Dalam dunia fisika, kita mengenal dua jenis besaran, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok merupakan besaran dasar yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok. Pemahaman tentang besaran turunan sangat penting karena berperan krusial dalam berbagai perhitungan dan analisis fisika, dari yang paling sederhana hingga yang paling kompleks.
Artikel ini akan membahas tujuh besaran turunan yang umum dipelajari dalam fisika, beserta contoh-contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Dengan memahami besaran-besaran ini, kita akan memiliki fondasi yang lebih kuat untuk memahami konsep-konsep fisika yang lebih lanjut. Mari kita telusuri lebih dalam mengenai dunia besaran turunan ini!
1. Luas
Luas merupakan besaran turunan yang menyatakan ukuran suatu bidang dua dimensi. Satuan luas diturunkan dari satuan panjang, yaitu meter (m). Rumus umum untuk menghitung luas bergantung pada bentuk bidang tersebut. Misalnya, luas persegi dihitung dengan rumus sisi x sisi (m x m = m²), sedangkan luas lingkaran dihitung dengan rumus πr², di mana r adalah jari-jari lingkaran.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita seringkali berurusan dengan luas. Mulai dari menghitung luas lahan pertanian, luas ruangan dalam rumah, hingga luas permukaan benda-benda di sekitar kita. Konsep luas juga penting dalam berbagai bidang, seperti arsitektur, teknik sipil, dan geografi.
2. Volume
Volume merupakan besaran turunan yang menunjukkan seberapa banyak ruang yang ditempati oleh suatu benda tiga dimensi. Satuan volume diturunkan dari satuan panjang, umumnya dinyatakan dalam meter kubik (m³). Rumus perhitungan volume bergantung pada bentuk benda tersebut. Kubus memiliki rumus volume sisi x sisi x sisi (m x m x m = m³), sedangkan balok memiliki rumus panjang x lebar x tinggi.
Penerapan volume sangat luas, mulai dari menghitung volume air dalam sebuah wadah, volume bahan bakar dalam tangki kendaraan, hingga volume udara dalam ruangan. Konsep volume juga penting dalam berbagai bidang seperti industri manufaktur, meteorologi, dan hidrologi.
3. Kecepatan
Kecepatan merupakan besaran turunan yang menunjukkan seberapa cepat suatu benda berpindah tempat. Kecepatan merupakan besaran vektor, artinya memiliki nilai dan arah. Satuan kecepatan adalah meter per sekon (m/s), yang merupakan hasil bagi dari satuan panjang (meter) dan satuan waktu (sekon).
Kecepatan digunakan dalam berbagai konteks, mulai dari menghitung kecepatan kendaraan bermotor, kecepatan aliran air sungai, hingga kecepatan rambat gelombang. Pemahaman tentang kecepatan sangat penting dalam berbagai bidang seperti transportasi, meteorologi, dan fisika gelombang.
4. Percepatan
Percepatan merupakan besaran turunan yang menyatakan laju perubahan kecepatan terhadap waktu. Sama seperti kecepatan, percepatan juga merupakan besaran vektor. Satuan percepatan adalah meter per sekon kuadrat (m/s²), yang merupakan hasil bagi dari satuan kecepatan (m/s) dan satuan waktu (s).
Percepatan berperan penting dalam memahami gerak benda. Ketika kita mengerem kendaraan, kita mengalami perlambatan (percepatan negatif). Konsep percepatan gravitasi bumi (sekitar 9.8 m/s²) juga sangat penting dalam berbagai perhitungan fisika.
5. Massa Jenis
Massa jenis (densitas) adalah besaran turunan yang menunjukkan perbandingan antara massa suatu zat dengan volumenya. Satuan massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m³). Rumusnya adalah massa/volume.
Massa jenis digunakan untuk membandingkan kerapatan berbagai zat. Zat dengan massa jenis yang lebih besar akan lebih padat daripada zat dengan massa jenis yang lebih kecil. Konsep massa jenis sangat penting dalam berbagai bidang, seperti teknik material, kimia, dan geologi.
6. Gaya
Gaya merupakan besaran turunan yang mengukur interaksi antara dua benda atau lebih yang dapat menyebabkan perubahan gerak benda tersebut. Satuan gaya adalah Newton (N), yang setara dengan kg.m/s². Hukum Newton tentang gerak menjelaskan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan.
Gaya berperan dalam berbagai fenomena fisika, mulai dari gaya gravitasi yang menyebabkan benda jatuh ke bumi, gaya gesek yang menghambat gerak benda, hingga gaya elektromagnetik yang berperan dalam berbagai teknologi modern.
7. Usaha
Usaha merupakan besaran turunan yang menunjukkan energi yang dipindahkan saat suatu gaya menyebabkan perpindahan benda. Satuan usaha adalah Joule (J), yang setara dengan N.m atau kg.m²/s². Rumus usaha adalah gaya x jarak perpindahan.
Usaha berperan penting dalam berbagai proses fisika dan teknik. Misalnya, usaha yang dilakukan untuk mengangkat suatu benda, usaha yang dilakukan mesin untuk mengerjakan suatu pekerjaan, dan sebagainya. Konsep usaha juga penting dalam memahami prinsip-prinsip energi dan termodinamika.
7.1. Tekanan
Tekanan adalah besaran turunan yang menyatakan gaya per satuan luas. Satuannya adalah Pascal (Pa), yang setara dengan N/m².
Tekanan sangat penting dalam berbagai aplikasi, misalnya dalam hidrolika, pneumatika, dan meteorologi.
7.2. Momentum
Momentum adalah besaran turunan yang menggambarkan massa suatu benda yang bergerak. Satuannya adalah kg.m/s.
Momentum penting dalam memahami tumbukan dan hukum kekekalan momentum.
7.3. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena gerakannya. Satuannya adalah Joule (J).
Energi kinetik sangat penting dalam berbagai bidang, termasuk mekanika dan fisika partikel.
Kesimpulan
Tujuh besaran turunan yang telah dibahas di atas merupakan sebagian kecil dari banyak besaran turunan yang ada dalam fisika. Memahami besaran-besaran ini dan hubungannya dengan besaran pokok sangat penting untuk menguasai konsep-konsep fisika secara menyeluruh. Mempelajari besaran turunan ini tidak hanya membantu dalam perhitungan, tetapi juga dalam memahami bagaimana dunia di sekitar kita bekerja.
Dengan memahami dasar-dasar besaran turunan dan penerapannya, kita dapat lebih mudah menganalisis dan memecahkan berbagai masalah fisika, baik dalam konteks akademik maupun aplikasi di kehidupan nyata. Semoga artikel ini memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai pentingnya besaran turunan dalam fisika.