BESARAN DAN SATUAN

METODE ILMIAH DAN PENGUKURAN DALAM IPA

IPA mempelajari dan memahami berbagai hal di sekitar kita yang terdiri atas benda mati dan makhluk hidup serta interaksi dan pola keteraturannya, menyelesaikan masalah yang terjadi di dalamnya, berpikir logis dan kritis dalam rangka menjaga dan melestarikan keseimbangan alam serta meningkatkan kualitas hidup manusia.

Metode Ilmiah dalam penyelidikan IPA, meliputi pengamatan, menginferensi, dan mengomunikasikan.

1.       Pengamatan atau Observasi

Pengamatan untuk mengumpulkan data dan informasi dengan pancaindra dan/atau alat ukur yang sesuai. Pengamatan menghasilkan data dari objek atau peristiwa yang dilihat dengan mata atau dengan alat bantu penglihatan seperti mikroskop, lup, teropong dan lainya, atau didengar dengan alat pendengaran kita, atau diraba dengan kulit kita seperti halus dan kasar, atau dibaui dengan alat penciuman kita, serta dirasa dengan alat pengecap kita. Bukan disebut hasil pengamatan jika didapat dari hasil indera ke-6 atau hasil menafsirkan saat pengamatan.

Hal penting yang juga harus diperhatikan saat melakukan pengamatan adalah faktor keselamatan dan keamanan kerja. Jangan sampai objek yang berbahaya atau beracun diobservasi secara langsung menggunakan indera kita.  

2.       Inferensi

Kegiatan inferensi meliputi merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan, untuk menemukan pola, hubungan, serta membuat prediksi. Kegiatan ini didasarkan dari pengolahan data hasil observasi sampai membuat simpulan. Dimungkinkan dalam proses ini ada aktivitas mengelompokkan, menggolongkan, menentukan hubungan sebab akibat, seberapa besar pengaruh suatu objek terhadap objek atau kejadian lain, dan menentukan pola keteraturan yang dapat dirumuskan secara matematis maupun simpulan kualitatif. Simpulan ini dapat dijadikan dasar dalam membuat prediksi suatu kejadian atau peristiwa yang akan terjadi berikutnya atau di masa akan datang.

3.       Mengomunikasikan

Mengomunikasikan diartikan sebagai bentuk pemberitahuan atau publikasi kepada yang lain, baik lisan maupun tulisan dalam bentuk laporan, tabel, grafik, bagan, dan gambar yang relevan. Para ilmuwan melakukan ini dalam bentuk buku penelitian yang dapat dijadikan rujukan secara teori agar dapat diketahui dan dapat dikembangkan lagi bagi kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan di masa yang akan datang.

OBJEK PENYELIDIKAN IPA

Objek penyelidikan IPA dapat dikelompokkan menjadi:

1.       Objek mikroskopis

Berupa benda yang sangat kecil (renik), misalnya bakteri, virus, atau partikel-partikel penyusun atom

2.       Objek makroskopis

Berupa benda-benda yang berukuran sangat besar, misalnya lautan, bumi, matahari hingga jagat raya ini.

Sebegitu luas dan kompleksnya pengetahuan hasil penyelidikan IPA ini mengharuskan ilmuwan mengelompokkan ke dalam bagian-bagian ilmu alam sebagai berikut:

1. Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak, panas, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.

2.   Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.

3. Biologi, mempelajari tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran renik sampai dengan lingkungan yang sangat luas.

4.   Ilmu Bumi dan Antariksa, mempelajari asal mula bumi, perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai benda langit lainnya.

PENGUKURAN, BESARAN, DAN SATUAN

Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam  IPA. Segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran. Mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Misalnya, kamu melakukan pengukuran panjang meja dengan jengkalmu. Dengan demikian, kamu harus membandingkan panjang meja dengan panjang jengkal-mu. Jengkalmu digunakan sebagai satuan pengukuran. Misalnya, hasil pengukurannya yaitu panjang meja sama dengan 8 jengkal. Kamu juga dapat mengukur panjang meja kamu dengan menggunakan penggaris sehingga misalnya didapatkan panjang meja 120 cm.

Ada 2 macam satuan pengukuran yang biasa digunakan, yaitu:

1. Satuan tidak baku: satuan yang digunakan sendiri dan tidak dapat dijadikan standar bagi yang lain, seperti jengkal, kaki, tobak, dll.

2.  Satuan baku: satuan yang telah disepakati bersama penggunannya dan memiliki ukuran yang telah ditetapkan, seperti satuan panjang dalam cm

Dalam satuan baku dikenal Sitem Internasional (SI) yaitu satuan yang telah disepakati secara internasional yang mengacu pada 3 besaran yaitu:

1.       Besaran panjang dengan satuan meter (m)

2.       Besaran massa dengan satuan kilogram (kg)

3.       Besaran waktu dengan satuan sekon (s)

Sehingga sistem internasional dikenal juga dengan sistem mks (meter-kilogram-sekon)

Dalam hal menuliskan besaran dalam SI yang lebih besar atau lebih kecil dari satuan mks maka digunakan angka kelipatan 10 dengan menggunakan awalan seperti tercantum dalam tabel berikut.

BESARAN POKOK DAN BESARAN TURUNAN

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditentukan atau didefinisikan. Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang satuanya tersusun atas dua besaran pokok atau lebih.  

Ada 7 besaran pokok dengan satuannya dalam SI seperti dalam tabel di bawah ini

No	Besaran pokok	Satuan (SI)	Lambang satuan
1	Panjang	meter	m
2	Massa	kilogram	kg
3	Waktu	sekon	s
4	Kuat arus listrik	ampere	A
5	Suhu	kelvin	K
6	Intensitas cahaya	candela	cd
7	Jumlah zat	mol	mol

Panjang adalah ukuran jarak antara dua buah titik. Misalnya panjang meja, panjang ruang kelas, dll. Termasuk ke dalam besaran panjang seperti besaran berikut ini: Jarak, lebar, tinggi, diameter, jari-jari, sisi, dan sejenisnya.

Alat ukur panjang antara lain: mistar, penggaris, jangka sorong, mikrometer sekrup.

Berikut ini beberapa satuan panjang yang biasa digunakan dan konversinya:

keterangan:

km = kilometer, hm = hektometer, dam = dekameter, dm = decimeter, cm = centimeter, mm = milimeter

Konversi satuan dari atas ke bawah = perkalikan sejumlah tingkat 10

Sedangkan konversi satuan dari bawah ke atas = pembagian sejumlah tingkat 10

Contoh:

1 km = 10 hm (hektometer)

1 km = … m (3 tingkat ke bawah) = 10x10x10 m = 10³ m = 1000 m

1 mm = … dam (4 tingkat ke atas) = 1:10:10:10:10 dam = 1: 10⁴ dam = 10^-4 dam

Massa adalah Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda. Satuannya dalam SI adalah kilogram. Jika kamu menimbang badan dengan hasil pengukuran timbangan 35 kg, maka massa badan kamu 35 kg, bukan berat badan 35 kg. Jadi massa berbeda dengan berat, karena berat benda adalah massa benda tersebut yang dipengaruhi gaya grafitasi. Satuan berat benda adalah newton (N). (berat benda akan dibahas secara khusus pada materi selanjutnya)

Massa benda dapat diukur dengan timbangan warung, timbangan padi, neraca dua lengan, neraca 4 lengan, neraca Ohauss, neraca digital.

Beberapa konversi satuan massa:

1 kg = 1000 g = 10³ g

1 gram = 1000 mg = 10³ mg

1 mg = 10^-6 kg

1 kg = 10 ons

1 kwintal = 100 kg

1 ton = 1000 kg

Waktu adalah satuan selang masa antara dua peristiwa atau kejadian. Satuan waktu dalam SI adalah sekon (s) yang besarnya sama dengan detik.

Alat ukur waktu: jam atau arloji, stop watch.

Beberapa konversi satuan waktu:

1 jam = 60 menit

1 menit = 60 sekon

1 jam = 3600 sekon

1 hari = 24 jam

BESARAN TURUNAN

Besaran turunan adalah besaran selain 7 besaran pokok di atas. Besaran turun tersusun atas dua besaran pokok atau lebih, baik 2 besaran pokok yang sama atau besaran pokok yang berbeda.

Contoh besaran turunan:

1.       Luas

2.       Volume

3.       Massa jenis zat

4.       Kelajuan/kecepatan

5.       Percepatan

6.       Gaya

7.       Usaha (Energi), dll

No	Besaran Turunan	Deskripsi	Satuan dalam SI	Nama lain satuan
1	Luas	Panjang x lebar	m x m= m2
2	Volume	Panjang x lebar x tinggi	m x m x m = m3
3	Massa jenis	Massa/volume	kg/m3
4	Kelajuan	Jarak/waktu	m/s
5	Percepatan	Kelajuan/waktu	m/s/s = m/s2
6	Gaya	Massa x percepatan	kg m/s2	Newton (N)
7	Usaha (Energi)	Gaya x jarak	(kg m/s2 ) m = kg m2/s2	Joule (J)