Kelompok Besaran Turunan: Pengertian Lengkap dan Contohnya!
Dalam dunia fisika, kita mengenal dua jenis besaran utama, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Sedangkan, besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok. Memahami besaran turunan sangat penting untuk memahami berbagai fenomena alam dan menghitung berbagai parameter fisik.
Artikel ini akan membahas secara mendalam tentang kelompok besaran turunan, mulai dari pengertian dasarnya, jenis-jenisnya, hingga contoh-contohnya dalam kehidupan sehari-hari. Dengan memahami konsep ini, Anda akan memiliki dasar yang kuat untuk mempelajari fisika lebih lanjut dan mengaplikasikannya dalam berbagai bidang.
Pengertian Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang didefinisikan atau diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Proses penurunannya melibatkan operasi matematika seperti perkalian, pembagian, atau kombinasi keduanya. Artinya, satuan besaran turunan bergantung pada satuan besaran pokok yang menyusunnya.
Contoh sederhananya adalah luas. Luas diturunkan dari besaran pokok panjang. Rumus luas persegi adalah panjang x lebar, di mana panjang dan lebar sama-sama merupakan besaran panjang. Satuan luas adalah meter persegi (m²), yang merupakan satuan panjang (meter) dikalikan dengan satuan panjang (meter).
Jenis-jenis Besaran Turunan dan Contohnya
Ada banyak sekali jenis besaran turunan dalam fisika. Masing-masing memiliki definisi dan satuan yang berbeda, tergantung pada besaran pokok yang menyusunnya. Berikut adalah beberapa contoh kelompok besaran turunan yang sering kita jumpai:
Memahami jenis-jenis besaran turunan ini akan membantu Anda mengidentifikasi dan mengaplikasikannya dengan benar dalam berbagai perhitungan dan analisis fisika.
Luas
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, luas adalah besaran turunan yang diturunkan dari besaran panjang. Luas menggambarkan ukuran dua dimensi suatu permukaan. Satuan luas yang umum digunakan adalah meter persegi (m²), namun satuan lain seperti centimeter persegi (cm²), kilometer persegi (km²), dan hektar juga sering digunakan.
Rumus luas berbeda-beda tergantung bentuk permukaannya. Misalnya, luas persegi adalah panjang x lebar, luas lingkaran adalah πr², dan luas segitiga adalah 1/2 x alas x tinggi. Semua rumus ini melibatkan perkalian dua besaran panjang.
Volume
Volume adalah besaran turunan yang menggambarkan ukuran tiga dimensi suatu ruang. Volume diturunkan dari besaran panjang dengan mengalikan panjang, lebar, dan tinggi. Satuan volume yang umum digunakan adalah meter kubik (m³), namun satuan lain seperti liter (L), mililiter (mL), dan centimeter kubik (cm³) juga sering digunakan.
Rumus volume juga berbeda-beda tergantung bentuk ruangnya. Misalnya, volume kubus adalah sisi x sisi x sisi, volume balok adalah panjang x lebar x tinggi, dan volume silinder adalah πr²h. Semua rumus ini melibatkan perkalian tiga besaran panjang.
Massa Jenis (Densitas)
Massa jenis atau densitas adalah besaran turunan yang menggambarkan massa per satuan volume suatu zat. Massa jenis diturunkan dari besaran massa dan besaran volume. Satuan massa jenis yang umum digunakan adalah kilogram per meter kubik (kg/m³), namun satuan lain seperti gram per centimeter kubik (g/cm³) juga sering digunakan.
Rumus massa jenis adalah massa dibagi volume (ρ = m/V). Massa jenis merupakan sifat intrinsik suatu zat, artinya massa jenis tidak bergantung pada ukuran atau jumlah zat tersebut. Massa jenis sangat penting dalam berbagai aplikasi, seperti identifikasi material dan perhitungan gaya apung.
Kecepatan
Kecepatan adalah besaran turunan yang menggambarkan perubahan posisi suatu benda per satuan waktu. Kecepatan diturunkan dari besaran panjang (perpindahan) dan besaran waktu. Satuan kecepatan yang umum digunakan adalah meter per detik (m/s), namun satuan lain seperti kilometer per jam (km/jam) juga sering digunakan.
Kecepatan memiliki arah, sehingga termasuk dalam besaran vektor. Rumus kecepatan adalah perpindahan dibagi waktu (v = Δs/Δt). Kecepatan penting dalam memahami gerak benda dan menghitung berbagai parameter terkait gerak.
Percepatan
Percepatan adalah besaran turunan yang menggambarkan perubahan kecepatan suatu benda per satuan waktu. Percepatan diturunkan dari besaran kecepatan dan besaran waktu. Satuan percepatan yang umum digunakan adalah meter per detik kuadrat (m/s²).
Percepatan juga merupakan besaran vektor, karena memiliki arah. Rumus percepatan adalah perubahan kecepatan dibagi waktu (a = Δv/Δt). Percepatan penting dalam memahami gerak benda yang berubah-ubah.
Gaya
Gaya adalah besaran turunan yang menyebabkan benda bergerak, berhenti, atau berubah bentuk. Gaya diturunkan dari besaran massa, panjang, dan waktu. Satuan gaya dalam Sistem Internasional (SI) adalah Newton (N), yang setara dengan kg m/s².
Gaya merupakan besaran vektor dan sering kali digambarkan dengan panah yang menunjukkan arah dan besar gaya. Ada berbagai jenis gaya, seperti gaya gravitasi, gaya gesek, gaya tegangan, dan gaya pegas. Pemahaman gaya sangat penting dalam mekanika dan dinamika.
Energi
Energi adalah besaran turunan yang menyatakan kemampuan untuk melakukan usaha. Energi diturunkan dari besaran massa, panjang, dan waktu. Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah Joule (J), yang setara dengan kg m²/s².
Ada berbagai bentuk energi, seperti energi kinetik (energi gerak), energi potensial (energi posisi), energi panas, energi listrik, dan energi kimia. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah bentuk.
Tekanan
Tekanan adalah besaran turunan yang didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Tekanan diturunkan dari besaran gaya dan besaran luas. Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah Pascal (Pa), yang setara dengan N/m².
Tekanan seringkali digunakan dalam konteks fluida (cairan dan gas). Contohnya, tekanan atmosfer adalah tekanan yang diberikan oleh udara di sekitar kita. Tekanan juga penting dalam memahami fenomena hidrolika dan pneumatika.
Pengaruh Luas pada Tekanan
Perlu diingat bahwa tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan. Artinya, semakin kecil luas permukaan tempat gaya bekerja, semakin besar tekanan yang dihasilkan, asalkan gaya yang diberikan tetap sama. Contohnya, paku lebih mudah menancap dibandingkan papan karena luas ujung paku sangat kecil.
Konsep ini sangat penting dalam desain berbagai alat dan mesin, seperti pisau, jarum suntik, dan mesin press. Dengan memperkecil luas permukaan, kita dapat memperbesar tekanan yang dihasilkan untuk melakukan pekerjaan yang diinginkan.
Contoh Tekanan dalam Kehidupan Sehari-hari
Tekanan banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya adalah tekanan ban mobil yang harus dijaga agar tidak kurang atau berlebihan, tekanan air keran yang harus cukup kuat untuk mengalirkan air, dan tekanan darah manusia yang harus berada dalam rentang normal.
Memahami konsep tekanan membantu kita memahami cara kerja berbagai alat dan sistem, serta menjaga kesehatan dan keselamatan kita.
Kesimpulan
Besaran turunan merupakan bagian penting dalam fisika yang diturunkan dari besaran pokok. Pemahaman mengenai besaran turunan, jenis-jenisnya, dan cara menghitungnya adalah kunci untuk memahami berbagai fenomena alam dan menyelesaikan berbagai masalah dalam fisika. Dari luas dan volume hingga gaya dan energi, besaran turunan memainkan peran penting dalam menggambarkan dan menganalisis dunia di sekitar kita.
Dengan mempelajari besaran turunan, kita dapat mengembangkan kemampuan berpikir logis dan analitis, serta meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Jadi, jangan ragu untuk terus belajar dan mengeksplorasi lebih dalam tentang besaran turunan dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.