Pengertian Besaran dalam Fisika

Secara umum, besaran dalam fisika merupakan segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka serta memiliki satuan tertentu. Melalui proses pengukuran besaran, para ilmuwan dapat menganalisis berbagai gejala alam secara kuantitatif dan sistematis. Dengan demikian, penguasaan konsep besaran menjadi hal yang sangat penting dalam memahami hukum-hukum fisika.

Dengan demikian, konsep besaran sangat penting dalam mempelajari dan memahami hukum-hukum fisika.Berdasarkan jenisnya, besaran dalam fisika dibagi menjadi dua kelompok utama yaitu Besaran Pokok dan Besaran Turunan.

Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran dasar yang tidak diturunkan dari besaran lain. Terdapat tujuh besaran pokok yang diakui secara internasional dalam Sistem Internasional (SI), yaitu:

Tabel Besaran Pokok dalam Sistem Internasional

Besaran Pokok	Simbol	Satuan SI	Simbol Satuan
Panjang	l	meter	m
Massa	𝑚	kilogram	kg
Waktu	t	sekon (detik)	s
Kuat arus listrik	𝐼	ampere	A
Suhu termodinamik	T	kelvin	K
Jumlah zat	n	mol	mol
Intensitas cahaya	lv	kandela	cd

Besaran Turunan

Setelah memahami besaran pokok, kita dapat mengenali jenis besaran lainnya, yaitu besaran turunan.Sebagai lanjutan dari konsep besaran pokok, para ilmuwan menyusun besaran turunan dengan cara menurunkannya dari satu atau lebih besaran pokok melalui hubungan matematis yang jelas. Proses ini memungkinkan mereka untuk menggambarkan berbagai fenomena fisika yang lebih kompleks dengan menggabungkan besaran dasar secara sistematis.

Sebagai contoh, berikut ini adalah beberapa besaran turunan lengkap dengan rumus dan satuan dalam Sistem Internasional (SI).

Tabel Besaran Turunan dalam Sistem Internasional

Besaran Turunan	Rumus Turunan	Satuan SI
Luas	panjang × panjang	m²
Volume	panjang × lebar × tinggi	m³
Kecepatan	panjang / waktu	m/s
Percepatan	kecepatan / waktu	m/s²
Gaya	massa × percepatan	newton (N) = kg·m/s²
Tekanan	gaya / luas	pascal (Pa) = N/m²
Energi	gaya × jarak	joule (J) = N·m
Daya	energi / waktu	watt (W) = J/s

Standar Satuan Besaran Pokok

Untuk memastikan keseragaman pengukuran di seluruh dunia, para ilmuwan secara aktif menetapkan Satuan Internasional (SI) berdasarkan standar ilmiah yang terus mereka perbarui mengikuti kemajuan teknologi modern. Melalui pendekatan ini, mereka menjamin bahwa setiap pengukuran dalam fisika memiliki dasar yang konsisten dan dapat diterima secara global, baik di bidang pendidikan, industri, maupun riset ilmiah.

Berikut adalah penjelasan masing-masing besaran pokok dalam sistem SI:

Panjang (meter)

Panjang menggambarkan jarak antara dua titik dalam ruang dan merupakan salah satu dari tujuh besaran pokok dalam fisika. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan panjang adalah meter (m). Saat ini, 1 meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam vakum selama 1/299.792.458 detik, berdasarkan kecepatan cahaya yang bersifat konstan.

Massa (kilogram)

Massa menunjukkan jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda dan menjadi salah satu besaran pokok dalam fisika. Sejak tahun 2019, para ilmuwan mendefinisikan 1 kilogram berdasarkan konstanta Planck, yaitu sebesar 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s, sehingga satuan ini menjadi lebih stabil dan presisi.

Waktu (sekon)

Waktu mengukur durasi atau lamanya suatu peristiwa berlangsung dalam kehidupan sehari-hari maupun eksperimen ilmiah. Dalam fisika, waktu menjadi salah satu besaran pokok yang sangat penting untuk memahami gerakan, perubahan, dan berbagai proses alam, saat ini, 1 sekon didefinisikan sebagai durasi 9.192.631.770 periode radiasi dari transisi antara dua tingkat energi dalam atom cesium-133.

Kuat Arus Listrik (ampere)

Kuat arus listrik menyatakan banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Dalam Sistem Internasional (SI) yang terbaru, para ilmuwan menetapkan bahwa 1 ampere setara dengan aliran muatan sebesar 1/1,602176634 × 10⁻¹⁹ coulomb per detik. Definisi ini didasarkan pada nilai tetap muatan elementer, sehingga menjamin akurasi dan konsistensi pengukuran arus listrik secara global.

Suhu (kelvin)

Selanjutnya, suhu merepresentasikan tingkat energi panas pada suatu benda, yang menentukan arah perpindahan panas dalam sistem fisika. Para ilmuwan kini mendefinisikan 1 kelvin sebagai 1/273,16 dari suhu termodinamika titik tripel air, yaitu kondisi saat air berada dalam bentuk padat, cair, dan gas secara bersamaan.

Jumlah Zat (mol)

Jumlah zat menunjukkan banyaknya partikel seperti atom, molekul, atau ion dalam suatu sampel. Dalam sistem SI modern, 1 mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung tepat 6,02214076 × 10²³ entitas elementer, berdasarkan nilai tetap Bilangan Avogadro. Dengan standar ini, para ilmuwan dapat melakukan perhitungan kimia dan fisika dengan akurasi tinggi, terutama dalam skala molekuler dan atomik.

Intensitas Cahaya (kandela)

Intensitas cahaya menggambarkan seberapa kuat cahaya dipancarkan ke arah tertentu. Dalam definisi modern, 1 kandela setara dengan intensitas cahaya yang dihasilkan oleh sumber radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 × 10¹² Hz, yang memiliki intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian. Standar ini memastikan bahwa pengukuran intensitas cahaya konsisten di seluruh dunia, terutama dalam bidang fotometri dan rekayasa optik.

Dimensi Besaran Fisika

Dengan demikian, kita menyatakan dimensi sebagai cara untuk menggambarkan suatu besaran fisika dalam bentuk besaran pokok penyusunnya. Selanjutnya, kita dapat menguraikan setiap besaran turunan ke dalam bentuk dimensinya secara sistematis melalui hubungan matematis yang mendasarinya.

Manfaat Penggunaan Dimensi dalam Fisika

Dalam kajian fisika, para ilmuwan secara aktif menggunakan analisis dimensi untuk memperdalam pemahaman terhadap berbagai konsep dasar yang mendasari fenomena alam. Melalui pendekatan ini, mereka dapat memverifikasi kesesuaian suatu persamaan secara dimensional, menurunkan rumus baru dari besaran pokok, dan mengkonversi satuan secara tidak langsung. Oleh karena itu, para ilmuwan memanfaatkan analisis dimensi sebagai alat penting untuk memastikan akurasi perhitungan dan menjaga konsistensi dalam berbagai studi ilmiah maupun eksperimen fisika. Pertama, kita dapat memverifikasi kesetaraan rumus untuk memastikan bahwa suatu persamaan benar secara dimensional. Kedua, kita bisa menurunkan rumus baru dari rumus yang sudah ada dengan memanfaatkan hubungan antarbesaran pokok. Ketiga, analisis dimensi juga membantu kita mengkonversi satuan secara tidak langsung, terutama saat menghadapi satuan yang kompleks atau merupakan besaran turunan.

Contoh Dimensi Besaran Fisika:

Tabel Dimensi Besaran Fisika

Besaran	Rumus Fisika	Dimensi
Kecepatan		L T⁻¹
Percepatan		L T⁻²
Gaya		M L T⁻²
Tekanan		M L⁻¹ T⁻²
Energi		M L² T⁻²
Daya		M L² T⁻³