Pengamatan
objek dengan menggunakan indra merupakan kegiatan pentinguntuk menghasilkan
deskripsi suatu benda. Akan tetapi, seringkali pengamatanseperti itu tidak
cukup. Kita memerlukan pengamatan yang memberikan hasilyang pasti ketika
dikomunikasikan dengan orang lain. Sebagai contoh, pernahkahkamu pergi ke
penjahit untuk minta dibuatkan baju? Bagaimana penjahit dapatmembuatkan baju
dengan ukuran yang tepat? Atau, pernahkah kamu melihatorang berjual beli buah,
misalnya duku? Bagaimanakah menentukan banyaknyaduku secara akurat? Semua
peristiwa di atas terkait dengan kegiatan pengukuran.Pada bagian ini, kamu
akan mendiskusikan dan melakukan berbagai kegiatanpengukuran dengan menggunakan
alat ukur yang sesuai.
1. Pengukuran
Mengukur
merupakan kegiatan pentingdalam kehidupan dan kegiatan utama di dalamIPA.
Contoh, kamu hendak mendeskripsikansuatu benda, misalnya mendeskripsikan
dirimu.Kemungkinan besar kamu akan menyertakantinggi badan, umur, berat badan,
dan lain-lain. Tinggi badan, umur, dan berat badan merupakansesuatu
yang dapat diukur. Segala sesuatu yangdapat diukur disebut Besaran. Mengukur merupakan
kegiatanmembandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai
sebagai satuan.
Mungkin kamu pernah mendengar satuan sentimeter,
kilogram, dan detik. Satuan-satuan tersebut adalah contoh satuan baku dalam
ukuran Sistem Internasional (SI). Setelah tahun 1700, sekelompok ilmuwan
menggunakan sistem ukuran yang dikenal dengan nama Sistem Metrik. Pada tahun
1960, Sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional.
Penamaan ini berasal dari bahasa Prancis, Le Systeme Internationale d’Unites.
Dalam satuan SI, setiap jenis ukuran memiliki satuan
dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk hasil pengukuran
yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan awalan-awalan,
seperti ditunjukkan dalam Tabel 1.1. Penggunaan awalan ini untuk memudahkan
dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, daripada
menyebutkan 20.000 meter, lebih mudah menyebutkan 20 kilometer. Nilai kelipatan
awalan tersebut menjangkau benda-benda yang sangat kecil hingga objek yang
sangat besar. Contoh benda yang sangat kecil adalah atom, molekul, dan virus.
Contoh objek yang sangat besar adalah galaksi.
Sistem
Internasional lebih mudah digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan
bilangan 10, seperti ditunjukkan pada Tabel 1.1 di atas. Penggunaan awalan di
depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih.
Misalnya, awalan kilo berarti
atau 1.000. Maka, 1 kilometer berarti 1.000
meter. Contoh lain, pembangkit listrik menghasilkan daya 500 Mwatt berarti sama
dengan 500.000.000 watt. Jadi, penulisan awalan menyederhanakan angka hasil
pengukuran sehingga mudah dikomunikasikan ke pihak lain.
Pengukuran Jarak pada Benda Langit
Benda-benda langit terletak berjauhan satu
dengan yang lain. Satuan yang digunakan untuk menyatakan jarak benda-benda
langit adalah Satuan Astronomi (SA) dan tahun cahaya.
1 SA = jarak Bumi sampai dengan Matahari
= 150 juta km
1 tahun cahaya = jarak tempuh cahaya selama satu
tahun
= 9,5 trilyun km.
2.
Besaran Pokok
Pada kegiatan sebelumnya, kamu telah
menyimpulkan bahwa dalam kegiatan pengukuran perlu menggunakan satuan baku,
satuan yang disepakati bersama. Besaran yang satuannya didefinisikan ini disebut
besaran pokok.
a.
Panjang
Dalam IPA, panjang menyatakan jarak antara dua
titik. Misalnya, panjang papan tulis adalah jarak antara titik pada ujung-ujung
papan tulis, panjang bayi yang baru lahir adalah jarak dari ujung kaki sampai
ujung kepala bayi itu. Mengapa panjang harus diukur, tidak sekadar
diperkirakan?
Panjang menggunakan satuan dasar SI meter (m). Satu meter standar (baku)
sama dengan jarak yang ditempuh cahaya
dalam ruang hampa selama 1/299792458 sekon. Untuk keperluan sehari-hari, telah
dibuat alat-alat pengukur panjang tiruan dari meter standar, seperti terlihat
pada Gambar 1.16.
Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam
satuan-satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara
menambahkan awalan-awalan seperti tercantum dalam Tabel 1.1. Berdasar tabel
tersebut:
» 1
kilometer (km) = 1.000 meter (m)
» 1 sentimeter (cm) = 1/100 meter (m) atau 0,01
m
Sebaliknya, diperoleh
» 1 m = 1/1.000 km = 0,001 km» 1 m = 100 cm
Beberapa alat pengukur panjang misalnya pita
ukur atau metlin, penggaris atau mistar, jangka sorong, dan meteran gulung.
Meteran gulung dan penggaris mampu mengukur paling kecil 1 mm, tetapi jangka
sorong mampu mengukur sampai 0,1 mm. Pernahkah kamu melihat, apakah alat-alat
pengukur panjang tersebut dipergunakan dalam pekerjaan? Sebutkan pekerjaan
beserta alat ukur panjang yang digunakan.
Dalam melakukan pengukuran, perhatikan posisi
nol alat ukur. Untuk pengukuran panjang, ujung awal benda berimpit dengan angka
nol pada alat ukur. Selain itu, posisi mata harus tegak lurus dengan skala yang
ditunjuk, untuk menghindari kesalahan hasil pembacaan pengukuran.
b.
Massa
Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi
yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Nah, dalam SI, massa
diukur dalam satuan kilogram (kg). Misalnya, massa tubuhmu 52 kg, massa seekor
kelinci 3 kg, massa sekantong gula 1 kg.
Dalam kehidupan sehari-hari, orang menggunakan
istilah “berat” untuk massa. Namun, sesungguhnya massa tidak sama dengan berat.
Massa suatu benda ditentukan oleh kandungan materinya dan tidak mengalami
perubahan meskipun kedudukannya berubah. Sebaliknya, berat sangat bergantung
pada kedudukan di mana benda tersebut berada. Sebagai contoh, saat astronot
berada di bulan, beratnya tinggal 1/6 dari berat dia saat di bumi.
Dalam SI, massa menggunakan satuan dasar
kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan newton (N). Satu kilogram
standar (baku) sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran
platinum-iridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis (Gambar 1.18). Massa 1
kg setara dengan 1 liter air pada suhu 4oC.
c.
Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua
peristiwa. Misalnya, waktu hidup seseorang dimulai sejak ia dilahirkan hingga
meninggal, waktu perjalanan diukur sejak mulai bergerak sampai dengan akhir
gerak. Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.
3.
Besaran Turunan
Besaran-besaran yang dapat diukur selain 7
(tujuh) besaran pokok pada Tabel 1.2, tergolong sebagai besaran turunan.
Misalnya, luas ruang kelasmu. Jika ruang kelasmu berbentuk persegi, maka
luasnya merupakan hasil perkalian panjang dengan lebar. Perhatikan, bahwa
panjang dan lebar merupakan besaran pokok panjang. Dalam SI, panjang diukur
dengan satuan meter (m). Maka, luas dalam SI memiliki satuan meter x meter ,
atau meter persegi (m2
).
a.
Luas
Untuk benda yang berbentuk persegi, luas benda
dapat ditentukan dengan mengalikan hasil pengukuran panjang dengan lebarnya.
Bagaimanakah cara mengukur luas benda yang berbentuk tidak teratur, misalnya
luas sehelai daun?
b.
Volume
Misalnya, kamu punya dua wadah, yakni kaleng
besar dan kaleng kecil. Jika dipergunakan untuk menampung air, kaleng besar
pasti dapat menampung air lebih banyak. Hal tersebut terkait dengan besarnya
ruangan yang terisi oleh materi, biasanya disebut volume. Jika volume suatu
benda lebih besar, benda itu dapat menampung materi lebih banyak dibandingkan
benda lain yang volumenya lebih kecil. Volume merupakan besaran turunan yang
disusun dari besaran pokok panjang.
Volume benda padat yang bentuknya teratur,
contohnya balok, dapat ditentukan dengan mengukur terlebih dulu panjang, lebar,
dan tingginya, kemudian mengalikannya. Jika kamu mengukur panjang, lebar, dan
tinggi balok menggunakan satuan sentimeter (cm), maka volume balok yang
diperoleh dalam satuan sentimeter kubik (cm3
). Jika, panjang, lebar, dan tinggi
diukur dalam satuan meter (m), maka volume yang diperoleh bersatuan meter kubik
(m3 ).
c.
Konsentrasi Larutan
Misalnya, kamu membuat sirop dengan memasukkan
gula ke dalam air, kemudian kamu cicipi. Jika kurang manis, kamu dapat
menambahkan gula lagi. Makin banyak gula yang ditambahkan, makin manis rasa
larutan itu. Selain rasa manis yang bersifat kualitatif (hasil indra pengecap),
adakah besaran yang dapat digunakan untuk menggambarkan banyaknya gula dan air
di dalam larutan tersebut? Salah satu besaran yang dapat digunakan adalah
konsentrasi larutan (K). Ada banyak
cara untuk merumuskan konsentrasi larutan. Pada contoh larutan tadi,
konsentrasi dapat dirumuskan sebagai massa gula (zat terlarut) dibagi dengan
volume air (zat pelarut), yaitu
d.
Laju Pertumbuhan
Besaran panjang dan waktu dapat digunakan untuk
menentukan pertumbuhan tanaman. Misalkan, kamu menanam jagung. Pada pengukuran
awal, diperoleh tinggi tanamanmu 20 cm. Dalam waktu 10 hari, tingginya menjadi
60 cm. Kamu dapat menentukan laju pertumbuhan jagung itu, yakni
