Dalam kehidupan sehari-hari, setiap orang tentu tidak terlepas dari hal-hal yang berhubungan dengan angka atau perhitungan. Untuk menentukan hasil pengukuran, harus menggunakan besaran dan alat ukur. Besaran yang ditentukan berdasarkan besaran pokok disebut sebagai besaran turunan.
Meskipun turunan, keberadaan besaran ini tidak kalah penting dengan besaran pokok. Bahkan, dalam aktivitas sehari-hari, manusia sering membutuhkan besaran turunan untuk mengetahui nilai dari suatu benda. Misalnya, mencari luas atau volume wadah yang akan digunakan.
Selain itu, di sekolah khususnya pelajaran fisika besaran turunan juga sering menjadi pembahasan. Oleh karena itu, penting untuk mengenal dan memahami besaran tersebut agar mudah memecahkan berbagai jenis soal maupun perhitungan lain yang sering ditemui.
Besaran turunan diperoleh setelah menurunkan besaran pokok. Besaran ini juga memiliki satuan internasional yang merupakan gabungan dari beberapa satuan besaran pokok. Oleh karena itu, sangat jarang satuan dari besaran turunan yang memiliki satu satuan saja.
Dalam hal ini, satu besaran pokok dapat menghasilkan banyak besaran turunan. MIsalnya, besaran pokok panjang dapat diturunkan menjadi volume dan luas. Sebenarnya, contoh dari besaran ini sudah sering ditemui di bangku sekolah, seperti perhitungan kecepatan, volume, maupun luas.
Akan tetapi, jika dibandingkan dengan besaran pokok, besaran turunan tergolong lebih rumit untuk diselesaikan. Hal ini disebabkan karena banyaknya elemen atau bagian yang harus dihitung menggunakan rumus. Jika Anda lupa atau tidak tahu, berarti harus menurunkan dari besaran pokok.
Jenis-Jenis Besaran Turunan
Jumlah besaran turunan lebih banyak dari besaran pokok. Oleh karena itu, pembahasannya juga tergolong lebih banyak dan cara hitung yang cukup kompleks. Untuk memudahkan dalam mengenal jenis-jenis dari besaran ini, perhatikan tabel berikut.
Besaran Turunan
Satuan Internasional (SI)
Dimensi
Simbol dan Rumus
Gaya
Newton (kg m/s2)
[M][L][T]-2
F = m a
Usaha
Joule (kg m2 s-2)
[M][L]2[T]-2
W = F s
Kecepatan
Jarak/Waktu (m/s)
[L][T]-1
V =
Percepatan
m/s2
[L][T]-2
a =
Momentum
kg m/s
[M][L][T]-1
= m v
Daya
Watt (kg m2 s-3)
[M][L]2[T]-3
P =
Massa Jenis
kg/m3
[M][L]-3
=
Frekuensi
Hertz (s-1)
[T]-1
f =
Muatan Listrik
Coulomb (A s)
[I][T]
=
Tegangan Listrik
Volt (kg m2/(A.s3))
[M][L]2[I]-1[T]-3
V = I R
Hambatan Listrik
Ohm (kg m2/(A2.s3))
[M][L]2[I]-2[T]-3
R =
Luas
m2
[L]2
L = p x l
Volume
m3
[L]3
V = p x l x t
Tekanan
Pascal (N/m2)
[M][T]
P =
1. Gaya
Gaya dapat diperoleh dengan mengalikan massa dengan percepatan, sehingga menghasilkan rumus F = m a. Satuan dari besaran ini dalam SI adalah kg m/s2 atau sering dinyatakan dengan singkat menggunakan Newton (N). Dalam fisika, gaya merupakan interaksi yang dapat menggerakkan benda.
Suatu benda dapat bergerak jika didalamnya terdapat gaya yang bekerja, baik berupa dorongan maupun tarikan. Besaran ini juga terdiri dari berbagai jenis, seperti gaya gravitasi, gaya normal, gaya gesek, gaya magnet, gaya mesin, gaya pegas, gaya otot, dan masih banyak lagi.
2. Usaha
Usaha didefinisikan sebagai besarnya gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan atau memindahkan suatu benda. Secara matematis, besaran turunan ini dapat diperoleh dengan mengalikan gaya (F) dengan perpindahan (s). Usaha termasuk dalam kategori besaran skalar atau tidak memiliki arah.
Meskipun demikian, usaha memiliki kutub positif dan kutub negatif. Besaran ini akan bernilai positif jika searah perpindahan benda, sedangkan bernilai negatif jika berlawanan arah dengan perpindahan benda. Satuan dari usaha yakni kg m2 s-2 atau ditulis dengan lebih singkat menggunakan Joule (J).
3. Kecepatan
Untuk menghitung seberapa cepat atau lambat suatu benda bergerak dapat menggunakan rumus kecepatan. Besaran ini membagi antara jarak yang ditempuh (s) dengan waktu tempuh (t). Umumnya, kecepatan digunakan untuk menghitung laju sebuah kendaraan pada jarak dan waktu tertentu.
Kecepatan berbanding lurus dengan jarak, artinya semakin cepat benda tersebut bergerak maka semakin jauh pula jarak yang bisa ditempuh. Akan tetapi, kecepatan berbanding terbalik dengan waktu, berarti semakin cepat pergerakan benda, maka waktu yang digunakan juga semakin sedikit.
4. Percepatan
Nah, percepatan justru akan diperoleh dengan membagi kecepatan benda (v) dengan waktu tempuhnya (t). Artinya, besaran ini bergantung dan berbanding lurus dengan nilai kecepatan. Semakin cepat benda melaju, maka percepatannya juga akan menjadi semakin besar.
Perlu diperhatikan bahwa percepatan menghitung perubahan kecepatan dan perubahan waktu. Oleh karena itu, kecepatan dan waktu akhir harus dikurangi dengan kecepatan maupun waktu awal. Tidak hanya berpatokan pada nilai akhirnya, namun harus mencari selisih keduanya.
5. Momentum
Selain memiliki kecepatan, benda yang bergerak juga memiliki momentum. Besaran ini akan menunjukkan tingkat kesulitan untuk menghentikan laju atau gerak suatu benda. Untuk menghentikan hal tersebut, dibutuhkan usaha dengan jumlah yang sama dengan energi mekaniknya.
Cara menghitung momentum adalah dengan mengalikan antara massa (m) dengan kecepatan (v). Dalam hal ini, momentum berbanding lurus dengan kecepatan dan massa. Jadi, semakin besar massa dan kecepatan benda, semakin besar pula tingkat kesulitan untuk menghentikan pergerakannya.
6. Daya
Banyaknya energi yang digunakan setiap waktu disebut sebagai daya. Untuk menghormati penemu uap pada abad ke-18, besaran ini diberi satuan Watt yang diambil dari nama James Watt. Daya tidak memiliki arah dan hanya memiliki nilai, sehingga termasuk dalam besaran skalar.
Menghitung daya dapat dilakukan dengan membagi besarnya usaha (W) dengan waktu (t). Artinya, besaran ini berbanding lurus dengan usaha atau energi, namun berbanding terbalik dengan waktu. Semakin besar daya, maka usahanya juga akan semakin besar, tetapi waktunya semakin singkat.
7. Massa Jenis
Jika massa termasuk dalam besaran pokok, maka massa jenis termasuk dalam besaran turunan. Massa jenis didefinisikan sebagai jumlah massa zat setiap satuan volume. Setiap benda memiliki karakter yang berbeda-beda sehingga cenderung memiliki massa jenis yang berbeda pula.
Semakin rapat susunan partikel yang ada didalam suatu benda, maka massa jenisnya juga akan semakin besar. Sebaliknya, jika suatu benda memiliki kerapatan yang kecil, maka semakin sedikit pula jumlah zat per satuan volumenya. Umumnya, zat padat memiliki massa jenis yang tinggi.
8. Frekuensi
Pembahasan frekuensi erat hubungannya dengan bunyi. Dalam fisika, frekuensi didefinisikan sebagai banyaknya getaran yang dapat dihasilkan setiap detik. Besaran ini dilambangkan dengan huruf “f” dan memiliki satuan Hertz atau biasa disingkat dengan Hz.
Umumnya, bunyi dapat dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan frekuensinya. Mulai dari infrasonik (frekuensi kurang dari 20 Hz), audiosonik (frekuensi 20 Hz – 20.000 Hz), serta ultrasonik (frekuensi lebih dari 20.000 Hz). Selain itu, besaran ini juga dapat digunakan untuk mengetahui getaran suara.
9. Muatan Listrik
Muatan yang bersifat tarik-menarik atau tolak-menolak dan dapat menghasilkan gaya terhadap muatan lain disebut sebagai muatan listrik. Cara paling mudah untuk mengetahui apakah suatu benda memiliki muatan listrik atau tidak adalah dengan menggosoknya.
Saat terjadi gesekan, elektron yang ada pada benda akan berpindah ke benda lain. Nah, benda yang kehilangan elektron akan bermuatan positif, sementara benda yang mendapatkan transfer elektron akan bermuatan negatif.
10. Tegangan Listrik
Tegangan listrik didefinisikan sebagai besar energi listrik yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan dari setiap ujung penghantar. Hal ini muncul karena adanya sumber yang mampu mentransfer elektron dari satu kutub ke kutub yang lain, secara searah maupun bolak-balik.
Untuk menghitung besarnya tegangan listrik, Anda dapat mengalikan antara kuat arus (I) dan hambatan listrik (R). Satuan dari besaran ini menggunakan nama salah satu ilmuwan fisika yaitu Alessandro Volta (penemu baterai). Oleh karena itu, satuan dari tegangan listrik dinyatakan dengan Volt.
11. Hambatan Listrik
Hambatan listrik atau resistansi merupakan perbandingan antara jumlah tegangan listrik dalam suatu benda dengan kuat arusnya. Besar kecilnya besaran ini dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk suhu, panjang penghantar, luas penampang, dan jenis bahan yang digunakan.
Semakin besar suhu, luas penampang, dan panjang penghantar, maka hambatan yang timbul dalam rangkaian tersebut juga akan semakin besar. Hambatan listrik dibagi menjadi 3 jenis berdasarkan susunan rangkaiannya, yaitu seri, paralel, dan gabungan (paralel dan seri).
12. Luas
Besaran luas tidak hanya dijumpai dalam pelajaran fisika, tetapi juga matematika. Bahkan, materi tentang besaran ini sudah diajarkan sejak sekolah dasar terutama pada bangun datar. Setiap benda yang memiliki panjang dan lebar pasti dapat dihitung atau diketahui luasnya.
Rumus luas yang umum digunakan adalah panjang kali lebar. Akan tetapi, sebenarnya rumus tersebut hanya berlaku pada bidang yang berbentuk persegi. Adapun untuk bidang datar lainnya, juga memiliki rumus luas tersendiri, seperti trapezium, segitiga, persegi panjang, jajar genjang, dan lain sebagainya.
13. Volume
Jika luas dapat ditentukan dari bidang datar (2 dimensi), maka volume dapat ditentukan dari bidang bangun ruang (3 dimensi). Artinya, suatu benda yang memiliki panjang, lebar, serta tinggi yang diketahui nilainya. Untuk menghitung volume secara umum, harus mengalikan ketiga elemen tersebut.
Sama halnya dengan bangun datar, rumus volume yakni p x l x t, tidak bisa diterapkan untuk semua bangun ruang. Rumus tersebut hanya cocok untuk menghitung volume benda yang berbentuk balok, seperti batu bata, kotak susu, kulkas, lemari, kotak makan, kasur, dan lain-lain.
Adapun bangun ruang lain memiliki rumus volume tersendiri. Misalnya, kubus dengan sisi (s) x sisi (s) x sisi (s), tabung dengan x r x t2, bola dengan 4/3 x x r x t3, prisma dengan luas alas (La) x tinggi (t). Jadi, sebelum menghitung volume benda perhatikan bentuknya terlebih dahulu.
14. Tekanan
Besarnya gaya yang dibutuhkan untuk menekan sebuah luas permukaan disebut sebagai tekanan. Besaran ini dihitung dengan membagi jumlah gaya yang bekerja (F) dengan luas permukaan bidang (A). Semakin besar gaya yang bekerja pada suatu benda maka semakin besar pula tekanannya.
Sementara itu, semakin besar luas permukaan bidang tekan, maka tekanannya akan semakin kecil. Dalam hal ini, Anda harus memperhatikan bentuk bidang tekan sebelum menghitungnya. Gunakan rumus luas sesuai dengan bentuk bidang yang ada.
Setelah mengetahui besaran pokok, Anda dapat menentukan besaran lain yang dikenal dengan besaran turunan. Besaran ini memiliki satuan yang lebih dari satu dan bisa dihitung langsung menggunakan alat ukur atau secara tidak langsung menggunakan rumus tertentu.
a
= m 
