Besaran dalam Fisika: Konsep, Jenis, dan Penerapannya

1. Pengertian Besaran

Ilustrasi konsep pengukuran dengan skala, unit, dan nilai

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, memiliki nilai (kuantitas), dan memiliki satuan. Dalam fisika, setiap kali kita melakukan pengukuran terhadap suatu fenomena, hasil pengukuran tersebut dinyatakan dalam bentuk besaran. Misalnya, ketika kita mengatakan "suhu kamar adalah 25 derajat Celcius", maka "suhu" adalah besaran, "25" adalah nilai atau kuantitasnya, dan "derajat Celcius" adalah satuannya.

Konsep besaran sangat fundamental karena memungkinkan kita untuk mengkomunikasikan hasil pengukuran secara universal dan konsisten. Tanpa besaran dan satuan standar, akan sulit bagi ilmuwan di berbagai belahan dunia untuk saling memahami atau mereplikasi eksperimen. Bayangkan kekacauan jika setiap orang menggunakan sistem pengukuran yang berbeda untuk panjang atau waktu!

Ada dua komponen utama yang selalu melekat pada besaran:

Nilai (Kuantitas): Ini adalah angka yang menunjukkan seberapa banyak atau seberapa besar besaran tersebut. Misalnya, pada 5 meter, angka 5 adalah nilainya.
Satuan: Ini adalah standar perbandingan yang digunakan untuk mengukur besaran. Satuan memberikan makna pada nilai. Misalnya, "meter" adalah satuan untuk panjang, "kilogram" untuk massa, dan "sekon" untuk waktu.

Pentingnya besaran bukan hanya terbatas pada eksperimen ilmiah atau perhitungan kompleks. Dalam kehidupan sehari-hari, kita secara tidak sadar selalu berinteraksi dengan besaran. Ketika kita berbelanja, kita melihat harga (besaran uang), membeli beras (besaran massa), atau mengisi bensin (besaran volume). Ketika kita berkendara, kita memperhatikan kecepatan (besaran kecepatan) dan jarak tempuh (besaran panjang). Bahkan dalam konteks yang lebih abstrak seperti emosi, kita mungkin mencoba mengukur "tingkat kebahagiaan" atau "intensitas kesedihan", meskipun ini bukan besaran fisika dalam arti yang ketat, namun menunjukkan kecenderungan manusia untuk mengkuantifikasi pengalaman.

Secara umum, besaran dalam fisika dapat dikelompokkan menjadi beberapa kategori berdasarkan karakteristik dan asal-usulnya. Pemahaman tentang kategori-kategori ini esensial untuk menguasai konsep-konsep fisika yang lebih kompleks.

2. Klasifikasi Besaran

Besaran dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria. Dua klasifikasi utama yang paling sering digunakan dalam fisika adalah berdasarkan asalnya (besaran pokok dan besaran turunan) dan berdasarkan arahnya (besaran skalar dan besaran vektor).

2.1. Besaran Pokok

Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada besaran-besaran lain. Besaran pokok ini menjadi dasar bagi semua besaran fisika lainnya.

Sistem Internasional (SI) mengakui tujuh besaran pokok yang menjadi fondasi seluruh pengukuran ilmiah. Ketujuh besaran pokok ini dipilih karena independensinya satu sama lain dan kemampuan mereka untuk mendeskripsikan sebagian besar fenomena fisik dasar. Penetapan definisi modern untuk besaran pokok ini telah melalui evolusi panjang, seringkali didasarkan pada konstanta fundamental alam untuk memastikan akurasi dan stabilitas jangka panjang.

2.1.1. Panjang

Definisi: Jarak antara dua titik.
Satuan SI: Meter (m).
Definisi Modern: Satu meter didefinisikan sebagai jarak tempuh cahaya dalam ruang hampa selama interval waktu 1/299.792.458 sekon. Definisi ini mengaitkan panjang dengan kecepatan cahaya, sebuah konstanta universal.
Alat Ukur: Penggaris, meteran, jangka sorong, mikrometer sekrup, interferometer laser.
Penerapan: Mengukur dimensi benda, jarak geografis, panjang gelombang cahaya, ukuran mikroskopis sel, hingga jarak astronomis.
Contoh: Tinggi badan (1.70 m), lebar meja (0.8 m), jarak kota (200 km = 200.000 m).
Sejarah Singkat: Dulu didefinisikan dari lingkar bumi, kemudian prototipe batang platina-iridium, hingga definisi berbasis kecepatan cahaya untuk presisi lebih tinggi.

2.1.2. Massa

Definisi: Ukuran kelembaman (inersia) suatu benda, yaitu resistansinya terhadap perubahan gerak. Massa juga merupakan ukuran kandungan materi suatu benda.
Satuan SI: Kilogram (kg).
Definisi Modern: Satu kilogram didefinisikan berdasarkan konstanta Planck (h), yang mengaitkannya dengan sifat-sifat fundamental mekanika kuantum. Ini adalah redefinisi terbaru yang berlaku sejak 20 Mei 2019, menggantikan prototipe kilogram internasional.
Alat Ukur: Neraca, timbangan.
Penerapan: Mengukur berat bahan makanan, massa kendaraan, massa partikel subatomik, kandungan obat dalam dosis, massa bintang.
Contoh: Massa gula (1 kg), massa tubuh (70 kg), massa elektron (9.11 x 10⁻³¹ kg).
Sejarah Singkat: Awalnya didefinisikan sebagai massa satu liter air, kemudian prototipe silinder platina-iridium di Sevres, Prancis, dan kini berbasis konstanta Planck.

2.1.3. Waktu

Definisi: Durasi suatu peristiwa atau interval antara dua kejadian.
Satuan SI: Sekon (s).
Definisi Modern: Satu sekon didefinisikan sebagai durasi 9.192.631.770 periode radiasi yang berkaitan dengan transisi antara dua tingkat energi hiperhalus pada keadaan dasar atom sesium-133 yang tidak terganggu.
Alat Ukur: Jam, stopwatch, jam atom, osiloskop.
Penerapan: Mengukur durasi event, kecepatan reaksi kimia, periode gelombang, detak jantung, rentang usia, waktu kosmik.
Contoh: Waktu tempuh (10 s), durasi rapat (1 jam = 3600 s), waktu paruh unsur radioaktif.
Sejarah Singkat: Dulu berbasis rotasi bumi, kemudian jam pendulum, hingga jam atom untuk presisi yang tak tertandingi.

2.1.4. Arus Listrik

Definisi: Laju aliran muatan listrik melalui suatu titik atau penampang.
Satuan SI: Ampere (A).
Definisi Modern: Satu ampere didefinisikan berdasarkan muatan elementer (e). Ini berarti satu ampere adalah arus listrik di mana 1/(1.602 176 634 × 10⁻¹⁹) muatan elementer melewati suatu titik dalam satu sekon. Redefinisi ini berlaku sejak 20 Mei 2019.
Alat Ukur: Amperemeter.
Penerapan: Mengukur besarnya arus yang mengalir pada sirkuit elektronik, rumah tangga, industri, hingga sistem tenaga listrik.
Contoh: Arus pada lampu LED (0.02 A), arus pada oven listrik (10 A), arus pada pembangkit listrik.
Sejarah Singkat: Awalnya didefinisikan dari gaya antara dua konduktor, kini berbasis muatan elementer.

2.1.5. Suhu Termodinamika

Definisi: Ukuran derajat panas atau dingin suatu benda, yang berkaitan dengan energi kinetik rata-rata partikel penyusun benda tersebut.
Satuan SI: Kelvin (K).
Definisi Modern: Satu kelvin didefinisikan berdasarkan konstanta Boltzmann (k). Ini berarti satu kelvin adalah perubahan suhu termodinamika yang menghasilkan perubahan energi termal sebesar k kali energi partikel tunggal. Redefinisi ini berlaku sejak 20 Mei 2019.
Alat Ukur: Termometer, termokopel, pirometer.
Penerapan: Mengukur suhu tubuh, suhu lingkungan, suhu reaksi kimia, suhu mesin, suhu bintang.
Contoh: Suhu air mendidih (373.15 K), suhu nol mutlak (0 K), suhu plasma fusi.
Sejarah Singkat: Skala Celcius dan Fahrenheit adalah skala empiris, Kelvin adalah skala termodinamika absolut. Redefinisi terbaru berbasis konstanta Boltzmann.

2.1.6. Jumlah Zat

Definisi: Ukuran kuantitas entitas dasar (atom, molekul, ion, elektron, atau partikel lain) dalam suatu sampel materi.
Satuan SI: Mol (mol).
Definisi Modern: Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung tepat 6.022 140 76 × 10²³ entitas dasar. Angka ini dikenal sebagai bilangan Avogadro. Redefinisi ini berlaku sejak 20 Mei 2019.
Alat Ukur: Tidak ada alat ukur langsung; dihitung dari massa atau volume dengan menggunakan massa molar atau massa molekular.
Penerapan: Dalam kimia, untuk menghitung stoikiometri reaksi, konsentrasi larutan, jumlah reaktan dan produk.
Contoh: 1 mol air (sekitar 18 gram), 1 mol gas ideal pada STP (22.4 L).
Sejarah Singkat: Konsep mol dikembangkan untuk mengkuantifikasi jumlah partikel dalam sampel makroskopis. Definisi terbaru berbasis bilangan Avogadro yang tepat.

2.1.7. Intensitas Cahaya

Definisi: Daya cahaya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya ke arah tertentu per satuan sudut ruang. Ini adalah ukuran sensitivitas mata manusia terhadap cahaya.
Satuan SI: Kandela (cd).
Definisi Modern: Satu kandela didefinisikan sebagai intensitas cahaya, dalam arah tertentu, dari suatu sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540 × 10¹² Hz dan memiliki intensitas radiasi dalam arah tersebut sebesar 1/683 watt per steradian.
Alat Ukur: Fotometer, luxmeter.
Penerapan: Mengukur kekuatan sumber cahaya, perancangan penerangan, standar lampu lalu lintas, fotografi.
Contoh: Intensitas lampu lilin (sekitar 1 cd), intensitas lampu jalan.
Sejarah Singkat: Awalnya berbasis standar lilin, kemudian lampu pijar, dan kini berbasis frekuensi dan daya radiasi untuk presisi.

Ketujuh besaran pokok ini menjadi batu fondasi bagi seluruh bangunan fisika. Dari kombinasi mereka, kita dapat menurunkan besaran-besaran lain yang lebih kompleks, yang kita kenal sebagai besaran turunan.

2.2. Besaran Turunan

Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok melalui operasi matematika (perkalian, pembagian, perpangkatan, atau kombinasi).

Jumlah besaran turunan sangat banyak dan terus bertambah seiring perkembangan ilmu pengetahuan. Setiap besaran turunan memiliki definisi, rumus, dan satuan yang unik, yang semuanya dapat dilacak kembali ke besaran pokok. Memahami bagaimana besaran turunan dibentuk dari besaran pokok adalah kunci untuk menganalisis dimensi dan memeriksa konsistensi rumus fisika.

2.2.1. Contoh-contoh Besaran Turunan Penting

Luas (Area)
- Definisi: Ukuran dua dimensi dari permukaan.
- Rumus: Panjang × Lebar (L × L).
- Satuan SI: meter persegi (m²).
- Penerapan: Menghitung luas tanah, luas permukaan dinding untuk pengecatan.
Volume
- Definisi: Ukuran ruang tiga dimensi yang ditempati oleh suatu objek.
- Rumus: Panjang × Lebar × Tinggi (L × L × L).
- Satuan SI: meter kubik (m³).
- Penerapan: Mengukur isi air dalam tangki, volume ruangan.
Massa Jenis (Density)
- Definisi: Massa per satuan volume.
- Rumus: Massa / Volume (M/L³).
- Satuan SI: kilogram per meter kubik (kg/m³).
- Penerapan: Menentukan bahan suatu objek, floating/sinking.
Kecepatan (Velocity)
- Definisi: Laju perubahan posisi suatu objek, termasuk arahnya.
- Rumus: Perpindahan / Waktu (L/T).
- Satuan SI: meter per sekon (m/s).
- Penerapan: Mengukur laju kendaraan, pergerakan planet.
Percepatan (Acceleration)
- Definisi: Laju perubahan kecepatan suatu objek.
- Rumus: Perubahan Kecepatan / Waktu (L/T²).
- Satuan SI: meter per sekon kuadrat (m/s²).
- Penerapan: Menghitung kinerja mesin, gaya gravitasi.
Gaya (Force)
- Definisi: Dorongan atau tarikan yang dapat menyebabkan perubahan gerak suatu objek.
- Rumus: Massa × Percepatan (M × L/T²).
- Satuan SI: Newton (N), (1 N = 1 kg·m/s²).
- Penerapan: Mekanika, struktur bangunan, interaksi partikel.
Tekanan (Pressure)
- Definisi: Gaya per satuan luas.
- Rumus: Gaya / Luas (M/L·T²).
- Satuan SI: Pascal (Pa), (1 Pa = 1 N/m²).
- Penerapan: Hidrolika, tekanan ban, tekanan darah.
Usaha (Work)
- Definisi: Energi yang dipindahkan oleh gaya untuk menyebabkan perpindahan.
- Rumus: Gaya × Perpindahan (M·L²/T²).
- Satuan SI: Joule (J), (1 J = 1 N·m).
- Penerapan: Mengukur energi yang dibutuhkan untuk aktivitas, efisiensi mesin.
Daya (Power)
- Definisi: Laju di mana usaha dilakukan atau energi ditransfer.
- Rumus: Usaha / Waktu (M·L²/T³).
- Satuan SI: Watt (W), (1 W = 1 J/s).
- Penerapan: Daya listrik, daya mesin, konsumsi energi.
Energi
- Definisi: Kapasitas untuk melakukan usaha. Ada banyak bentuk energi (kinetik, potensial, termal, kimia, nuklir, listrik).
- Rumus: Tergantung jenisnya, contoh Energi Kinetik: ½ × Massa × Kecepatan² (M·L²/T²).
- Satuan SI: Joule (J).
- Penerapan: Hampir di setiap bidang fisika dan rekayasa, dari pembangkit listrik hingga reaksi kimia.
Frekuensi
- Definisi: Jumlah siklus per satuan waktu.
- Rumus: 1 / Periode (1/T).
- Satuan SI: Hertz (Hz), (1 Hz = 1 s⁻¹).
- Penerapan: Gelombang suara, gelombang radio, osilasi.
Muatan Listrik
- Definisi: Sifat dasar partikel subatomik yang menentukan interaksi elektromagnetiknya.
- Rumus: Arus Listrik × Waktu (I × T).
- Satuan SI: Coulomb (C), (1 C = 1 A·s).
- Penerapan: Elektronika, elektrokimia.
Beda Potensial Listrik (Tegangan)
- Definisi: Energi per satuan muatan yang diperlukan untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik lain.
- Rumus: Usaha / Muatan Listrik (M·L²/I·T³).
- Satuan SI: Volt (V), (1 V = 1 J/C).
- Penerapan: Sumber daya listrik, sirkuit.
Resistansi Listrik
- Definisi: Ukuran seberapa besar suatu objek menahan aliran arus listrik.
- Rumus: Tegangan / Arus Listrik (M·L²/I²·T³).
- Satuan SI: Ohm (Ω), (1 Ω = 1 V/A).
- Penerapan: Desain sirkuit, pemanas listrik.
Kapasitansi
- Definisi: Kemampuan suatu komponen untuk menyimpan muatan listrik.
- Rumus: Muatan Listrik / Tegangan (I²·T⁴/M·L²).
- Satuan SI: Farad (F), (1 F = 1 C/V).
- Penerapan: Filter elektronik, penyimpanan energi.
Induktansi
- Definisi: Kemampuan suatu konduktor untuk menyimpan energi dalam medan magnet ketika arus listrik mengalir melaluinya.
- Rumus: Tegangan × Waktu / Arus Listrik (M·L²/I²·T²).
- Satuan SI: Henry (H), (1 H = 1 V·s/A).
- Penerapan: Trafo, motor listrik, sirkuit resonansi.
Fluks Magnetik
- Definisi: Ukuran jumlah garis medan magnet yang menembus suatu area.
- Rumus: Induktansi × Arus Listrik (M·L²/I·T²).
- Satuan SI: Weber (Wb), (1 Wb = 1 T·m² = 1 V·s).
- Penerapan: Generator, motor, MRI.
Medan Magnet
- Definisi: Daerah di sekitar magnet atau arus listrik di mana gaya magnetik dapat dideteksi.
- Rumus: Gaya / (Arus Listrik × Panjang) (M/I·T²).
- Satuan SI: Tesla (T), (1 T = 1 N/(A·m)).
- Penerapan: Kompas, hard disk, speaker.
Momentum
- Definisi: Produk dari massa dan kecepatan suatu objek.
- Rumus: Massa × Kecepatan (M·L/T).
- Satuan SI: kilogram meter per sekon (kg·m/s).
- Penerapan: Tabrakan, roket, pelestarian momentum.
Impuls
- Definisi: Perubahan momentum suatu objek yang disebabkan oleh gaya yang bekerja selama interval waktu tertentu.
- Rumus: Gaya × Waktu (M·L/T).
- Satuan SI: Newton-sekon (N·s), (1 N·s = 1 kg·m/s).
- Penerapan: Keamanan mobil (airbag), alat olahraga.
Torsi (Moment of Force)
- Definisi: Kekuatan rotasi yang dapat menyebabkan suatu objek berputar.
- Rumus: Gaya × Jarak Tegak Lurus ke Titik Putar (M·L²/T²).
- Satuan SI: Newton-meter (N·m).
- Penerapan: Engkol, kunci pas, motor.
Rapat Energi
- Definisi: Energi per satuan volume.
- Rumus: Energi / Volume (M/L·T²).
- Satuan SI: Joule per meter kubik (J/m³).
- Penerapan: Kapasitor, medan elektromagnetik.
Koefisien Viskositas
- Definisi: Ukuran resistansi suatu fluida terhadap deformasi geser atau "ketebalan" fluida.
- Rumus: Tekanan × Waktu (M/L·T).
- Satuan SI: Pascal-sekon (Pa·s) atau N·s/m².
- Penerapan: Aliran darah, minyak pelumas, formulasi cat.
Tegangan Permukaan
- Definisi: Energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan luas permukaan suatu cairan per satuan luas.
- Rumus: Gaya / Panjang (M/T²).
- Satuan SI: Newton per meter (N/m).
- Penerapan: Gelembung sabun, kapilaritas, deterjen.
Modulus Young (Modulus Elastisitas)
- Definisi: Ukuran kekakuan suatu material, rasio tegangan terhadap regangan.
- Rumus: Tegangan / Regangan (M/L·T²).
- Satuan SI: Pascal (Pa).
- Penerapan: Desain material, konstruksi.
Entropi
- Definisi: Ukuran ketidakteraturan atau keacakan suatu sistem termodinamika.
- Rumus: Energi / Suhu (M·L²/T²·Θ).
- Satuan SI: Joule per Kelvin (J/K).
- Penerapan: Hukum Termodinamika Kedua, efisiensi mesin panas.
Kapasitas Panas
- Definisi: Jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar satu derajat Kelvin.
- Rumus: Energi / Suhu (M·L²/T²·Θ).
- Satuan SI: Joule per Kelvin (J/K).
- Penerapan: Termodinamika, perancangan sistem pendingin.
Konduktivitas Termal
- Definisi: Kemampuan suatu material untuk menghantarkan panas.
- Rumus: Daya / (Panjang × Suhu) (M·L/T³·Θ).
- Satuan SI: Watt per meter Kelvin (W/(m·K)).
- Penerapan: Isolasi, perpindahan panas.
Laju Aliran Volume
- Definisi: Volume fluida yang mengalir per satuan waktu.
- Rumus: Volume / Waktu (L³/T).
- Satuan SI: meter kubik per sekon (m³/s).
- Penerapan: Sistem pipa, hidrologi.
Rapat Arus Listrik
- Definisi: Jumlah arus listrik yang mengalir per satuan luas penampang konduktor.
- Rumus: Arus Listrik / Luas (I/L²).
- Satuan SI: Ampere per meter persegi (A/m²).
- Penerapan: Desain kabel, sirkuit terpadu.
Intensitas Suara
- Definisi: Daya suara yang ditransfer per satuan luas.
- Rumus: Daya / Luas (M/T³).
- Satuan SI: Watt per meter persegi (W/m²).
- Penerapan: Akustik, polusi suara.
Fluks Luminous (Luminous Flux)
- Definisi: Total daya cahaya yang dipancarkan oleh suatu sumber, diukur berdasarkan sensitivitas mata manusia.
- Rumus: Intensitas Cahaya × Sudut Ruang (J.L).
- Satuan SI: Lumen (lm), (1 lm = 1 cd·sr).
- Penerapan: Desain pencahayaan, fotografi.
Iluminansi (Illuminance)
- Definisi: Fluks luminous yang jatuh pada suatu permukaan per satuan luas.
- Rumus: Fluks Luminous / Luas (J.L/L²).
- Satuan SI: Lux (lx), (1 lx = 1 lm/m²).
- Penerapan: Kualitas pencahayaan.
Dosis Radiasi Serap
- Definisi: Energi yang diserap oleh massa per satuan massa.
- Rumus: Energi / Massa (L²/T²).
- Satuan SI: Gray (Gy), (1 Gy = 1 J/kg).
- Penerapan: Proteksi radiasi, radioterapi.
Dosis Radiasi Ekivalen
- Definisi: Dosis serap dikalikan dengan faktor bobot radiasi untuk memperhitungkan efek biologis.
- Rumus: Dosis Serap × Faktor Bobot (L²/T²).
- Satuan SI: Sievert (Sv).
- Penerapan: Keamanan nuklir, medis.
Aktivitas Radioaktif
- Definisi: Laju peluruhan inti atom radioaktif.
- Rumus: Jumlah Peluruhan / Waktu (1/T).
- Satuan SI: Becquerel (Bq), (1 Bq = 1 s⁻¹).
- Penerapan: Kedokteran nuklir, pengukuran kontaminasi.
Potensial Kimia
- Definisi: Energi per mol suatu zat dalam sistem termodinamika.
- Rumus: Energi / Jumlah Zat (M·L²/T²·N).
- Satuan SI: Joule per mol (J/mol).
- Penerapan: Reaksi kimia, kesetimbangan fasa.
Konsentrasi Molar (Molaritas)
- Definisi: Jumlah mol zat terlarut per liter larutan.
- Rumus: Jumlah Zat / Volume (N/L³).
- Satuan SI: mol per meter kubik (mol/m³) atau mol per liter (M).
- Penerapan: Kimia analitik, biokimia.
pH
- Definisi: Logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen.
- Rumus: -log[H⁺].
- Satuan SI: Tidak berdimensi.
- Penerapan: Kimia, biologi, lingkungan (keasaman/kebasaan).
Indeks Bias
- Definisi: Rasio kecepatan cahaya dalam ruang hampa terhadap kecepatan cahaya dalam suatu medium.
- Rumus: c / v.
- Satuan SI: Tidak berdimensi.
- Penerapan: Optik, lensa, serat optik.
Koefisien Ekspansi Termal
- Definisi: Fraksi perubahan dimensi (panjang, luas, volume) per perubahan suhu.
- Rumus: (ΔL/L₀)/ΔT atau (ΔV/V₀)/ΔT (1/Θ).
- Satuan SI: per Kelvin (K⁻¹).
- Penerapan: Teknik material, konstruksi (muai-susut).
Kecepatan Sudut (Angular Velocity)
- Definisi: Laju perubahan posisi sudut suatu objek.
- Rumus: Sudut / Waktu (1/T).
- Satuan SI: radian per sekon (rad/s).
- Penerapan: Rotasi benda, dinamika fluida.
Percepatan Sudut (Angular Acceleration)
- Definisi: Laju perubahan kecepatan sudut.
- Rumus: Kecepatan Sudut / Waktu (1/T²).
- Satuan SI: radian per sekon kuadrat (rad/s²).
- Penerapan: Mesin rotasi, dinamika benda tegar.
Momen Inersia
- Definisi: Ukuran resistansi suatu objek terhadap perubahan kecepatan sudut.
- Rumus: Massa × Jarak² (M·L²).
- Satuan SI: kilogram meter persegi (kg·m²).
- Penerapan: Rotasi planet, roda gila.
Momentum Sudut
- Definisi: Produk dari momen inersia dan kecepatan sudut.
- Rumus: Momen Inersia × Kecepatan Sudut (M·L²/T).
- Satuan SI: kilogram meter persegi per sekon (kg·m²/s).
- Penerapan: Konservasi momentum sudut, giroskop.
Rapat Daya
- Definisi: Daya per satuan luas.
- Rumus: Daya / Luas (M/T³).
- Satuan SI: Watt per meter persegi (W/m²).
- Penerapan: Energi surya, transmisi sinyal.
Viskositas Kinematik
- Definisi: Rasio viskositas dinamis terhadap massa jenis.
- Rumus: Viskositas Dinamis / Massa Jenis (L²/T).
- Satuan SI: meter persegi per sekon (m²/s).
- Penerapan: Analisis aliran fluida.
Bilangan Reynolds
- Definisi: Bilangan tak berdimensi yang memprediksi pola aliran fluida (laminar atau turbulen).
- Rumus: (Massa Jenis × Kecepatan × Panjang Karakteristik) / Viskositas Dinamis.
- Satuan SI: Tidak berdimensi.
- Penerapan: Desain pesawat, sistem perpipaan.
Bilangan Mach
- Definisi: Rasio kecepatan suatu objek terhadap kecepatan suara dalam medium yang sama.
- Rumus: Kecepatan Objek / Kecepatan Suara.
- Satuan SI: Tidak berdimensi.
- Penerapan: Aerodinamika, pesawat supersonik.
Kuat Medan Gravitasi
- Definisi: Gaya gravitasi per satuan massa di suatu titik.
- Rumus: Gaya / Massa (L/T²).
- Satuan SI: Newton per kilogram (N/kg) atau meter per sekon kuadrat (m/s²).
- Penerapan: Gravitasi bumi, gerak satelit.
Potensial Gravitasi
- Definisi: Energi potensial gravitasi per satuan massa.
- Rumus: Energi Potensial Gravitasi / Massa (L²/T²).
- Satuan SI: Joule per kilogram (J/kg).
- Penerapan: Medan gravitasi, energi potensial.
Konstanta Gas Ideal
- Definisi: Konstanta proporsionalitas dalam hukum gas ideal.
- Rumus: (Tekanan × Volume) / (Jumlah Zat × Suhu) (M·L²/T²·N·Θ).
- Satuan SI: Joule per mol Kelvin (J/(mol·K)).
- Penerapan: Termodinamika gas, kimia fisik.
Konstanta Boltzmann
- Definisi: Konstanta yang menghubungkan energi kinetik partikel dengan suhu termodinamika.
- Rumus: Energi / Suhu (M·L²/T²·Θ).
- Satuan SI: Joule per Kelvin (J/K).
- Penerapan: Mekanika statistik, termodinamika.
Konstanta Planck
- Definisi: Konstanta fundamental dalam mekanika kuantum yang menghubungkan energi foton dengan frekuensinya.
- Rumus: Energi / Frekuensi (M·L²/T).
- Satuan SI: Joule-sekon (J·s).
- Penerapan: Fisika kuantum, radiasi benda hitam.
Konstanta Gravitasi Universal (G)
- Definisi: Konstanta proporsionalitas dalam Hukum Gravitasi Newton.
- Rumus: Gaya × Jarak² / Massa² (L³/M·T²).
- Satuan SI: Newton meter persegi per kilogram persegi (N·m²/kg²).
- Penerapan: Gravitasi, astrofisika.
Kecepatan Cahaya dalam Ruang Hampa (c)
- Definisi: Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa.
- Rumus: Jarak / Waktu (L/T).
- Satuan SI: meter per sekon (m/s).
- Penerapan: Relativitas, optik, komunikasi.
Permitivitas Vakum (ε₀)
- Definisi: Ukuran kemampuan vakum untuk memungkinkan medan listrik.
- Rumus: (Muatan Listrik² × Waktu²) / (Massa × Panjang³). (I²·T⁴/M·L³).
- Satuan SI: Farad per meter (F/m).
- Penerapan: Elektromagnetisme, sirkuit.
Permeabilitas Vakum (μ₀)
- Definisi: Ukuran kemampuan vakum untuk memungkinkan medan magnet.
- Rumus: (Massa × Panjang) / (Muatan Listrik² × Waktu²) (M·L/I²·T²).
- Satuan SI: Henry per meter (H/m).
- Penerapan: Elektromagnetisme, induktansi.
Panjang Gelombang
- Definisi: Jarak antara dua titik yang berurutan pada fase yang sama dalam gelombang.
- Rumus: Kecepatan / Frekuensi (L).
- Satuan SI: Meter (m).
- Penerapan: Optik, gelombang suara, telekomunikasi.
Indeks Refraksi
- Definisi: Rasio kecepatan cahaya dalam ruang hampa terhadap kecepatan cahaya dalam suatu medium.
- Rumus: c / v.
- Satuan SI: Tidak berdimensi.
- Penerapan: Lensa, prisma, serat optik.
Sudut Bidang
- Definisi: Ukuran rotasi antara dua garis yang bertemu di satu titik.
- Satuan SI: Radian (rad).
- Penerapan: Geometri, kinematika rotasi.
Sudut Ruang
- Definisi: Ukuran volume sudut yang dibentuk oleh suatu permukaan dari titik pusat.
- Satuan SI: Steradian (sr).
- Penerapan: Optik, radiometri.

Daftar di atas hanyalah sebagian kecil dari besaran turunan yang ada. Setiap disiplin ilmu, dari fisika nuklir hingga biokimia, memiliki besaran turunan spesifik yang memungkinkan para ilmuwan untuk mengkuantifikasi dan menganalisis fenomena yang mereka pelajari. Kekuatan sistem ini terletak pada kemampuannya untuk membangun konsep-konsep kompleks dari dasar yang sederhana dan terdefinisi dengan baik.

2.3. Besaran Skalar dan Besaran Vektor

Ilustrasi besaran skalar sebagai lingkaran dengan nilai dan besaran vektor sebagai panah dengan arah

Selain berdasarkan asalnya, besaran juga dapat dikelompokkan berdasarkan apakah ia memiliki arah atau tidak. Ini adalah klasifikasi yang sangat penting, terutama dalam mekanika dan elektromagnetisme.

2.3.1. Besaran Skalar

Besaran Skalar adalah besaran yang hanya memiliki nilai (besar) saja dan tidak memiliki arah.

Ketika kita mengukur besaran skalar, yang perlu kita perhatikan hanyalah kuantitasnya. Urutan atau arah pengukuran tidak mempengaruhi nilainya. Contoh besaran skalar meliputi:

Massa: 5 kg gula sama saja, tidak peduli ke arah mana kita menimbangnya.
Waktu: 10 detik berlalu, tidak ada arah untuk waktu.
Suhu: 25°C tidak memiliki arah.
Jarak: Panjang lintasan yang ditempuh, tanpa mempertimbangkan arah.
Volume: Isi suatu ruangan atau wadah.
Energi: Kapasitas untuk melakukan usaha.
Daya: Laju transfer energi.
Massa Jenis: Kepadatan suatu materi.
Luas: Ukuran permukaan.
Kerja/Usaha: Energi yang ditransfer.
Frekuensi: Jumlah siklus per waktu.
Muatan Listrik: Kuantitas listrik.

Besaran skalar dioperasikan dengan aturan aljabar biasa. Misalnya, jika Anda memiliki 2 kg apel dan 3 kg jeruk, total massa adalah 2 kg + 3 kg = 5 kg. Tidak ada kerumitan arah dalam penjumlahan ini.

2.3.2. Besaran Vektor

Besaran Vektor adalah besaran yang memiliki nilai (besar) sekaligus arah.

Untuk sepenuhnya mendeskripsikan besaran vektor, kita harus menyebutkan baik nilainya maupun arahnya. Misalnya, "kecepatan mobil adalah 60 km/jam ke arah timur." Jika kita hanya mengatakan "60 km/jam", itu adalah kelajuan (besaran skalar), bukan kecepatan. Contoh besaran vektor meliputi:

Perpindahan: Perubahan posisi dari titik awal ke titik akhir, termasuk arahnya.
Kecepatan (Velocity): Laju perubahan posisi dengan arah.
Percepatan (Acceleration): Laju perubahan kecepatan dengan arah.
Gaya (Force): Dorongan atau tarikan dengan arah tertentu.
Momentum: Hasil kali massa dan kecepatan (memiliki arah kecepatan).
Medan Listrik: Kekuatan dan arah gaya pada muatan uji.
Medan Magnet: Kekuatan dan arah medan magnet.
Torsi: Gaya rotasi dengan arah putar.
Impuls: Perubahan momentum.
Berat: Gaya gravitasi yang bekerja pada massa, selalu mengarah ke pusat bumi.

Operasi pada besaran vektor lebih kompleks daripada skalar. Penjumlahan, pengurangan, dan perkalian vektor harus mempertimbangkan arah. Hal ini sering melibatkan penggunaan metode grafis (jajar genjang, poligon) atau metode analitis (menguraikan vektor menjadi komponen-komponennya) untuk menghasilkan vektor resultan.

                        Contoh penjumlahan vektor: Jika Anda berjalan 5 meter ke timur, lalu 3 meter ke utara, perpindahan total Anda bukan 8 meter, melainkan sekitar 5.83 meter dengan arah timur laut, dihitung menggunakan teorema Pythagoras dan trigonometri.
                    

Pemahaman yang jelas antara besaran skalar dan vektor adalah esensial dalam fisika karena banyak hukum fisika (seperti hukum Newton tentang gerak) diformulasikan dalam istilah vektor. Mengabaikan arah dapat menyebabkan kesalahan interpretasi yang signifikan.

3. Satuan dan Pengukuran

Setiap besaran harus memiliki satuan agar dapat diukur dan dikomunikasikan secara efektif. Satuan adalah standar perbandingan yang telah disepakati. Tanpa satuan, angka hasil pengukuran tidak memiliki makna fisik. "Lima" bisa berarti lima apel, lima menit, atau lima kilometer, sehingga ambigu.

3.1. Sistem Internasional (SI)

Untuk mengatasi masalah ketidakkonsistenan satuan di berbagai negara dan bidang, pada tahun 1960 Konferensi Umum Timbangan dan Ukuran (CGPM) menetapkan Sistem Satuan Internasional (Système International d'Unités), disingkat SI. SI adalah sistem satuan yang paling banyak digunakan di dunia saat ini, baik dalam ilmu pengetahuan, teknologi, maupun perdagangan. Tujuan utama SI adalah untuk menyediakan sistem pengukuran yang koheren, universal, dan terdefinisi dengan baik.

Keunggulan SI:

Konsisten: Satuan turunan berasal langsung dari satuan pokok tanpa faktor konversi yang aneh (misalnya, 1 liter = 1 dm³).
Koheren: Semua satuan saling terkait secara logis.
Universal: Diterima secara luas di seluruh dunia, memfasilitasi komunikasi ilmiah dan perdagangan internasional.
Didefinisikan dengan Konstanta Fisika Fundamental: Sejak redefinisi tahun 2019, semua satuan pokok (kecuali mol yang terkait langsung dengan Avogadro) didefinisikan berdasarkan konstanta fisika fundamental alam (kecepatan cahaya, konstanta Planck, muatan elementer, konstanta Boltzmann, dll.). Ini membuat definisi lebih stabil, presisi tinggi, dan dapat direplikasi di mana saja tanpa artefak fisik.

Penggunaan awalan SI (kilo-, mili-, mikro-, nano-) memungkinkan kita untuk menyatakan besaran yang sangat besar atau sangat kecil dengan mudah, seperti kilometer (10³ meter) atau nanometer (10⁻⁹ meter).

3.2. Proses Pengukuran

Pengukuran adalah proses membandingkan suatu besaran dengan besaran standar (satuan) yang telah ditetapkan. Setiap pengukuran melibatkan penggunaan alat ukur dan selalu memiliki tingkat ketidakpastian.

Akurasi: Seberapa dekat hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya (nilai yang diterima secara umum).
Presisi: Seberapa dekat hasil-hasil pengukuran yang berulang satu sama lain (konsistensi).
Resolusi: Skala terkecil yang dapat dibaca atau dideteksi oleh alat ukur.

Penting untuk memahami bahwa tidak ada pengukuran yang 100% tepat. Selalu ada ketidakpastian (error) yang melekat pada pengukuran, baik karena keterbatasan alat, kondisi lingkungan, atau keterampilan pengukur. Oleh karena itu, hasil pengukuran biasanya dilaporkan dengan rentang ketidakpastiannya dan jumlah angka penting yang sesuai.

3.3. Angka Penting

Angka penting adalah semua angka yang diketahui dengan pasti ditambah satu angka taksiran. Mereka menunjukkan presisi suatu pengukuran. Aturan angka penting sangat penting dalam perhitungan ilmiah untuk memastikan bahwa hasil akhir tidak lebih presisi dari pengukuran aslinya.

Semua angka bukan nol adalah angka penting.
Angka nol di antara angka bukan nol adalah angka penting.
Angka nol di depan angka bukan nol (leading zeros) bukan angka penting.
Angka nol di akhir (trailing zeros) setelah koma desimal adalah angka penting.
Angka nol di akhir (trailing zeros) tanpa koma desimal mungkin atau mungkin tidak penting, seringkali ambigu. Notasi ilmiah membantu menghilangkan ambiguitas ini.

                    Contoh: 0.0025 memiliki 2 angka penting. 10.05 memiliki 4 angka penting. 2.50 memiliki 3 angka penting. 2500 ambigu (bisa 2, 3, atau 4); lebih baik ditulis 2.5 x 10³ (2 AP) atau 2.50 x 10³ (3 AP) atau 2.500 x 10³ (4 AP).
                

4. Analisis Dimensi

Dimensi adalah representasi fundamental dari besaran fisik dalam hal besaran pokok. Setiap besaran fisika, baik pokok maupun turunan, memiliki dimensi yang unik. Analisis dimensi adalah alat yang sangat ampuh dalam fisika untuk memeriksa konsistensi persamaan, menurunkan hubungan antar besaran, dan bahkan memprediksi bentuk rumus.

4.1. Notasi Dimensi

Dimensi besaran pokok ditulis dalam kurung siku:

Panjang: [L]
Massa: [M]
Waktu: [T]
Arus Listrik: [I]
Suhu Termodinamika: [Θ]
Jumlah Zat: [N]
Intensitas Cahaya: [J]

Dimensi besaran turunan kemudian dinyatakan sebagai kombinasi dari dimensi besaran pokok.

4.2. Contoh Analisis Dimensi

Besaran	Rumus	Dimensi
Panjang	-	[L]
Massa	-	[M]
Waktu	-	[T]
Luas	Panjang × Lebar	[L] × [L] = [L²]
Volume	Panjang × Lebar × Tinggi	[L] × [L] × [L] = [L³]
Kecepatan	Perpindahan / Waktu	[L] / [T] = [L][T⁻¹]
Percepatan	Kecepatan / Waktu	[L][T⁻¹] / [T] = [L][T⁻²]
Gaya	Massa × Percepatan	[M] × [L][T⁻²] = [M][L][T⁻²]
Usaha / Energi	Gaya × Jarak	[M][L][T⁻²] × [L] = [M][L²][T⁻²]
Daya	Usaha / Waktu	[M][L²][T⁻²] / [T] = [M][L²][T⁻³]
Tekanan	Gaya / Luas	[M][L][T⁻²] / [L²] = [M][L⁻¹][T⁻²]
Muatan Listrik	Arus Listrik × Waktu	[I] × [T] = [I][T]
Tegangan Listrik	Usaha / Muatan Listrik	[M][L²][T⁻²] / [I][T] = [M][L²][I⁻¹][T⁻³]
Resistansi Listrik	Tegangan / Arus Listrik	[M][L²][I⁻¹][T⁻³] / [I] = [M][L²][I⁻²][T⁻³]
Frekuensi	1 / Waktu	[T⁻¹]
Entropi	Energi / Suhu	[M][L²][T⁻²] / [Θ] = [M][L²][T⁻²][Θ⁻¹]
Jumlah Zat	-	[N]

4.3. Manfaat Analisis Dimensi

Memeriksa Konsistensi Persamaan: Setiap persamaan fisika harus memiliki dimensi yang sama di kedua ruas. Jika dimensinya berbeda, maka persamaan tersebut pasti salah. Ini adalah alat debugging yang cepat dan efektif.
Menurunkan Hubungan Antar Besaran: Jika kita mengetahui besaran-besaran yang terlibat dalam suatu fenomena, analisis dimensi dapat membantu kita memprediksi bagaimana besaran-besaran tersebut saling terkait dalam bentuk persamaan, meskipun konstanta numerik tidak dapat ditentukan.
Mengubah Satuan: Meskipun tidak langsung, pemahaman dimensi membantu dalam konversi satuan antar sistem.
Memahami Sifat Fisik: Dimensi suatu besaran memberikan wawasan tentang sifat fisik yang diwakilinya. Misalnya, energi dan usaha memiliki dimensi yang sama ([M][L²][T⁻²]), yang menunjukkan bahwa keduanya adalah bentuk energi.

                    Contoh: Jika Anda memiliki rumus Energi Kinetik E = ½mv². Dimensi E adalah [M][L²][T⁻²].
                    Dimensi ½mv² adalah [M] × ([L][T⁻¹])² = [M][L²][T⁻²].
                    Karena kedua ruas memiliki dimensi yang sama, rumus tersebut konsisten secara dimensional.
                

5. Aplikasi dan Pentingnya Besaran dalam Kehidupan dan Sains

Konsep besaran dan satuannya adalah inti dari hampir setiap aspek ilmu pengetahuan, teknologi, teknik, dan bahkan kehidupan sehari-hari kita. Tanpa kemampuan untuk mengkuantifikasi dan mengukur, kemajuan akan terhambat dan komunikasi akan kacau.

5.1. Dalam Ilmu Pengetahuan

Fisika: Semua hukum fisika, dari mekanika klasik Newton hingga teori relativitas Einstein dan mekanika kuantum, diekspresikan dalam bentuk besaran dan hubungan antar besaran. Percobaan fisika secara fundamental melibatkan pengukuran berbagai besaran.
Kimia: Stoikiometri, laju reaksi, konsentrasi, pH, dan termodinamika kimia semuanya bergantung pada besaran seperti jumlah zat (mol), massa, volume, suhu, dan energi.
Biologi: Pengukuran massa biomassa, volume sel, suhu tubuh organisme, laju metabolisme, konsentrasi zat kimia dalam darah, dan durasi proses biologis semuanya memerlukan konsep besaran.
Astronomi: Jarak bintang (tahun cahaya, parsec), massa planet dan bintang, suhu permukaan benda langit, luminositas galaksi, dan kecepatan ekspansi alam semesta semuanya diukur dalam besaran astronomi yang luar biasa besar atau kecil.
Geologi dan Meteorologi: Kekuatan gempa (skala Richter), kecepatan angin, curah hujan, tekanan atmosfer, suhu bumi, dan usia batuan diukur menggunakan besaran-besaran terkait.

5.2. Dalam Teknologi dan Rekayasa

Teknik Sipil: Desain jembatan, gedung, dan infrastruktur memerlukan perhitungan besaran seperti gaya, tekanan, tegangan, regangan, dimensi material, dan volume beton.
Teknik Elektro: Rangkaian listrik dirancang berdasarkan besaran arus, tegangan, resistansi, daya, kapasitansi, dan induktansi. Pengukuran besaran ini adalah rutin dalam debugging dan pemeliharaan.
Teknik Mesin: Perancangan mesin, kendaraan, dan robot melibatkan analisis gaya, torsi, kecepatan, percepatan, energi, daya, dan efisiensi.
Kedokteran: Diagnosis penyakit seringkali melibatkan pengukuran besaran seperti suhu tubuh, tekanan darah, denyut jantung, volume darah, konsentrasi glukosa dalam darah, dan dosis obat. Mesin MRI menggunakan medan magnet, sementara radioterapi menggunakan dosis radiasi.
Informatika dan Komunikasi: Ukuran data (bit, byte), kecepatan transfer data (baud rate), frekuensi sinyal, daya transmisi, dan ukuran layar adalah besaran-besaran kunci dalam dunia digital.
Manufaktur: Kontrol kualitas produk sangat bergantung pada pengukuran dimensi, massa, kekerasan, kekuatan, dan properti material lainnya.

5.3. Dalam Kehidupan Sehari-hari

Memasak: Mengukur bahan (gram, mililiter), suhu oven (°C), waktu memasak (menit).
Berkendara: Kecepatan kendaraan (km/jam), jarak tempuh (km), volume bahan bakar (liter), tekanan ban (psi/bar).
Belanja: Harga barang (rupiah), massa barang (kg), volume minuman (liter).
Olahraga: Jarak lari (meter), waktu tempuh (detik), kecepatan lari (m/s), massa beban (kg).
Kesehatan Pribadi: Mengukur tinggi badan (cm), berat badan (kg), suhu tubuh (°C).
Ramalan Cuaca: Suhu udara (°C), kelembaban (%), kecepatan angin (km/jam), tekanan atmosfer (mb).

Singkatnya, besaran adalah bahasa kuantitatif alam semesta. Kemampuan untuk mendefinisikan, mengukur, dan memanipulasi besaran adalah dasar dari pemahaman kita tentang dunia dan kemampuan kita untuk memanfaatkannya demi kemajuan.

6. Sejarah Perkembangan Konsep Besaran

Konsep pengukuran dan besaran telah ada sejak awal peradaban manusia. Kebutuhan untuk mengukur barang dagangan, tanah, waktu, dan membangun struktur mendorong manusia untuk mengembangkan standar pengukuran. Namun, sejarahnya ditandai oleh kurangnya keseragaman, yang sering kali menyebabkan kebingungan dan perselisihan.

6.1. Masa Awal: Pengukuran Empiris dan Lokal

Antikuitas: Masyarakat kuno menggunakan bagian tubuh sebagai unit pengukuran (hasta, kaki, inci). Contoh: "cubit" atau hasta Romawi. Unit-unit ini bervariasi dari satu individu ke individu lain, dan dari satu kota ke kota lain.
Pertanian dan Kalender: Waktu diukur berdasarkan siklus alam (hari, bulan, tahun). Kalender kuno diciptakan untuk mengatur aktivitas pertanian dan keagamaan.
Perdagangan: Untuk perdagangan, standar berat dan volume diperlukan, seringkali berupa batu atau wadah standar yang disimpan di kuil atau istana.

6.2. Menuju Standardisasi: Era Monarki dan Kekaisaran

Kekaisaran Romawi: Mencoba menstandardisasi pengukuran di seluruh wilayahnya, tetapi unit-unit tetap beragam dan seringkali berbasis lokal.
Abad Pertengahan hingga Renaisans: Di Eropa, setiap kota atau kerajaan sering memiliki sistem pengukuran sendiri. Hal ini sangat menghambat perdagangan dan komunikasi ilmiah. Misalnya, "pound" di Inggris berbeda dari "pound" di Prancis.
Perkembangan Ilmiah Awal: Ilmuwan seperti Galileo dan Newton menggunakan konsep panjang, massa, dan waktu, tetapi satuan yang mereka gunakan tidak selalu universal.

6.3. Revolusi Ilmiah dan Kelahiran Sistem Metrik

Abad ke-18 (Revolusi Prancis): Ide untuk menciptakan sistem pengukuran yang "rasional" dan "universal" muncul. Pada tahun 1790-an, Prancis memperkenalkan sistem metrik.
- Meter: Didefinisikan sebagai sepersepuluh juta dari jarak dari kutub utara ke khatulistiwa, melewati Paris. Prototipe batang meter dibuat.
- Kilogram: Didefinisikan sebagai massa satu liter air pada suhu 4°C. Prototipe silinder kilogram dibuat.
- Sekon: Didefinisikan sebagai 1/86.400 dari hari matahari rata-rata.
Sistem metrik dirancang agar desimal dan koheren, jauh lebih mudah digunakan daripada sistem lama yang kacau.

6.4. Sistem Internasional (SI) Modern

Abad ke-19 dan Awal Abad ke-20: Sistem metrik mulai diadopsi secara luas di seluruh dunia. Ilmuwan menyadari perlunya standarisasi yang lebih ketat.
1960 - Konferensi Umum Timbangan dan Ukuran (CGPM) ke-11: Sistem Metrik secara resmi distandardisasi dan dinamakan "Système International d'Unités" (SI). Tujuh besaran pokok ditetapkan, dan definisi-definisi awal diberikan, seringkali masih berdasarkan artefak fisik (misalnya, kilogram prototipe).
Akhir Abad ke-20 hingga Awal Abad ke-21: Ilmu pengetahuan dan teknologi berkembang pesat, memungkinkan pengukuran yang sangat presisi. Ketergantungan pada artefak fisik (seperti kilogram prototipe) menimbulkan masalah stabilitas dan aksesibilitas.
2019 - Redefinisi SI: Ini adalah tonggak sejarah paling signifikan dalam sejarah pengukuran. Semua besaran pokok SI didefinisikan ulang berdasarkan konstanta fisika fundamental alam. Misalnya, kilogram kini didefinisikan berdasarkan konstanta Planck, bukan lagi sebuah silinder logam. Redefinisi ini memastikan bahwa satuan dapat direalisasikan (dibuat kembali) di mana saja di dunia dengan presisi tinggi, tanpa perlu merujuk pada objek fisik tunggal.

Perjalanan dari pengukuran berbasis bagian tubuh hingga definisi berbasis konstanta alam mencerminkan evolusi pemahaman ilmiah kita dan dorongan tak henti-hentinya untuk akurasi, universalitas, dan konsistensi. Konsep besaran, yang awalnya merupakan kebutuhan praktis, kini telah menjadi pilar fundamental ilmu pengetahuan modern.