Pengukuran

a.   Besaran dan satuan

Sebenarnya dalam kehidupan sehari-hari sering berhubungan dengan besaran dan satuan. Ketika menyebutkan tinggi badan seseorang 175 cm dan berat badannya 60 kg, maka kita sedang berhubungan dengan besaran panjang dan satuannya cm, dan besaran massa dengan satuan kg.

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka serta mempunyai satuan. Sedangkan satuan adalah sesuatu yang digunakan untuk menyatakan hasil pengukuran, atau pembanding dalam suatu pengukuran tertentu. Ada banyak besaran fisika, oleh karena itu perlu dipilih beberapa besaran yang menjadi besaran dasar dan besaran-besaran lain dapat diturunkan daripadanya.

1.     Besaran Pokok

Berdasarkan hasil-hasil pertemuan sebelumnya dan hasil-hasil panitia internasional, maka konferensi umum mengenai berat dan ukuran ke-14 (1971) di perancis, berhasil menetapkan tujuan besaran sebagai dasar (besaran pokok) seperti pada table dibawah ini dan merupakan dasar bagi Sistem Satuan Internasional yang biasa di singkan SI (dari bahasa Perancis “Le Systeme Internasional d’Unites.”)

Tabel Satuan-satuan Dasar SI

No.	Besaran	Satuan	Simbol
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Panjang Massa Waktu Arus Listrik Temperatur Termodinamik Jumlah Zat Intensitas Cahaya	Meter Kilogram Sekon Ampere Kelvin Mole Candela	M Kg S A K Mol Cd

      Berdasarkan satuan-satuan di atas, jika kita akan menentukan jari-jari bumi (6,37 x 10⁶ m) atau periode garputala (2,3 x 10^-3 s) maka akan didapatkan bilangan-bilangan yang sangat besar atau sangat kecil. Agar bilangan-bilangan tersebut lebih sederhana maka dalam konferensi tersebut juga dianjurkan penggunaan awalan seperti pada table dibawah ini.

Tabel Awalan-awalan SI

Faktor	Awalan	Simbol	Faktor	Awalan	Simbol
101 102 103 104 105 106 107 108	Deka Hekto Kilo Mega Giga Tera Peta Eksa	da h k M G T p E	10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8	Desi Senti Mili Mikro Nano Piko Femto atto	d c m µ n p f a

      Jadi, jari-jari bumi seperti di atas dapat ditulis sebagai 6,73 Mm dan periode garputala sebagai 2,3 ms. Berikut adalah definisi satuan-satuan standar SI :

a.      Satuan Panjang

Satuan meter adalah 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar merah jingga dalam vakum yang dipancarkan oleh isotop Krypton Kr⁸⁶.

b.      Satuan Massa

Satuan kilogram standar adalah massa dari sebuah model silinder platina iridium yang aslinya disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional di Sevres. Standar sekunder dikirim ke berbagai Negara dan massa-massa benda yang lainnya ditentukan dengan menggunakan teknik neraca berlengan sama.

c.       Satuan Waktu

Satuan sekon adalah waktu yang diperlukan oleh atom cesium (Cs-133) untuk melakukan etaran sebanyak 9.192.631.770 kali

d.      Satuan Suhu

Satuan Kelvin adalah 1/273,16 suhu titik tripel air.

e.       Satuan Kuat Arus Listrik

Satuan ampere adalah arus tetap yang dipertahankan untuk tetap mengalir pada dua batang penghantar sejajar dengan panjang tak terhingga dan dengan luas penampang yang dapat diabaikan dan dipisahkan sejauh satu meter dalam vakum,yang akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10^-7 N m^-1.

f.       Satuan Intensitas Cahaya

Satuan candela adalah intensitas cahaya yang besarnya sama dengan intensitas sebuah sumber cahaya pada satu arah tertentu yang memancarkan radiasi monokhromatik dengan frekuensi 540 x 10¹² Hz dan memiliki intensitas pancaran pada arah tersebut sebesar 1/683 watt per steradian.

g.      Satuan Jumlah Zat

Satuan mol sama dengan jumlah zat yang mengandung satuab elementer sebanyak jumlah atom di dalam 0,012 kg karbon-12. Satuan elementer dapat berupa atom,molekul,ion,electron,dll dan harus ditentukan.

2.     Besaran Turunan

      Besaran Turunan adalah besran yang stauannya merupakan gabungan dari satuan-satuan dasar(pokok).

      Contoh : -Luas (m²)

                     -Massa jenis (kg/m³)

                     -Kecepatan (m/s²)

      Beberapa besaran turunan dapat dilihat pada table dibawah ini.

Tabel Satuan Besaran Turunan

No.	Besaran Turunan	Nama Satuan	Simbol	Turunan
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.	Massa jenis (ρ) Kecepatan (v) Gaya (F) Tekanan (p) Usah,energy,kalor Daya (p) Muatan listrik (Q) Beda potensial listrik (V) Hambatan listrik (R) Frekuensi (f)	- - Newton Pascal Joule Watt Coulomb Volt Ohm Hertz	- - N Pa J W C V Ω Hz	Kg m-3 m s-1 kg m s-2 N m-2 N m J s-1 A s W A-1 V A-1 s-1

     Di samping besaran pokok dan besaran turunan masih ada satuan besaran tambahan sebagai berikut :

Tabel Satuan Besaran Tambahan

No.	Nama Besaran	Nama Satuan	Symbol	Turunan
1. 2. 3. 4.	Luas Volume Sudut datar Sudut ruang	Hektar Liter Radian steradian	ha I rad sr	104  m2 10-3 m3

     B. Alat Ukur Besaran Fisika

     Fisika tidak bisa dilepas dari proses pengukuran berbagai besaran fisika dan alat ukur yang digunakan dalam fisika sedikit berbeda dengan alat ukur yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini dikarenakan dalam fisika dibutuhkan tingkat ketelitian yang sangat tinggi. Berikut adalah beberapa alat ukur yang digunakan dalam proses pengukuran besaran fisika.

1.   Alat Ukur Panjang

      Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita), mistar, jangka sorong, dan micrometer dan masing-masing mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda.

a.      Mistar

Mistar merupakan alat pengukur benda yang alat pengukur benda yang panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm dengan tingkat ketelitiannya 0,5 mm (1/2 x 1 cm). satuan yang tercantum di dalam adalah cm, mm, serta inci. Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak lurus dengan objek dan mistar.

b.     Meteran Lipat (pita pengukur)

Digunakan untuk mengukur suatu objek yang tidak bisa dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus. Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 1 mm.

c.      Jangka Sorong

Digunakan untuk mengetahui panjang bagian luar maupun bagian benda dengan sangat akurat/teliti serta mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,1 mm. jangka sorong seperti pada gambar diatas adalah jangka sorong yang skalanya mudah dibaca. Tetapi jangka sorong yang ada dilaboratorium sekolah mempunyai cara pembacaan skala yang berbeda, dimana skala utama dan skala vernier/nonius.

d.     Mikrometer Sekrup

Digunakan untuk mengetahui ukur panjang yang sangat kecil serta mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm.

2.   Alat Ukur Massa

      neraca yang digunakan di laboratorium fisika pada umumnya berbeda dengan neraca yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Ada empat macam prinsip kerja neraca, yaitu :

·         Prinsip kesetimbangan gaya gravitasi, contoh neraca sama lengan.

·         Prinsip kesetimbangan momen gaya, contoh neraca dacin.

·         Prinsip kesetimbangan gaya elastic, contoh neraca pegas untuk menimbang bahan baku.

·         Prinsip inersia(kelembaman), contoh neraca inersia.

3.      Alat Ukur Waktu

      Sebenarnya ada banyak alat ukur waktu yang tersedia, seperti jam setengah, jam dinding, jam bandul dan sebagainya. Namun yang sering digunakan di laboratorium adalah stopwatch. Ada banyak jenis stopwatch dengan berbagai ketelitian, mulai dari 1 detik, 1/10 detik, sampai 1/100 detik. Ada juga stopwatch digital dengan ketelitian yang sangat tinggi, misalnya fasilitas stopwatch di hand phone.

4.      Alat Ukur Suhu ( Temperatur )

      Alat ukur suhu adalah thermometer, dan ada banyak jenis thermometer. Dilihat dari jenis skala ada tiga macam thermometer, yaitu Celcius, Fahrenhait, dan Reamur. Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan juga ada tiga jenis thermometer, yaitu thermometer gas, zat cair, dan zat padat (termokopel dan hambatan platina).

5.      Alat Ukur Massa Jenis

      Massa jenis termasuk besaran turunan yaitu sama dengan massa di bagi volume benda. Oleh karena itu, untuk menentukan massa jenis sebuah benda kita perlu dua alat ukur, yaitu alat ukur massa ( neraca ) dan alat ukur volume ( penggaris untuk benda yang teratur bentuknya atau gelas ukur ).

      Cara lain untuk mengukur volume benda adalah dengan memasukkan benda langsung ke dalam gelas ukur.

      Mula-mula air pada gelas ukur menunjukan skala pada 12,4 ml. setelah sebuah benda dimasukan pada gelas ukur, air menujukan pada skala 20,2 ml. jadi volume benda tersebut adalah 20,2 ml – 12,4 ml = 7,8 ml.

sumber : Buku Fisika untuk SMA/MA