus gaya ( F = m \times a ) hanya valid jika satuan massa dalam kilogram dan percepatan dalam meter per sekon kuadrat.
3. Sebagai acuan dalam kehidupan sehari-hari.
   Kita menggunakannya saat mengukur tinggi badan, waktu memasak, atau suhu ruangan. Semua itu didasarkan pada konsep besaran dan satuan.

5. Alat Ukur dan Contoh Penggunaan Besaran Fisika

Setiap besaran diukur menggunakan alat ukur tertentu. Berikut contoh alat ukur yang umum digunakan dalam fisika:

Ketelitian alat ukur disebut presisi, sedangkan ketepatan hasil dibandingkan nilai sebenarnya disebut akurasi. Dalam eksperimen, kedua hal ini sangat penting untuk mendapatkan data yang dapat dipercaya.

6. Notasi Ilmiah dan Angka Penting dalam Pengukuran

Nilai hasil pengukuran fisika sering kali sangat besar atau sangat kecil. Untuk mempermudah penulisan, digunakan notasi ilmiah.
Contoh:

• Kecepatan cahaya: ( 3 \times 10^8 ) m/s
• Massa elektron: ( 9,1 \times 10^{-31} ) kg

Selain itu, setiap hasil pengukuran memiliki angka penting yang menunjukkan tingkat ketelitian alat ukur. Misalnya, 2,35 m memiliki tiga angka penting, menunjukkan bahwa hasil pengukuran memiliki ketelitian hingga 0,01 m.

7. Analisis Dimensi dalam Fisika

Analisis dimensi digunakan untuk memeriksa kesesuaian rumus secara matematis. Contohnya:

• Gaya (F) = massa × percepatan → [M][L][T⁻²]
• Energi (E) = gaya × jarak → [M][L²][T⁻²]

Jika dimensi di kedua sisi persamaan sama, maka rumus tersebut benar secara dimensional. Inilah cara sederhana untuk memverifikasi persamaan fisika tanpa menghitung nilai numerik.

8. Contoh Besaran dan Satuan Fisika dalam Kehidupan Sehari-hari

Beberapa contoh penerapan besaran dan satuan yang sering kamu temui:

• Listrik rumah tangga: Arus listrik diukur dalam ampere dan tegangan dalam volt.
• Olahraga: Kecepatan lari diukur dalam meter per detik.
• Kendaraan: Kecepatan mobil menggunakan km/jam yang bisa dikonversi ke m/s.
• Energi listrik: Dihitung dalam kilowatt-jam (kWh), yaitu satuan turunan dari watt dan waktu.

Semua kegiatan tersebut menunjukkan betapa pentingnya satuan fisika dalam aktivitas manusia.

9. Kesimpulan

Besaran dan satuan fisika merupakan dasar dari seluruh pengukuran ilmiah. Dengan memahami besaran pokok, besaran turunan, serta sistem satuan internasional (SI), kamu dapat melakukan pengukuran secara akurat dan konsisten.

Setiap hasil pengukuran harus mencantumkan angka dan satuan agar memiliki makna ilmiah yang jelas. Mulai dari jarak, massa, waktu, hingga energi—semuanya dinyatakan dalam satuan baku yang disepakati dunia.

Pemahaman tentang besaran dan satuan tidak hanya penting untuk pelajar, tetapi juga untuk ilmuwan, insinyur, dan semua orang yang bekerja dengan data dan pengukuran. Karena dari hal inilah, seluruh hukum fisika dan teknologi modern dibangun.