BESARAN DAN SATUAN
A. Pengertian Besaran (Physical Quantities)
Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dengan satuan yang dijadikan sebagai patokan. Dalam fisika pengukuran merupakan sesuatu yang sangat vital. Suatu pengamatan terhadap besaran fisis harus melalui pengukuran. Pengukuran-pengukuran yang sangat teliti diperlukan dalam fisika, agar gejala-gejala peristiwa yang akan terjadi dapat diprediksi dengan kuat.
Pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara:
1. Secara Langsung
Yaitu ketika hasil pembacaan skala pada alat ukur, langsung menyatakan nilai besaran yang diukur, tanpa menggunakan rumus untuk menghitung nilai yang diinginkan.
2. Secara tidak langsung
Yaitu dalam pengukuran memerlukan penghitungan tambahan untuk mendapatkan nilai besaran yang diukur.
Untuk mendaptkan hasil pengukuran yang akurat, faktor yang harus diperhatikan antara lain :
- alat ukur yang dipakai
- aturan angka penting
- posisi mata pengukuran (paralax)
Kesalahan (error) adalah penyimpangan nilai yang diukur dari nilai benar x0. Kesalahan dapat digolongkan menjadi tiga golongan :
1. Keteledoran
Umumnya disebabkan oleh keterbatasan pada pengamat, diantaranya kurang terampil menggunakan instrumen, terutama untuk instrumen canggih yang melibatkan banyak komponen yang harus diatur atau kekeliruan dalam melakukan pembacaan skala yang kecil.
2. Kesalahan sistmatik
Adalah kesalahan yang dapat dituangkan dalam bentuk bilangan (kuantitatif), contoh : kesalahan pengukuran panjang dengan mistas 1 mm, jangka sorong, 0,1 mm dan mikrometer skrup 0,01 mm
3. Kesalahan acak
Merupakan kesalahan yang dapat dituangkan dalam bentuk bialangan (kualitatif),
Contoh :
- kesalahan pengamat dalam membaca hasil pengukuran panjang
- pengabaian pengaruh gesekan udara pada percobaan ayunan sederhana
- pengabaian massa tali dan gesekan antar tali dengan katrol pada percobaan hukum II Newton.
Ketidakpastian pada Pengukuran
Ketika mengukur suatu besaran fisis dengan menggunakan instrumen, tidaklah mungkin akan mendapatkan nilai benar X0, melainkan selalu terdapat ketidakpastian. Ketidakpastian ini disebabkan oleh beberapa hal misalnya batas ketelitian dari masing-masing alat dan kemampuan dalam membawa hasil yang ditunjukkan alat ukur.
Beberapa istilah dalam pengukuran:
• Ketelitian (accuracy)
adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang diukur terhadap nilai benar X0
• Kepekaan
adalah ukuran minimal yang masih dapat dideteksi (dikenal) oleh instrumen, misal galvanometer memiliki kepekaan yang lebih besar daripada Amperemeter / Voltmeter
• Ketepatan (precision)
adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang sama.
• Presisi
berkaitan dengan perlakuan dalam proses pengukuran, penyimpangan hasil ukuran dan jumlah angka desimal yang dicantumkan dalam hasil pengukuran.
• Akurasi
yaitu seberapa dekat hasil suatu pengukuran dengan nilai yang sesungguhnya.
Ketelitian alat ukur panjang
1. Mistar : 1 mm
Mistar berskala terkecil memiliki memiliki ketelitian sampai 0,5 mm atau 0,05 cm. Ketelitian alat untuk satu kali adalah setengah skala terkecil.

Panjang benda melebihi 8,7 cm
Panjang kelebihan ditaksir 0,05 cm
Hasil pengukuran panjang 8,75 cm
Batas ketelitian ½ x 1 mm = 0,5 mm
2. Jangka Sorong : 0,1 mm
Jangka sorong memiliki ketelitian sampai 0,1 mm atau 0,1 cm. Jangka sorong terdiri dari rahang tetap yang berskala cm dan mm, dan rahang sorong (geser) yang dilengkapi dengan skala nonius yang panjangnya 9 mm dan dibagi dalam 10 m skala. Panjang 1 skala nonius adalah 0,9 mm.
Benda skala antara rahang utamadengan rahang sorong adalah 0,1mm sehingga ketidakpastian dari jangka sorong adalah ½ x 0,1 mm = 0,005 mm

Contoh:
Sebuah benda diukur dengan jangka sorong dengan kedudukan skala seperti pada gambar, maka panjang benda:
Skala Utama = 26 mm
Skala nonius 0,5 mm
Batas ketelitiannya ½ skala terkecil = ½ x 0,1 mm = 0,05 mm
3. Mikrometer sekrup 0,01 mm

Mikrometer skrup memiliki ketelitian sampai 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer skrup juga memiliki dua skala , yaitu skala utama yang berskala mm (0,5 mm) dan skala nonius yang terdapat pada selubung luar. Skala nonius memiliki 50 bagian skala yang sama. Bila diselubung luar berputar berputar satu kali, maka poros berulir (rahang geser) akan maju atau mundur 0,5 mm. Bila selubung luar berputar satu bagian skala, maka poros berulir akan maju atau mundur sejauh 0,02 x 0,5 mm = 0,01 mm, sehingga kepastian untuk mikrometer sekrup adalah ½ x 0,01 mm = 0,005 mm untuk pengukuran tungga. Pelaporan hasil pengukuran adalah (X ± DX).
Cara meningkatkan ketelitian antara lain:
1. Waktu membaca alat ukur posisi mata harus benar
2. Alat yang dipakai mempunyai ketelitian tinggi
3. Melakukan pengukuran berkali-kali
Pengukuran dengan jangka sorong




Cara menentukan / membaca jangka sorong:
1. Angka pada skala utama yang berdekatan dengan angka 0 pada nonius adalah 2,1 cm dan 2,2 cm.
2. Garis nonius yang tepat berhimpit dengan garis skala utama adalah garis ke-5, jadi x = 2,1 cm + 5 x 0,01 cm = 2,15 cm (dua desimal)
Karena ketidakpastian jangka sorong = ½ x 0,01 cm = 0,005 cm (tiga desimal), maka hasilpengukuran jangka sorong :

Cara menentukan / membaca Mikrometer Sekrup

1. Garis skala utama yang berdekatan dengan tepi selubung luar 4,5 mm lebih.
2. Garis mendatar pada selubung luar yang berhimpit dengan garis skala utama.
X = 4,5 mm + 47 x 0,01 mm = 4,97 mm (dua desimal)
Ketidakpastian mikrometer sekrup ½ x 0,01 mm = 0,005 mm
Jadi hasil pengukurannya
X = 4,5 mm + 47 x 0,01 mm = 4,97 mm (dua desimal)
Ketidakpastian mikrometer sekrup ½ x 0,01 mm = 0,005 mm
Jadi hasil pengukurannya
Besaran pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain.
Besaran pokok dalam Sistem Internasional

Nama Simbol dalam rumus Simbol dimensi Satuan SI Simbol satuan
Panjang
l, x, r, dll. [L] meter
m
Waktu
t [T] detik (sekon)
s
Massa
m [M] kilogram
kg
Arus listrik
I, i [I] ampere
A
Suhu
T [θ] kelvin
K
Jumlah molekul
n [N] Mol
mol
Intensitas cahaya
Iv [J] Kandela
Cd
Keterangan dari macam-macam besaran pokok itu adalah:
Panjang
Satuan panjang adalah "meter".
Definisi
Satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) dalam selang waktu 1/299 792 458 sekon.
Massa
Massa zat merupakan kuantitas yang terkandung dalam suatu zat. Satuan massa adalah "kilogram" (disingkat kg)
Definisi
Satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar yang disimpan di lembaga Timbangan dan Ukuran Internasional (CGPM ke-1, 1899)
Waktu
Satuan waktu adalah "sekon" (disingkat s) (detik)
Definisi
Satu sekon adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom sesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9 192 631 770 kali dalam transisi antara dua tingkat energi di tingkat energi dasarnya (CGPM ke-13; 1967)
Kuat arus listrik
Satuan kuat arus listrik adalah "Ampere" (disingkat A)
Definisi
Satu Ampere adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 X 10-7 newton pada setiap meter kawat.
Suhu
Satuan suhu adalah "kelvin" (disingkat K)
Definisi
Satu Kelvin adalah 1/273,16 kali suhu termodinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967).
Dengan demikian, suhu termodinamika titik tripel air adalah 273,16 K. Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dengan es dan uap jenuhnya.
Jumlah molekul
Satuan jumlah molekul adalah "mol".
Intensitas cahaya
Satuan intensitas cahaya adalah "kandela" (disingkat cd).
Definisi
Satu kandela adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 X 1012 hertz dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut (CGPM ke-16, 1979)
Besaran turunan
Besaran turunan adalah besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok.
Contoh besaran turunan:
Besaran Satuan Singkatan
Kecepatan
meter per sekon m/s
Percepatan
meter per sekon kuadrat m/s²
Luas
meter kuadrat m²
Volume
meter kubik m³
Gaya
Newton (kilogram meter per sekon kuadrat) kg m/s²




Sumber : http://basicsphysics.blogspot.com ; Physics for junior high school, Yudhistira, wikipedia