Penetapan Nilai Si Atau Satuan Internasional Untuk Besaran Pokok – Fisika Dasar

Setelah para andal memutuskan satuan Satuan Internasional untukbesaran-besaran pokok, yang harus dilakukan selanjutnya yakni memilih nilai untuk tiap satuan tersebut. Berapa nilai satu kilogram tersebut? Berapa panjangkah satu meter? Berapa lamakah satu sekon? Penetapan ini pun ditentukan dalam Konferensi Umum Berat dan Ukuran para andal seluruh dunia. Khusus untuk satuan massa, panjang, dan waktu, nilai satuan yang telah ditetapkan sampai ketika ini sebagai berikut.

yang harus dilakukan selanjutnya yakni memilih nilai untuk tiap satuan tersebut Penetapan Nilai SI atau Satuan Internasional untuk Besaran Pokok – Fisika Dasar

Tabel - Satuan Satuan Internasional untuk besaran pokok.

1. Satuan Panjang

Mula-mula satu meter didefinisikan menurut keliling bumi. Ditetapkan bahwa keliling garis bujur bumi yang melalui kota Paris, Prancis ditetapkan mempunyai panjang 40.000.000 m, ibarat yang terlihat pada Gambar berikut.

Mula-mula keliling garis bujur bumi yang melalui kota Paris ditentukan sama dengan 40.000.000 meter. Kaprikornus satu meter sama dengan 1/40.000.000 keliling garis bujur yang melewati kota Paris tersebut. Definisi ini dipakai sampai tamat masa ke-19.

Kaprikornus panjang satu meter sama dengan 1/40.000.000 keliling garis bujur bumi yang melalui kota Paris. Definisi ini menjadi tidak memadai ketika perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi menuntut pengukuran yang makin akurat. Tidak mungkin pengukuran yang akurat diperoleh dari satuan standar yang tidak akurat.

Pada tamat masa ke-19, panjang satu meter didefinisikan ulang. Panjang satu meter ditetapkan sama dengan jarak dua gesekan pada batang adonan logam platina dan iridium yang tersimpan di International Bureau of Weight and Measures di kota Sevres, Prancis.

Jarak dua gesekan pada balok logam adonan dari platina dan iridium yang tersimpan di International Bureau of Weight and Measures. Definisi ini dipakai sampai tahun 1983.

Logam tersebut disimpan pada kondisi yang dikontrol secara ketat utuk menghindari perubahan dimensi akhir perubahan kondisi lingkungan ibarat suhu, kelembaban udara, tekanan udara, intensitas cahaya, reaksi kimia, dan sebagainya.

Setelah laju cahaya sanggup diukur dengan sangat teliti, pada Konferensi Umum Tentang Berat dan Pengukuran ke -17 tahun 1983, panjang satu meter didefinisikan ulang sebagai jarak tempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon, ibarat yang terlihat pada Gambar berikut.

Jarak tempuh cahaya dalam vakum selama 1/299.792.458 s ditetapkan sebagai panjang satu meter. Definisi ini dipakai semenjak 1983 sampai ketika ini.

Ini berarti pula bahwa selama satu sekon cahaya merambat dalam ruang hampa sepanjang 299.792.458 meter.

2. Satuan Massa

Masa standar satu kilogram yakni massa silinder logam yang terbuat dari adonan logam platina dan iridium. Massa standar ini disimpan dalam kondisi yang dikontrol secara ketat di International Bureau of Weights and Measures di kota Sevres, Prancis. Sejak awal penetapan sampai ketika ini, definisi massa standar tidak pernah berubah.

Beberapa negara menciptakan duplikat massa standar tersebut dan menyimpannya di forum pengukuran masing-masing. Gambar berikut yakni duplikat massa 1 kg standar yang disimpan di National Institute of Standard and Technology (NIST), Amerika Serikat.

Duplikat massa standar yang disimpan di National Institute of Standard and Technology (NIST), Amerika Serikat (zelnio.org, museum.nist.gov).

3. Satuan Waktu

Pada Konferensi Umum perihal Berat dan Pengukuran ke-13 tahun 1967 telah ditetapkan bahwa standar waktu satu detik didasarkan pada frekuensi gelombang yang dipancarkan atom. Atom Cesium dengan nomor atom 133 (Cesium-133) dipilih sebagai atom standar alasannya yakni frekuensi gelombang yang dipancarkan sanggup dihasilkan dengan gampang dan sanggup diukur dengan ketelitian sangat tinggi. Cahaya yang dipancarkan atom Cesium-133 berosilasi sebanyak 9.192.631.770 kali dalam satu sekon, perhatikan Gambar berikut!

Atom Cesium-133 memancarkan gelombang dengan frekuensi osilasi sebanyak 9 192 631 770 kali per sekon (en.wikipedia.com).

Dengan demikian, satu sekon didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh gelombang yang dipancarkan atom Cesium-133 untuk berosilasi sebanyak 9.192.631.770 kali.

Untuk memproduksi waktu standar tersebut maka dibentuk jam yang didasarkan getaran gelombang yang dipancarkan atom Cesium-133. Jam tersebut dinamakan jam atom. Contoh jam atom pertama tersimpan di NIST, Amerika tampak pada Gambar berikut.

Jam atom yang didasarkan atas frekuensi gelombang yang dipancarkan atom Cesium-133. Jam pada foto ini tersimpan di NIST, Amerika Serikat (nist.gov).

Jam atom menghasilkan ketelitian yang sangat tinggi. Kesalahan yang terjadi kurang dari 1 sekon dalam waktu 30.000 tahun.

Saat ini jam atom dipasang pada satelit-satelit GPS (global positioning system). Satelit GPS mengelilingi bumi dan membentuk konstelasi yang terdiri dari 24 atau 32 satelit. Setelit ini terus menerus memancarkan warta yang berupa waktu dan posisi setiap saat. Waktu yang dipancarkan yakni waktu yang dihasilkan jam atom sehingga mempunyai ketelitian yang sangat tinggi. Informasi waktu dan posisi yang dipancarkan sejumlah satelit GPS ditangkap oleh alat GPS yang ada di bumi. Alat GPS yang ada di bumi melaksanakan perhitungan menurut waktu dan posisi yang dipancarkan oleh minimal tiga satelit GPS. Dari hasil perhitungan tersebut maka sanggup diketahui secara akurat di mana posisi alat GPs tersebut.

konstelasi satelit GPS yang mengitari bumi pada ketinggan 20.200 km dari permukaan bumi.

Proses penerimaan sinyal satelit oleh alat GPS.

Saat ini perangkat GPS menjadi sangat penting dalam kehidupan manusia. Transportasi pesawat udara, kapal bahari semuanya mengandalkan GPS untuk mengetahui secara niscaya di mana posisi pesawat atau kapal ketika itu. Bahkan sistem autopilot pesawat mengandalkan data GPS untuk memilih jalur yang akan ditempuh pesawat. Ketika memulai proses takeoff maka jalur yang akan ditempuh pesawat disimpan dalam komputer di dalam pesawat. Komputer yang nanti akan mengarahkan pesawat mengikuti jalur tersebut. Komputer mengetahui bahwa pesawat telah berada di jalur yang sudah diprogram menurut data GPS yang diterima dari satelit. Sistem autopilot dijalankan ketika pesawat sudah berada pada posisi cruising (posisi lintasan tertinggi). Ketika ketika takeoff atau mendarat maka pilot yang harus mengambil alih kendali pesawat.