PENGUKURAN, BESARAN, DAN SATUAN

PENGUKURAN, BESARAN DAN SATUAN

A. BESARAN
Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai.

Jika ditinjau dari arah dan nilainya, besaran dikelompokan menjadi dua, yaitu:

1. Besaran skalar, yaitu besaran yang hanya memiliki nilai tanpa memiliki arah. Contoh: massa, panjang, waktu, energi, usaha, suhu, kelajuan dan jarak.

2. Besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Contoh: gaya, berat, kuat arus, kecepatan, percepatan dan perpindahan.

Sedangkan, berdasarkan jenis satuannya, besaran dikelompokan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

a. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan lebih dahulu dan tidak tersusun atas besaran lain. Besaran pokok terdiri atas tujuh besaran. Tujuh besaran pokok dan satuannya berdasarkan sistem satuan internasional (SI) sebagaimana yang tertera pada tabel berikut:

Tabel Besaran Pokok dan Satuannya

Besaran Pokok	Satuan SI
Massa	kilogram (kg)
Panjang	meter (m)
Waktu	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)
Suhu	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)
Jumlah Zat	mole (mol)

Sistem satuan internasional (SI) artinya sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku secara internasional.

b. Besaran Turunan

Besaran turunan merupakan kombinasi dari satuan-satuan besaran pokok. Contoh besaran turunan adalah luas suatu daerah persegi panjang. Luas sama dengan panjang dikali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan satuan panjang. Perhatikan tabel besaran turunan, satuan dan dimensi di bawah ini.

Tabel Besaran Turunan dan Satuannya

Besaran Turunan	Satuan SI
Gaya (F)	kg.m.s-2
Massa Jenis (p)	kg.m-3
Usaha (W)	kg.m2.s-2
Tekanan (P)	kg.m-1.s-2
Percepatan	m.s-2
Luas (A)	m2
Kecepatan (v)	m.s-1
Volume (V)	m3

B. SATUAN
Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang digunakan untuk mengukur. Jenis-jenis satuan yaitu: 

a. Satuan Baku

Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara internasional atau disebut dengan satuan internasional (SI).
Contoh: meter, kilogram, dan detik.

Sistem satuan internasional dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Sistem MKS (Meter Kilogram Sekon)
2. Sistem CGS (Centimeter Gram Second)

Tabel Satuan Baku

Besaran Pokok	Satuan MKS	Satuan CGS
Massa	kilogram (kg)	gram (g)
Panjang	meter (m)	centimeter (cm)
Waktu	sekon (s)	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)	statampere (statA)
Suhu	kelvin (K)	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)	candela (Cd)
Jumlah Zat	kilomole (mol)	mol

b. Satuan Tidak Baku

Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara internasional dan hanya digunakan pada suatu wilayah tertentu.
Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, tumbak, bata dan langkah.

C. PENGUKURAN

Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan.

1. Alat Ukur Panjang
a.    Penggaris/Mistar

Alat ukur panjang yang sering digunakan adalah mistar/penggaris memiliki sklala terkecil sebesar 1 mm. Mistar memiliki ketelitian sebesar 0,5 mm diperoleh dari setengan dari skala terkecil.

Dalam melakukan pengukuran dengan mistar arah pandangan harus tegak lurus dengan sklala mistar. Hal ini umtuk menghindari kesalahan dalam pengukuran. Kesalahan paralaks terjadi jika arah pandangan mata tidak tegak  lurus maka hasil pengukuran bisa lebih kecil ataupun bisa lebih besar.

     b. Jangka Sorong

Jangka sorong memiliki dua bagian utama yaitu rahang utama (tetap) dan rahang sekunder (geser). Pada rahang tetap terdapat skala besar yang disebut dengan skala utama, sedangkan pada rahang geser terdapat skala kecil yang disebut dengan skala nonius. Skala utama memiliki satuan cm, dan pada skalal nonius memiliki satuan mm. Ketelitian dalam jangka sorong adalah 0,1 mm.

Jangka sorong tepat digunakan untuk mengukur diameter dalam, diameter luar, kedalaman tabung, dan panjang sebuah benda maksimal 10 cm.

      c. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup mempunyai dua bagian utama yaitu poros tetap dan poros ulir. sklala panjang yang terdapat pada poros tetap disebut skala utama, sedangkan skala panjang pada poros ulir  disebut skala nonius. skala utama pada mikrometer sekrup memiliki satuan mm, sedangakan pada skala noniusnya terbagi  menjadi 50 bagian. Setiap bagian memiliki nilai 1/50 x 0,5 mm. Sehinggga ketelitian  dari mikrometer sekrup adalah sebesar 0,01 mm.

2. Alat Ukur Massa

Untuk mengukur massa benda, kita dapat menggunakan timbangan. Timbangan dalam fisika sering disebut neraca. Ada beberapa macam neraca, antara lain neraca pegas, neraca sama lengan, neraca O Hauss atau neraca tiga lengan, neraca lengan gantung, dan neraca duduk.

    a.    Neraca Pegas

Neraca pegas sering disebut dinamometer berfungsi untuk mengukur massa dan atau berat benda. Neraca ini mempunyai dua skala, yaitu skala N (newton) untuk mengukur berat benda dan skala g (gram) untuk mengukur massa benda.

Sebelum menggunakan neraca pegas kalian harus menentukan posisi angka 0 terlebih dahulu dengan memutar sekrup yang ada di atasnya, baru kemudian menggantungkan benda pada pengait.

      b. Neraca Sama Lengan 

Neraca sama lengan biasa digunakan untuk menimbang emas. Neraca ini mempunyai dua piringan. Satu piringan sebagai tempat beban dan satu piringan lagi sebagai tempat anak timbangan. Dalam keadaan seimbang berat beban sama dengan berat anak timbangan.

     c.  Neraca O Hauss

Neraca O Hauss terdiri dari tiga lengan, sehingga sering disebut juga neraca tiga lengan. Neraca ini mempunyai tiga buah lengan, yaitu lengan pertama yang berskala ratusan gram, lengan kedua yang berskala puluhan gram, dan lengan ketiga yang berskala satuan gram. Neraca ini mempunyai ketelitian sampai dengan 0,1 gram.

3.  Alat ukur waktu

Alat yang sering di gunakan untuk mengukur waktu , diantaranya adalah arloji,dan stopwach.

    a.   Arloji

Jam tangan (Arloji) adalah penunjuk waktu yang dipakai di pergelangan tangan manusia. Jam tangan elektrik pertama kali diperkenalkan pada tahun 1957 di Lancaster, pennylvania, Amerika Serikat oleh The Hamilton Watch Co of Lancaster. Penelitian untuk menghasilkan arloji elektrik (digital) tersebut telah di mulai sejak tahun 1946.

Namun pada tahun 1969, Hamilton Electric Obsolete menghentikan produksi arloji elektrik tersebut karena telah menemukan teknologi yang lebih canggih sesuai dengan kemajuan zaman. Setelah itu, munculah beberapa merek jam tangan yang masih ada hingga kini.

    b. Stopwatch

Stopwatch memiliki ketelitian 0,1 detik, karena setiap 1 skala pada stopwatch di bagi menjadi 10 bagian. Alat ini biasanya di gunakan untuk mengukur waktu dalam olahraga atau dalam penelitian-penelitian.

Jam sukat atau jam randek (stopwatch) adalah alat yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam kegiatan, misalnya: berapa lama sebuah mobil dapat mencapai jarak 60 km, atau berapa waktu yang dibutuhkan seorang pelari yang dapat mencapai jarak 100 meter.

4. Alat Ukur Suhu

Suhu dapat didefinisikan sebagai derajat panas satu benda. Benda yang panas memiliki suhu yang lebih tinggi dibandingkan benda yang dingin. Sebenarnya alat indera (kulit)tidak dapat menentukan suhu benda secara akurat, hanya berdasarkan perkiraan dan perasaan subjeknya saja. Hal ini dikarenakan alat indera memiliki keterbatasan, salah satunya tidak dapat digunakan untuk menyentuh benda yang terlalu panas atau terlaludingin.

     Mengubah Skala Suhu

Untuk mengubah dari derajat fahrenheit menjadi derajat celcius digunakan rumus:

°C = 5/9 x (°F-32)

Sebaliknya, Untuk mengubah dari derajat celcius menjadi derajat fahrenheit digunakan rumus:

°F = 9/5°C + 32


Untuk mengubah dari derajat celcius menjadi derajat reamur digunakan rumus:

°R = 4/5 °C

Sebaliknya, Untuk mengubah dari derajat reamur menjadi derajat celcius digunakan rumus:

°C = 5/4 °R


Untuk mengubah dari derajat fahrenheit menjadi derajat celcius digunakan rumus:

°F = 9/4°R + 32

Sebaliknya, Untuk mengubah dari derajat fahrenheit menjadi derajat celcius digunakan rumus:

°R = 4/9 x (°F-32)

   Alat Untuk Mengukur Suhu

Alat untuk mengukur suhu disebut termometer. Termometer memanfaatkan sifat termometrik suatu zat, yaitu perubahan sifat-sifat zat karena perubahan suhu zat tersebut. Termometer pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei (1564-1642). Termometer ini disebut termometer udara. Termometer udara terdiri dari sebuah bola kaca yang dilengkapi dengan sebatang pipa kaca panjang. Pipa tersebut dicelupkan ke dalam cairan berwarna. Ketika bola kaca dipanaskan, udara di dalam pipa akan mengembang sehingga sebagian udara keluar dari pipa. Namun, ketika bola didinginkan udara di dalam pipa menyusut sehingga sebagian air naik ke dalam pipa. Termometer udara peka terhadap perubahan suhu sehingga suhu udara saat itu dapat segera diketahui. Meskipun peka terhadap perubahan suhu, namun termometer ini harus dikoreksi setiap terjadi perubahan tekanan udara.

Termometer yang banyak digunakan sekarang adalah termometer raksa. Disebut termometer raksa karena di dalam termometer ini terdapat air raksa. Fungsi raksa adalah sebagai penunjuk suhu. Raksa akan mengembang bila termometer menyentuh benda yang lebih hangat dari raksa. Raksa memiliki beberapa keunggulan diantaranya:

1. Peka terhadap perubahan suhu. Suhu raksa segera sama dengan suhu benda yang ingin diukur

2. Dapat digunakan untuk mengukur suhu rendah (-40 C) sampai suhu tinggi (360). Hal ini disebabkan titik beku raksa mencapai -40 C dan titik didihnya mencapai 360 C.

3. Tidak membasahi dinding kaca sehingga pengukuran bisa menjadi lebih teliti.

4. Mengkilap seperti perak sehingga mudah terlihat.

5. Mengembang dan memuai secara teratur.

Selain raksa, alkohol juga dapat digunakan untuk mengisi termometer, kelebihannya yaitu dapat mengukur suhu yang sangat rendah (mencapai -130 C) karena titik beku alkohol yang lebih rendah dibandingkan raksa, namun termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur air mendidih karena titik didih alkohol hanya 78 C.

  Termometer dengan bahan zat cair

1. Termometer Laboratorium

Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Termometer laboratorium menggunakan raksa atau alkohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan ke dalam pipa yang sangat kecil (pipa kapiler), kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar panas dapat diserap dengan cepat oleh termometer.

Skala pada termometer laboratorium biasanya dimulai dari 0 C hingga 100 C. 0 C menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 100 C menyatakan suhu air yang sedang mendidih.

2. Termometer Ruang

Termometer ruang biasanya dipasang pada tembok rumah atau kantor. Termometer ruang mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala termometer ini adalah dari -50 C sampai 50 C. Skala ini digunakan karena suhu udara di beberapa tempat bisa mencapai di bawah 0 C, misalnya wilayah Eropa. Sementara di sisi lain, suhu udara tidak pernah melebihi 50 C.

3. termometer Klinis

Termometer klinis disebut juga termometer demam. Termometer ini digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu tubuh pasien. Pada keadaan sehat, suhu tubuh manusia sekitar 37 C. Tetapi pada saat demam, suhu tubuh dapat melebihi angka tersebut, bahkan bisa mencapai angka 40.

Skala pada termometer klinis hanya dari 35 C hingga 43 C. Hal ini sesuai dengan suhu tubuh manusia, suhu tubuh tidak mungkin di bawah 35 C dan melebihi 43 C.

4. Termometer Six-Bellani

Termometer Six-Bellani disebut pula termometer maksimum-minimum. Termometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan suhu terendah dalam jangka waktu tertentu. Termometer ini mempunya 2 cairan, yaitu alkohol dan raksa dalam satu termometer.

Termometer dengan bahan zat padat

1. Termometer Bimetal

Termometer bimetal memanfaatkan logam untuk menunjukkan adanya perubahan suhu dengan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Kepala bimetal dibentuk spiral dan tipis, sedangkan ujung spiral bimetal ditahan sehingga tidak bergerak dan ujung lainnya menempel pada pinggir penunjuk. Semakin besar suhu, keping bimetal semakin melengkung dan meneyebabkan jarum penunjuk bergerak ke kanan, ke arah skala yang lebih besar. Termometer bimetal biasanya terdapat di mobil.

2. Termometer Hambatan

Termometer hambatan merupakan termometer yang paling tepat digunakan dalam industri untuk mengukur suhu di atas 1000 C. Termometer ini dibuat berdasarkan perubahan hambatan logam, contohnya termometer hambatan platina.

Dalam termometer hambatan terdapat kawat penghambat yang disentuhkan ke benda yang akan diukur suhunya, misalnya pada pengolahan besi dan baja. Suatu tegangan atau potensial listrik yang bernilai tetap diberikan sepanjang termistor, yaitu sensor yang terbuat dari logam dengan hambatan yang bertambah jika dipanaskan.

3. Termokopel

Pengukuran suhu dengan ketepatan tinggi dapat dilakukan dengan menggunakan termokopel, di mana suatu tegangan listrik dihasilkan saat dua kawat berbahan logam yang berbeda disambungkan untuk membentuk sebuah loop. Kedua persambungan tersebut memiliki suhu yang berbeda. Untuk meningkatkan besar tegangan listrik yang dihasilkan, beberapa termokopel bisa dihubungkan secara seri untuk membentuk sebuah termopil.

 Termometer dengan bahan gas

Termometer gas adalah jenis termometer yang memanfaatkan sifat-sifat termal gas. Ada dua macam termometer gas:

Termometer yang volume gasnya dijaga tetap dan tekanan gas tersebut dijadikan sifat termometrik dari termometer.
Termometer yang tekanan gasnya dijaga tetap dan volume gas tersebut dijadikan sifat termometrik dari termometer.

Termometer optis

1. Pirometer

Prinsip kerja pirometer adalah dengan mengukur intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda yang suhunya sangat tinggi. Spirometer dapat digunakan untuk mengukur suhu antara 500 C – 3.000 C.

2. Termometer inframerah

Termometer inframerah digunakan dengan cara menekan tombol sampai menunjukkan angka tertinggi dengan cara mengarahkan sinar inframerah ke sasaran yang dituju. Sinar yang diarahkan ke benda yang diukur akan memantul dan pantulan tersebut direspon oleh alat sehingga termometer inframerah menunjukkan skala suhu yang tepat.

Share, dan berikan komentar !! :)

Thank's :)