I. Mengapa besaran pokok hanya ada 7
Oleh: Alexander Iskandar* (Fisikawan)
Banyaknya besaran yang dianggap sebagai besaran pokok atau besaran dasar dan dipakai di berbagai cabang ilmu (bukan hanya dalam bidang Fisika) bertambah dari masa ke masa.
Awalnya besaran fisis ini dibutuhkan untuk keperluan pengukuran praktis. Jadi, dua besaran fisis pertama yang diperkenalkan adalah besaran untuk ukuran panjang dan besaran untuk ukuran massa (massa adalah ukuran yang melekat/inheren atas banyaknya materi yang terkait dengan gerak, massa inersial dan massa gravitasi).
Untuk keperluan praktis pengukurannya, maka pada tahun 1799, dua buah standar acuan yang berupa sebuah batang logam sebagai acuan panjang 1 meter serta sebuah silinder logam sebagai acuan massa 1 kilogram (keduanya terbuat dari platinum-iridium) disimpan pada Arsip Republik (Bahasa Perancis: Archives de la République) di Paris.
Sedikit lebih dari seratus tahun setelahnya, pada tahun 1874, atas dasar kebutuhan pengamatan dalam bidang Astronomi, maka besaran waktu diusulkan menjadi salah satu besaran dasar.
Dikarenakan kebutuhan pengukuran yang semakin banyak jenisnya (bervariasi) dan kebutuhan akan kesepakatan yang diterima oleh seluruh negara di dunia, maka pada 20 Mei 1875 ditandatangani perjanjian mengenai ukuran meter secara internasional, dan berdasarkan ini dibentuklah Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (Bahasa Perancis: Bureau International des Poids et Mesures/BIPM, atau dalam Bahasa Ingggris: International Bureau of Weights and Measures).
Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan ini menyelenggarakan Konferensi Umum untuk Berat dan Pengukuran (Bahasa Perancis: Conférence Générale des Poids et Mesures/CGPM, atau dalam Bahasa Inggris: General Conference on Weights and Measures) untuk mendiskusikan perjanjian dan standar atau acuan internasional yang akan dipakai diseluruh dunia.
Pada konferensi CGPM ke 10 tahun 1954, ditentukanlah 6 besaran dasar fisis, yaitu besaran yang menggambarkan ukuran panjang, massa, waktu, arus listrik, temperatur termodinamika, dan intensitas cahaya (dengan satuan dasar meter, kilogram, detik, ampere, kelvin, dan candela).
Barulah pada CGPM ke 14 tahun 1971, banyaknya besaran dasar fisis menjadi 7 buah seperti yang dikenal sekarang sebagai Sistem Internasional (SI) dengan masuknya besaran yang menyatakan ukuran banyaknya partikel dengan satuan mol (karena kebutuhan pengukuran dalam bidang Kimia).
Seperti yang diungkapkan di atas, penetapan 7 besaran dasar fisis dan satuan standarnya (acuannya) yang dikenal dengan nama SI, didasarkan pada keperluan praktis pengukuran yang berkembang pada waktu yang bersangkutan. Di samping kebutuhan praktis tersebut, ketujuh buah besaran dasar ini juga mendefinisikan dimensi dari besaran yang diukur.

Oleh: Alexander Iskandar* (Fisikawan)
Banyaknya besaran yang dianggap sebagai besaran pokok atau besaran dasar dan dipakai di berbagai cabang ilmu (bukan hanya dalam bidang Fisika) bertambah dari masa ke masa.
Awalnya besaran fisis ini dibutuhkan untuk keperluan pengukuran praktis. Jadi, dua besaran fisis pertama yang diperkenalkan adalah besaran untuk ukuran panjang dan besaran untuk ukuran massa (massa adalah ukuran yang melekat/inheren atas banyaknya materi yang terkait dengan gerak, massa inersial dan massa gravitasi).
Untuk keperluan praktis pengukurannya, maka pada tahun 1799, dua buah standar acuan yang berupa sebuah batang logam sebagai acuan panjang 1 meter serta sebuah silinder logam sebagai acuan massa 1 kilogram (keduanya terbuat dari platinum-iridium) disimpan pada Arsip Republik (Bahasa Perancis: Archives de la République) di Paris.
Sedikit lebih dari seratus tahun setelahnya, pada tahun 1874, atas dasar kebutuhan pengamatan dalam bidang Astronomi, maka besaran waktu diusulkan menjadi salah satu besaran dasar.
Dikarenakan kebutuhan pengukuran yang semakin banyak jenisnya (bervariasi) dan kebutuhan akan kesepakatan yang diterima oleh seluruh negara di dunia, maka pada 20 Mei 1875 ditandatangani perjanjian mengenai ukuran meter secara internasional, dan berdasarkan ini dibentuklah Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (Bahasa Perancis: Bureau International des Poids et Mesures/BIPM, atau dalam Bahasa Ingggris: International Bureau of Weights and Measures).
Biro Internasional untuk Ukuran dan Timbangan ini menyelenggarakan Konferensi Umum untuk Berat dan Pengukuran (Bahasa Perancis: Conférence Générale des Poids et Mesures/CGPM, atau dalam Bahasa Inggris: General Conference on Weights and Measures) untuk mendiskusikan perjanjian dan standar atau acuan internasional yang akan dipakai diseluruh dunia.
Pada konferensi CGPM ke 10 tahun 1954, ditentukanlah 6 besaran dasar fisis, yaitu besaran yang menggambarkan ukuran panjang, massa, waktu, arus listrik, temperatur termodinamika, dan intensitas cahaya (dengan satuan dasar meter, kilogram, detik, ampere, kelvin, dan candela).
Barulah pada CGPM ke 14 tahun 1971, banyaknya besaran dasar fisis menjadi 7 buah seperti yang dikenal sekarang sebagai Sistem Internasional (SI) dengan masuknya besaran yang menyatakan ukuran banyaknya partikel dengan satuan mol (karena kebutuhan pengukuran dalam bidang Kimia).
Seperti yang diungkapkan di atas, penetapan 7 besaran dasar fisis dan satuan standarnya (acuannya) yang dikenal dengan nama SI, didasarkan pada keperluan praktis pengukuran yang berkembang pada waktu yang bersangkutan. Di samping kebutuhan praktis tersebut, ketujuh buah besaran dasar ini juga mendefinisikan dimensi dari besaran yang diukur.
2. Berapa jumlah besaran turunan
Besaran Turunan (Derived Quantities)Besaran turunan adalah besaran yang satuan satuannya diturunkan dari satuan-satuan besaran pokok. Jumlah besaran turunan sangat banyak, semakin berkembangnya ilmu fisika, dimungkinkan akan muncul lagi besaran turunan yang baru. Contoh besaran turunan yang sekarang dikenal dapat kamu lihat pada tabel berikut ini.
Pada pembahasan alat ukur sebelumnya, seluruhnya termasuk alat ukur besaran pokok. Bagaimanakan mengukur besaran turunan? Saat ini banyak besaran turunan yang dapat diukur secara langsung, artinya sudah ada alat ukurnya. Misalnya, tekanan udara diukur dengan barometer, gaya diukur dengan dinanometer. dan volume air diukur dengan gelas ukur. Sementara itu untuk mengukur luas atau volume suatu benda yang bentuknya beraturan kita dapat menggunakan rumus matematika. Ayo buka lagi pelajaran Matematika SD yang sudah kamu pelajari :).
3. Bagaimana aturan perkalian dan penjumlahan angka penting
Aturan Angka Penting
Hasil pengukuran berupa angka-angka atau disebut sebagai hasil numerik selalu merupakan nilai pendekatan. Menurut kelaziman hasil pengukuran sebuah benda mengandung arti bahwa bilangan yang menyatakan hasil pengukuran tersebut. Jika sebuah tongkat panjangnya ditulis 15,7 centimeter. Secara umum panjang batang tersebut telah diukur sampai dengan perpuluhan centimeter dan nilai eksaknya terletak di antara 15,65 cm hingga 15,75 cm.
Seandainya pengukuran panjang tongkat tersebut dinyatakan sebagai 15,70 cm berarti pengukuran tongkat telah dilakukan hingga ketelitian ratusan centimeter.
Pada 15,7 cm maka terdapat 3 angka yang pentingsebagai hasil pengukuran. Pada pelaporan hasil pengukuran 15,70 cm berarti terdapat 4 angka yang penting sebagai hasil pengukuran. Dengan demikian angka penting adalah angka hasil pengukuran atau angka yang diketahui dengan “cukup baik” berdasarkan keandalan alat ukur yang dipakai.
Misalnya dilaporkan hasil pengukuran massa sebuah benda 5,4628 gram dapat dinyatakan bahwa hasil pengukuran tersebut memiliki 5 angka penting.
Berikut aturan angka penting yang umum :
- Angka yang bukan nol adalah angka penting,
misal : 14569 = 5 angka penting, 2546 = 4 angka penting - Angka nol di sebelah kanan tanda desimal dan tidak diapit bukan angka nol bukan angka penting,
misal : 25,00 = 2 angka penting
25,000 = 2 angka penting
2500 = 4 angka penting ( mengapa ? sebab tidak ada tanda desimalnya)
2500,00 = 4 angka penting
Misal : 0,00556 = 3 angka penting
0,035005 = 5 angka penting (karena angka nol diapit oleh angka bukan nol)
0,00006500 = 4 angka penting
- Angka nol yang berada di antara angka bukan nol termasuk angka penting. Misal : 0,005006 = 4 angka penting
- Dalam penjumlahan dan penguranganangka penting, hasil dinyatakan memiliki 1 angka perkiraan dan 1 angka yang meragukan. Contoh : 1,425 + 2,56 = 3,985 dan hasilnya ditulis sebagai 3,99.
(I) 25,340 + 5,465 + 0,322 = 31,127 ditulis sebagai 31,127 (5 angka penting)
(II) 58,0 + 0,0038 + 0,00001 = 58,00281 ditulis menjadi 58,0
(III) 4,20 + 1,6523 + 0,015 = 5,8673 ditulis menjadi 5,87
(IV) 415,5 + 3,64 + 0,238 = 419,378 ditulis menjadi 419,4Pada contoh (I) ditulis tetap karena kesemua unsur memiliki angka yang berada di belakang tanda desimal jumlahnya sama.
Pada contoh (II) ditulis menjadi 58,0 karena mengikuti angka penting terakhir aalah angka yang diragukan kepastiannya.
Pada contoh (III) ditulis menjadi 5,87 karena mengikuti aturan angka penting terakhir ialah angka yang diragukan kepastiannya. Hal yang sama juga ditulis sebagaimana contoh (IV). - Dalam perkalian dan pembagian, hasil operasi dinyatakan dalam jumlah angka penting yang paling sedikit sebagaimana banyaknya angka penting dari bilangan-bilangan yang dioperasikan. Hasilnya harus dibulatkan hingga jumlah angka penting sama dengan jumlah angka penting berdasarkan faktor yang paling kecil jumlah angka pentingnya.
Contoh : 3,25 x 4,005 = …
3,25 = mengandung 3 angka penting
4,005 = mengandung 4 angka pentingTernyata ada perkecualian sebagaimana contoh berikut yaitu 9,84 : 9,3 = 1,06 ditulis dalam aturan angka penting sebanyak 3 angka penting seharusnya menurut angka penting dalam perkalian/pembagian harus ditulis sebagai 1,1 (dalam 2 angka penting) tetapi perbedaan 1 di belakang tanda desimal pada angka terakhir 9,3 yakni 9,3 + 0,1 menggambarkan kesalahan sekitar 1% terhadap hasil pembagian (kesalahan 1% diperoleh dari 0,1:9,3 kemudian dikali seratus persen). Perbedaan dari penulisan angka penting 1,1 dari 1,1 + 0,1 menghasilkan kesalahan 10% (didapat dari 0,1 dibagi 1,1 kemudian dikali 100 persen). Berdasarkan analisis tersebut, maka ketepatan penulisan jawaban hasil bagi menjadi 1,1 jauh lebih rendah dibandingkan dengan menuliskan jawabannya menjadi 1,06. Jawaban yang benar dituliskan sebagai 1,06 karena perbedaan 1 pada angka terakhir bilangan faktor yang turut dalam unsur pembagian (9,3) memberi kesalahan relatif sebesar (kira-kira 1%) atau dapat ditulis sebagai 1,06 + 0,01
Alasan yang serupa juga diberikan pada soalan 0,92 x 1,13 hasilnya ditulis sebagai 1,04 dibandingkan menjadi 1,0396 (yang sudah sangat jelas lebih dari faktor angka penting paling sedikit yang diproses dalam pembagian tampak jika ditulis 1,039 memiliki 4 angka penting, jika ditulis 1,0396 memiliki 5 angka penting).
Jika dikalikan, hasilnya diperoleh menjadi 13,01625 maka hasilnya ditulis menjadi 1,30 x 101 - Batasan jumlah angka penting bergantung dengan tanda yang diberikan pada urutan angka dimaksud. Misal : 1256= 4 angka penting
1256 = 3 angka penting (garis bawah di bawah angka 5) atau
dituliskan seperti 1256 = 3 angka penting (angka 5 dipertebal)
Catatan :
Berdasarkan buku Schaum Fisika edisi 8 karangan Bueche (1989) bilangan nol (0) kadang-kadang dinyatakan sebagai angka penting kadang pula bukan angka penting karena angka nol hanya menunjukkan letak tanda koma sebagai tanda desimal.
Sumber pembanding : Seri Buku Schaum karangan F.J. Bueche alih bahasa Budi Darmawan, Msc (ITB) – Penerbit Erlangga, 1989 (judul asli : Theory and Problem of College Physics 8 ed)