Mengukur Besaran Suhu

   Pengukuran suhu merupakan salah satu aktivitas yang jarang digunakan pada mayoritas pembelajaran IPA di sekolah dasar. Hal ini disebabkan oleh kurang tersedianya alat ukur suhu (thermometer) di sekolah yang bersangkutan. Sebenarnya jika para pengelolah sekolah dan para orang tua siswa mau, thermometer adalah barang yang tidak termasuk peralatan mahal untuk disediakan.

   Pembelajaran IPA yang berhubungan dengan pengukuran suhu dapat dimulai dengan menjelaskan dengan benar pengertian suhu sebagai “derajat panas” suatu benda dan “ bukan banyaknya energy panas” dari benda tersebut. Awali dengan mengenalkan derajat panas kualitatif yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari, yaitu : panas, hangat dan dingin. Tanamkan pada siswa bahwa derajat panas kualitatif sangat bersifat relative. Kegiatan berikut dapat dijadikan bahan apersepsi sebelum guru lebih lanjut membahas konsep suhu sebagai derajat panas kualitatif.

   Suruhlah 5 orang siswa secara bergiliran untuk meraba kening teman-temannya di kelas. Setiap siswa yang ditugaskan, meraba kening siswa dengan jumlah dan orang yang sama. Mintalah ke 5 orang itu untuk melaporkan berapa banyak siswa yang keningnya terasa panas, hangat, dan dingin menurut mereka. Selanjutnya guru membahas perbedaan hasil observasi diantara kelima siswa tersebut. Intinya, bahwa perabaan tangan tidak dapat dijadikan ukuran yang objektif untuk mengetahui derajat panas suatu benda.

   Kegiatan pengukuran suhu dalam pembelajaran IPA di SD dapat dilaksanakan dalam bentuk kegiatan observasi. Misalnya, dengan mengunakan thermometer siswa mengukur suhu badan, suhu ruangan, suhu air, suhu es, suhu es bercampur garam, suhu air selama proses pendidihan dan suhu air selama proses pendinginan.

Mengukur Besaran Waktu & Besaran Turunannya

a). Mengukur Interval Waktu antar Kejadian

Menurut Sistem Internasional ( SI )satuan waktu adalah detik atau sekon. Bagaimana satuan detik didefinisikan telah kita bahas pada bagian sebelumnya. Dalam kehidupan sehari-hari satuan waktu kadang dinyatakan dalam menit, jam, hari, minggu, bulan, tahun dan seterusnya. Untuk pembelajaran di SD yang dengan konsep waktu, hendaknya dimulai dari satuan waktu yang biasa diunakan oleh siswa serta dengan menggunakan alat ukur yang mereka kenal. Alat ukur yang bisa diperkenalkan dan dilatih penggunaannya kepada siswa antara lain adalah jam tangan (arloji) atau stopwatch.

Mulailah dengan menanamkan konsep pengukur waktu (mulai dari jam matahari, jam pasir, jam tangan, hingga stopwatch). Kemudian jelaskan konversi waktu meliputi detik, menit, jam, hari, minggu dan seterusnya.

b). Mengukur Kecepatan Benda

“Kecepatan” adalah besaran turunan yang terkait erat dengan besaran pokok waktu. Besar kecepatan rata-rata atau bisa disebut dengan laju rata-rata, adalah jarak perpindahan dibagi waktu. Dalam pembelajaran IPA di SD, materi ini cukup sampai menanamkan pemahaman satuan km/jam dan m/s atau m/detik saja.

Mengukur Besaran Massa & Besaran Turunannya

a). Mengukur Massa dan Berat

Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat umumnya sering menggunakan istilah berat untuk massa, misalnya jika seorang ibu menyuruh anaknya pergi ke warung untuk membeli gula yang massanya 1 kg. dalam fisika kedua hal tersebut dibedakan. Massa tidak sama dengan berat. Berat adalah besarnya gaya tarik bumi (gaya gravitasi bumi) terhadap suatu benda. Sedangkan massa adalah ukuran jumlah (kuantitas) zat dari suatu benda.

Gaya gravitasi adalah gaya tarik benda (misalnya planet bumi) yang menyebabkan benda mengalami percepatan. Gaya gravitasi bumi menyebabkan benda mengalami percepatan (dipercepat) jika ia jatuh bebas di sekitar permukaan bumi. Demikian juga gaya gravitasi bulan atau planet lain. Jadi berat adalah gaya. Satuan berat sama dengan satuan gaya, yaitu Newton.

Jika sebuah benda dengan massa m dibiarkan jatuh dengan bebas, percepatan yang dialaminya adalah percepatan gravitasi (g), dan gaya yang bekerja pada benda hanyalah berat benda itu sendiri, yaitu W. dari hokum II Newton diperoleh bahwa gaya yang menyebabkan suatu benda bergerak dipercepat (misalnya pada gerak jatuh bebas) adalah F = m.a. Dimana :

F  = Gaya (Newton);

m = Massa benda;

a  = Percepatan yang dialami benda;

Gaya yang bekerja pada benda yang jatuh bebas tidak lain adalah gaya berat benda itu sendiri, yitu W = m.g. sehingga :

F = W

m.a = m.g

a = g 

Dari paparan diatas jelas bahwa percepatan yang menyebabkan benda dipercepat saat jatuh bebas adalah percepatan gravitasi, dan berat benda = gaya gravitasi terhadap benda yang besarnya sebanding dengan percepatan gravitasi. Di bumi, percepatan gravitasi bernilai besar sedangkan di luar angkasa (pada bagian terluar dari atmosfer) pengaruh gravitasi adalah nol, tetapi tetap memiliki massa.

Karena perbedaan besar gaya gravitasi manusia yang terjun bebas di bumi sampai dengan kecepatan di tanah. Tetapi pada posisi tertentu di ruang angkasa astronot kehilangan bobot sehingga tampak melayang-layang karena gaya berat menjadi nol. Karena perbedaan karakteristik antara berat dan massa tersebut maka yang dijadikan besaran pokok adalah massa bukalah berat.

Dalam praktik pengukuran, untuk mengukur berat suatu benda biasanya digunakan neraca pegas atau dynamometer yang berskala satuan Newton, sedangkan alat untuk mengukur massa digunakan antara lain : timbangan dacin, timbangan tuas, atau timbangan digital. Dengan memperhatikan prinsip kerja dynamometer dan alat menimbang massa.

Untuk menanamkan konsep pengukuran massa dan berat benda pada siswa SD, guru dapat membimbing siswa melakukan praktik menimbang dengan menggunakan alat timbang yang dikenal siswa dalam kehidupan sehari-hari misalnya timbangan berat badan, alat timbangan dapur untuk membuat kue, timbangan tuas, dan dacin bebek.

b). Mengukur Massa Jenis

Besaran yang terkait dengan massa dan sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah massa jenis atau kerapatan (density) suatu zat. Massa jenis didefinisikan sebagai massa suatu benda dibagi volumenya. Symbol atau notasi ilmiah massa jenis adalah  (dibaca rho). Satuan massa jenis adalah satuan massa / satuan volume, misalnya kg/m kubik atau gr/cm kubik. Sangat sering kita dengar bahwa massa jenis air murni adalah 1.

Pengukuran massa jenis dalam pembelajaran IPA di SD merupakan lanjutan keterampilan mengukur massa dan volume. Alat yang diperlukan adalah timbangan, meteran pengukur panjang, dan gelas ukur. Pengukuran massa jenis dapat juga dikaitkan dengan penanaman konsep terapung, melayang, dan tenggelam suatu benda di dalam zat cair.

Mengukur Besaran Panjang & Besaran Turunan

Alat-alat ukur panjang yang kita kenal adalah suatu benda yang dapat digunakan sebagai alat ukur seperti meteran, penggaris, jangka sorong, micrometer skrup dan lain-lain. Jenis-jenis ukuran panjang tersebut dikelompokkan berdasarkan fungsinya, misalnya : Jangka sorong dan micrometer skrup digunakan untuk mengukur tebal suatu benda yang sangat kecil dan tipis contohnya tebal rambut, tebal kertas, tebal plat, tebal kawat. Alat-alat tersebut memiliki ketelitian sampai 0,01 mm. Meteran (mistar penggaris, meteran kain, meteran gulung dan lain-lain) digunakan untuk mengukur besaran panjang benda yang agak tebal contohnya tebal meja, panjang meja, panjang kramik, serta benda-benda yang panjangnya hingga berpuluh-puluh meter. Meteran yang dipasang pada kendaraan digunakan (sepeda motor, mobil, pesawat terbang) digunakan untuk ukuran yang jauh. Untuk ukuran yang sangat jauh maka dibuat alat ukur dengan satuan cahaya, misalnya untuk mengukur jarak bumi-bulan, bumi-matahari, dll.

a). Mengukur Panjang dan Ketebalan

Untuk keperluan mengajarkan pengukuran panjang kepada siswa SD, siapkan dan kenalkan alat ukur panjang yang sering siswa jumpai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya : penggaris plastic 30 cm, meteran kain yang ada di rumah, penggaris kayu yang ada disekolah, meteran logam untuk tukang kayu, meteran gulung untuk mengukur luas tanah. Bimbinglah siswa mengukur benda-benda disekitar dengan alat ukur yang relative tepat. Serta bimbinglah siswa membuat table hasil pengamatan/pengukuran. Perkenalkan juga kepada siswa mengenai satuan-satuan panjang selain meter seperti : inci, feet, yard, dan mil serta hubungan konversi satuan-satuan tersebut. 

b). Mengukur Luas

Dari besaran pokok panjang dapat diperoleh besaran turunan luas dan volume. Luas suatu benda adalah besar bentangan seluruh permukaan benda tersebut. Di SD siswa dapat ditugaskan untuk mengukur beberapa benda berdimensi dua dengan bentuk atau bangun geometri yang teratur. Misalnya segitiga siku-siku, segitiga sama sisi, lingkaran, trapezium, bujur sangkar, dan persegi panjang. Kepada siswa juga dikenalkan jenis satuan luas seperti : mm kuadrat, cm kuadrat, dm kuadrat, m kuadrat, dam kuadrat, hm kuadrat, km kuadrat, are kuadrat, hektar, bata serta hubungan konversi diantara satuan-satuan tsb. Sesuai dengan karakteristik pembelajaran IPA dan tahap perkembangan kognitif siswa, pengukuran luas didasarkan pada benda-benda dengan bentuk yang sederhana yang sering dijumpai dilingkungan sekolah maupun lingkungan rumah. Benda tersebut antara lain adalah : berbagai jenis segitiga ukur dari plastik; permukaan ubin, permukaan balok (berbentuk empat persegi panjang); tutup kaleng susu/biscuit yang berbentuk lingkaran, dan bentuk-bentuk sederhana lainnya. Tentu saja hal ini dapat dilakukan apabila siswa telah memahami rumus-rumus perhitungan luas yang relevan.

c). Mengukur Volume

Volume suatu benda ialah besar ruang yang dipenuhi benda itu. Cara mengukur volume benda tergantung pada jenis dan bentuk geometris benda. Untuk benda padat yang mempunya bentuk geometris tertentu dan teratur (misalnya balok, kubus, tabung, dan bola) dapat dihitung volumenya dengan rumus tertentu. Dalam menghitung volume benda-benda diatas terdapat operasi perkalian antar tiga besaran panjang, amak satuan volume dinyatakan dalam meter kubik (m pangkat 3). 1 meter kubik adalah volume sebuah kubus yang panjang setiap rusuknya 1m.  Selain m kubik, kenalkan juga kepada siswa satuan volume lainnya seperti , , dan lain-lain. Serta kenalkan juga satuan lainnya seperti liter (l), milliliter (ml), cc, barrel, dan gallon. Volume benda cair dan benda yang bentuk geometrisnya tidak beraturan atau beraturan dapat diukur dengan menggunakan gelas pengukur (gelas ukur). Setelah zat cair yang hendak diukur dituangkan kedalam gelas ukur, maka besar volume zat cair tersebut dapat dibaca pada skala gelas ukur. Pada umunya permukaan zat cair (selain raksa) agak melengkung dibagian tengahnya (meniscus). Sedangkan volume benda padat yang tercelup kedalam zat cair sama dengan selisih volume zat cair sesudah dan sebelum benda tersebut dicelupkan (volume zat cair yang terdesak oleh benda).

Biasanya skala gelas ukur dinyatakan dalam millimeter (ml). volume 1 liter = 1000 ml = 1000 cm kubik, jadi volume 1ml = 1cm kubik. Khusus untuk air murni, 1 ml juga sama denga 1 gr.

Pengukuran volume dapat diajarkan kepada siswa SD dengan cara yang bernuansakan bermain yang menarik. Antara lain dengan menugaskan kepada siswa untuk mengukur volume bermacam-macam jenis dan bentuk benda yang dikenal siswa dalam kehidupan sehari-hari. Untuk bentuk benda-benda beraturan misalnya : (1) benda menyerupai balok (dadu, kubus, balok kayu atau logam, kaleng biscuit, buku tebal, dll); (2) benda menyerupai tabung (kaleng susu, batu batrei, literan minyak/beras); (3) benda menyerupai bola (kaleng, bola pingpong, bola voli, bola sepak, dll). Sedangkan untuk benda-benda tidak beraturan cukup dengan menggunakan gelas ukur.

Saat membahas hasil pekerjaan siswa dalam bentuk table, guru sangat penting memeriksa dan memastikan benar-salahnya cara siswa menggunakan rumus atau menggunakan gelas ukur dalam mengukur volume benda. Pastikan juga bahwa setiap siswa pernah dan mampu melakukan pengukuran volume tersebut. Selain itu, sangat perlu guru menanamkan sikap kehati-hatian, kecermatan dan kebersihan/kerapihan kepada siswa pada saat mereka menggunakan alat, melakukan pengukuran dan perhitungan. 

Pengukuran dalam Pembelajaran IPA di SD

Mengukur adalah proses membandingkan suatu besaran dengan besaran standar sejenis dengan cara dan system tertentu. Secara umum setiap orang dapat menentukan besaran standar, cara alat, dan system yang digunakan untuk melakukan pengukuran. Contohnya ketika seseorang akan membagi batang bambu menjadi beberapa potong, mungkin ia akan menggunakan besaran dan satuan standar “jengkal” serta tangan sebagai cara, alat, dan system dalam melakukan pengukuran panjang potongan-potongan bambu tersebut.

Tentu saja hasil pengukuran tersebut sangat subyektif dan tidak akurat. Agar hasil pengukuran akurat dan obyektif, maka pengukuran harus menggunakan cara, atal, dan sistem yang telah disepakati dan diterima dalam dunia ilmiah. Selain itu, perlu juga diperhatikan aturan penulisan hasil pengukuran.

Pada umumnya data hasil pwngukuran tidak dalam bentuk bilangan bulat, bahkan bilangan desimal dengan digit yang sangat banyak, maka diperlukan sebuah aturan pembulatan untuk menyingkat laporan pengukuran hingga digit yang diperlukan saja. Misalnya jika kita peroleh panjang meja 2,7435 meter, bukankah cukup melaporkannya hingga satu digit di belakang koma saja sehingga menjadi 2,7 meter. Aturan pembulatan terkadang sangat penting ketika kita berhadapan dengan angka-angka pecahan dengan jumlah desimal yang banyak. Dalam pembulatan terdapat aturan, yaitu :

Aturan I :

Jika angka dibelakang angka terakhir yang ingin diruliskan kurang dari 5, maka hilangkan angka tersebut dalam semua angka dibelakangnya. Misalnya kita ingin membulatkan 5,3467 menjadi satu angka dibelakang koma, karena angka terakhir setelah angka 3 adalah angka 4, dan kurang dari 5, maka kita hilangkan seluruh angka dibelakang 3 tersebut menjadi 5,3.

Contoh : Bulatkanlah 4,3423 menjadi sampai 2 digit di belakang koma.

Jawab : Hasil pembulatannya 4,34 karena setelah digit kedua bernilai dibawah 5 (yakni 2).

Aturan II :

Namun jika angka dibelakang angka terakhir yang ingin dituliskan lebih dari 5, maka tambahkan digit terkahir dengan 1. Misalnya kita ingin membulatkan 5,3867 menjadi 1 angka dibelakang koma, karena angka terakhir setelah angka 3 adalah 8, dan 8 lebih dari 5, maka kita hilangkan seluruh angka dibelakang 3 tersebut dan tambahkan 3 dengan 1, sehingga 5,4.

Contoh : Bulatkanlah 4,3473 menjadi sampai du digit dibelakang koma.

Jawab:Hasil pembulatannya 4,35 karena setelah digit kedua bernilai diatas 5 (yakni 7) 

System Satuan dan Notasi Ilmiah Hasil Pengukuran

Tujuh besaran standar yang ditetapkan oleh International Bureau of Weights and Measures (1971) disebut juga besaran pokok dan satuan yang digunakan untuk besaran pokok tersebut dikenal dengan satuan besaran pokok. Dua atau lebih besaran pokok dapat membentuk besaran lainnya yang disebut dengan besaran turunan. Misalnya luas dan volume diturunkan dari besaran panjang karena satuan luas dan volume menyangkut satuan panjang. Satuan yang diberlakukan untuk besaran ini disebut satuan besaran turunan, yang ditetapkan berdasarkan satuan-satuan besaran pokok. Untuk menegaskan kesetaraan antar besaran dengan satuan yang Nampak berbeda digunakan symbol dimensi.

Macam-macam besaran pokok beserta satuannya :

1. Panjang (Meter);

2. Massa (Kilogram);

3. Waktu (Sekon);

4. Suhu (Kelvin);

5. Kuat Arus (Ampere);

6. Intensitas Cahaya (Candela);

7. Jumlah Zat (Mole);

Macam-Macam Besaran Turunan :

1. Luas;

2. Volume;

3. Masa Jenis;

4. Kecepatan;

5. Percepatan;

6. Momentum;

7. Gaya;

8. Tekanan;

9. Energi;

10. Daya;

Contoh Nama dan Simbol Notasi Ilmiah Kelipatan yang Biasa Digunakan dalam Sains :

1.  Deka (da), nilainya 10 pangkat 1;

2.  Hekto (h), nilainya 10 pangkat 2;

3.  Kilo (k), nilainya 10 pangkat 3;

4.  Mega (M), nilainya 10 pangkat 6;

5.  Giga (G), nilainya 10 pangkat 9;

6.  Tera (T), nilainya 10 pangkat 12;

7.  Peta (P), nilainya 10 pangkat 15;

8.  Eksa (E), nilainya 10 pangkat 18;

9.  Desi (d), nilainya 10 pangkat min 1;

10. Senti (c), nilainya 10 pangkat min 2;

11.  Mili (M), nilainya 10 pangkat min 3;

12. Mikro (M), nilainya 10 pangkat min 6;

13. Nano (n), nilainya 10 pangkat min 9;

14. Piko (p), nikainya 10 pangkat min 12;

15. Femto (f), nilainya 10 pangkat min 15;

16. Atto (a), nilainya 10 pangkay min 18;

Standar Untuk Suhu

Standar Untuk Suhu

suhu adalah ukuran derajat panas atau dingin suatu benda. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu disebut “thermometer”. Dalam perkembangan sejarah penggunaan skala thermometer, mula mula ditetapkan suhu terendah ( 0) adalah suhu air murni pada saat mulai membeku (titik beku) atau saat mulai mencair (titik cair). Itulah yang dilakukan oleh Celcius dan Reamur. Suhu tertinggi adalah suhu air murni saat mulai mendidih. Angka tersebut 100  pada Celcius dan 80pada 

Reamur. Pada thermometer Fahrenheit, suhu 0 bukanlah saat air mulai membeku, melainkan es bercampur dengan garam. Sedangkan keadaan air saat mulai membeku Fahrenheit menetapkan angka 32, dan untuk saat air mulai mendidih ditetapkan pada angka 212.

Sejalan dengan perkembangan IPTEK, standar suhu terendah dalam skala thermometer tidak lagi ditetapkan 0C,  0R, atau -32F melainkan 0 mutlak., yaitu saat ketika tidak ada kemungkinan kehiudpan. Atau tidak ada energy sama sekali. Suhu tersebut disebut 0 Kelvin yang setara dengan -273C.

Standar Untuk Waktu

Standar Untuk Waktu

Ada 2 segi dalam pengukuran waktu. Untuk keperluan keseharian masyarakat dan untuk keperluan ilmu pengetahuan. Dalam masyarakat, waktu (detik, jam, hari, minggu, bulan dan tahun) diperlukan supaya kejadian-kejadian dapat disusun berurutan. Pada kebanyakan pekerjaan ilmiah yang dibutuhkan adalah lamanya selang waktu (time interval) suatu kejadian berlangsung. Karena itu penggunaan standar waktu harus dapat menjawab pertanyaan “kapan hal itu berlangsung ?” dan “berapa lama kejadiannya ?”.

Kita dapat menggunakan sembarang kejadian yang berulang untuk mengukur waktu. Pengukuran berlangsung dengan menghitung pengulangannya. Dari sekian banyak keadian yang berulang-ulang dalam alam, perputaran (rotasi) bumi pada porosnya telah digunakan selama berabad-abad sebagai standar waktu untuk menetapkan panjangnya hari. Sebagai standar waktu masyarakat sampai sekarang masih dipakai definisi satu detik (matahari rata-rata) adalah 1/86.400 hari (matahari rata-rata. Waktu yang didasarkan atas rotasi bumi disebut waktu universal (universal time-UT).

Waktu universal harus diukur berdasarkan pengamatan astronomis yang dilakukan selama beberapa minggu. Karena itu kita membutuhkan jam bumi yang baik, yang disertai oleh pengamatan astronomis. Selain jam bumi, jam Kristal kwarsa yang didasarkan atas getaran berkala terus menerus dari Kristal kwarsa dapat dipakai sebagai standar waktu sekunder yang baik, yang terbaik diantaranya dapat mencatat waktu selama setahun dengan penyimpangan maksimum sebesar 0,02 detik. Untuk memenuhi standar waktu yang lebih baik, di beberapa Negara telah dikembangkan jam atomic yang menggunakan getaran atomic berkala sebagai standar.

Standar Besaran dan Satuan

Standar Untuk Massa

Lembaga Berat dan Ukuran Internasional menetapkan dan menyimpan sebuah silinder platinum-iridium sebagai standar primer SI untuk massa. Berdasarkan perjanjian Internasional benda ini disebut sebagai massa sebesar 1 Kilogram (1kg). Standar sekunder dikirimkan ke laboratorium standar satuan di seluruh negara. Massa standar lainnya dibandingkan dengan massa standar sekunder ini dengan menggunakan neraca sama lengan. 

Dalam perkembangan teknologi yang semakin pesat, kita membutuhkan standar massa lainnya untuk keperluan pengukuran massa berukuran atomik. Selain satuan standar primer untuk massa, saat ini telah dikenal standar massa kedua dalam skala atomik, yaitu massa dari atom C12.

Penggunaan satuan massa (kg) seringkali dalam kehidupan bermasyaakat sehari-hari mengalami kerancuan dengan penggunaan satuan untuk hasil pengukuran berat benda. Sesunguhnya terdapat perbedaan yang sangat mendasar antara konsep berat dan konsep massa, bukan saja pada penggunaan satuannya melainkan pada konsep fisiknya. 

Standar Untuk Waktu

Standar Untuk Waktu

Ada 2 segi dalam pengukuran waktu. Untuk keperluan keseharian masyarakat dan untuk keperluan ilmu pengetahuan. Dalam masyarakat, waktu (detik, jam, hari, minggu, bulan dan tahun) diperlukan supaya kejadian-kejadian dapat disusun berurutan. Pada kebanyakan pekerjaan ilmiah yang dibutuhkan adalah lamanya selang waktu (time interval) suatu kejadian berlangsung. Karena itu penggunaan standar waktu harus dapat menjawab pertanyaan “kapan hal itu berlangsung ?” dan “berapa lama kejadiannya ?”.

Kita dapat menggunakan sembarang kejadian yang berulang untuk mengukur waktu. Pengukuran berlangsung dengan menghitung pengulangannya. Dari sekian banyak keadian yang berulang-ulang dalam alam, perputaran (rotasi) bumi pada porosnya telah digunakan selama berabad-abad sebagai standar waktu untuk menetapkan panjangnya hari. Sebagai standar waktu masyarakat sampai sekarang masih dipakai definisi satu detik (matahari rata-rata) adalah 1/86.400 hari (matahari rata-rata. Waktu yang didasarkan atas rotasi bumi disebut waktu universal (universal time-UT).

Waktu universal harus diukur berdasarkan pengamatan astronomis yang dilakukan selama beberapa minggu. Karena itu kita membutuhkan jam bumi yang baik, yang disertai oleh pengamatan astronomis. Selain jam bumi, jam Kristal kwarsa yang didasarkan atas getaran berkala terus menerus dari Kristal kwarsa dapat dipakai sebagai standar waktu sekunder yang baik, yang terbaik diantaranya dapat mencatat waktu selama setahun dengan penyimpangan maksimum sebesar 0,02 detik. Untuk memenuhi standar waktu yang lebih baik, di beberapa Negara telah dikembangkan jam atomic yang menggunakan getaran atomic berkala sebagai standar.

Konsep Dasar Mengenai Pengukuran, Gerak dan Energi

Pengukuran merupakan bagian yang tidak pernah dapat dipisahkan dari kegiatan manusia dalam kehidupan sehari-hari. Sangat sering kita menyaksikan atau mungkin terlibat langsung dengan pengukuran seperti mengukur panjang kain untuk pakaian, luas tanah, berat badan, volume minyak dalam jerigen, suhu badan, lama perjalanan atau durasi kegiatan rapat dan sebagainya.

Sesuatu yang dapat diukur disebut dengan "BESARAN". Ia selalu terdapat dalam fenomena alam yang kita pelajari.

v Pengukuran : Besaran dan Satuan

Fisika pada dasarnya selalu berhubungan dengan pengukuran. Namun pengukuran saja tidak cukup, pada tahap selanjutnya pengukuran tersebut haruslah menghasilkan angka-angka yang dapat dihitung dan akhirnya diinterpretasikan (ditafsirkan). Fisika seperti halnya Matematika yaitu merupakan disiplin ilmu yang banyak melibatkan angka dan perhitungan, perbedaannya adalah, didalam Fisika angka dan perhitungan pada umumnya diperoleh dari hasil pengukuran dan percobaan (secara langsung ataupun tidak dan percobaan ril ataupun dalam pikiran), sedang dalam Matematika kita tidak harus melakukan pengukuran dan percobaan. Pengukuran dalam Fisika dan perhitungan angka-angka dalam Matematika sangat erat dengan aktivitas kehidupan kita sehari-hari.

Banyak yang dapat Anda perhatikan tentang alat-alat ukur yang dapat digunakan di lingkungan Anda, misalnya di rumah, di toko, di pasar, dan sebagainya. Alat-alat ukur seperti mistar (penggaris) dan meteran gulung untuk mengukur panjang, neraca dan timbangan untuk mengukur berat atau massa, gelas ukur (literan) untuk mengukur volume, thermometer untuk mengukur suhu, jam untuk mengukur waktu, ampere meter untuk mengukur kuat arus listrik, dan alin sebagainya. Ada juga kegiatan  mengukur melalui perhitungan. Misalnya, pegawai PLN menghitung berapa besar energi listrik yang digunakan oleh setiap konsumen setiap hari.

Alat-alat tersebut digunakan untuk mengukur sesuatu yang disebut besaran, dan haslnya biasanya dinyatakan dalam bentuk angka. Dengan demikian besaran (quantity) adalah sesuatu yang dapat diukur atau dinyatakan dengan angka. Panjang, massa, waktu, suhu, luas, volume, berat, energi , dan kuat arus adalah contoh besaran. Besaran-besaran tersebut, dapat kita bedakan antara besaran yang dapat diukur langsung dengan alat, dan besaran yang tidak dapat diukur secara langsung dengan alat.  Besar energi yang dimiliki suatu benda, besar koefisien gaya gesekan, dan besar koefisien pemuaian benda ketika dipanaskan, adalah contoh besaran yang tidak dapat diukur langsung dengan alat, melainkan diperoleh melalui perhitungan dari besaran-besaran lain.

Sistem, cara atau aturan untuk menyatakan sebuah besaran fisikake dalam angka dinamakan "sistem satuan". Sistem satuan juga menunjukkan bagaimana sebuah besaran diukur atau dibandingkan dengan besaran sejenis lain. Contoh sederhana misalnya, ketika kita mengukur panjang sebuah meja dengan menjengkalnya, kita peroleh bahwa panjangnya  misalnya 20 jengkal, artinya cara mengukur panjang meja adalah dengan cara membandingkannya denan jengkal tangan kita, dan hasilnya panjang meja sebanding dengan 20 jengkal tangan kita. Dan apabila kita lakukan pengukuran dengan menggunakan hasta, misal kita dapatkan hasilnya 4 hasta, artinya kita mengukur meja dengan cara membandingkannya terhadap hasta tangan kita dan hasilnya panjang meja sebanding dengan 4 hasta tangan kita. Namun demikian, tidaklah akurat mengukur dengan jengkal ataupun hasta, sebab jengkal dan hasta masing-masing manusia tidaklah sama dan mungkin berubah menurut usia. Untuk itu perlu dibuat alat pembanding yang standar dan berlaku secara Internasional relatif tetap menurut waktu. salah satu badan Internasional yang mengatur sistem satuan adalah " Internasional Bureau of Weights and Measures" di Paris. Badan ini membuat standarisasi untuk panjang (meter), waktu (sekon), dan massa (kilogram), dikenal dengan sistem MKS. Seluruh dunia mengacu pada standar ini sehingga disebut juga dengn "Sistem Internasional" (SI). Dalam perkembangannya lembaga ini telah menetapkan 7 besaran pokok beserta satuan besarannya. Ketujuh besaran pokok tersebut adalah : panjang, massa, waktu, suhu (kelvin), kuat arus (ampere), intensitas cahaya (candela), dan jumlah zat (mol).