tirto.id - Dimensi fisika berbeda maknanya dari dimensi menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI). KBBI mengartikan dimensi sebagai ukuran (panjang, lebar, tinggi luas, dan sebagainya). Makna tersebut masih berkaitan dari definisinya dalam fisika.
Lalu, apa itu dimensi dari besaran? Dimensi besaran yaitu cara suatu besaran dalam fisika tersusun atau terkomposisi dari kumpulan besaran-besaran pokok.
Apabila dimensi suatu besaran diwujudkan dalam bentuk penulisan, penyajiannya berupa besaran-besaran pokok semua.
Dimensi fisika dapat pula ditentukan dari besaran turunan. Jika penerapannya dilakukan pada besaran turunan, maka dimensi memiliki makna cara suatu besaran turunan disusun berdasarkan besaran pokoknya.
Suatu besaran turunan bisa dinyatakan penulisannya dari susunan besaran pokok dengan cara menerapkan analisis dimensi.
Apa yang Dimaksud dengan Dimensi Fisika?
Dimensi fisika suatu besaran, memperlihatkan cara besaran tersebut tersusun dari besaran-besaran pokoknya. Sistem Satuan Internasional (SI) menyebutkan ada tujuh besaran pokok yang memiliki dimensi, dan ada dua besaran pokok tambahan tidak berdimensi.
Cara penulisan dimensi besaran pokok dinyatakan dengan lambang huruf tertentu yang diapit kurung siku "[...]". Penulisan dimensi pada besaran turunan juga dilakukan dengan cara yang sama, menyesuaikan besaran pokok yang menyusunnya.
Dimensi besaran apa saja? Berikut tujuh dimensi besaran pokok beserta lambangnya:
- Dimensi massa: [M]
- Dimensi panjang: [L]
- Dimensi waktu: [T]
- Dimensi kuat arus listrik: [I]
- Dimensi temperatur atau suhu: [?]
- Dimensi jumlah zat: [N]
- Dimensi intensitas cahaya: [J]
Contoh menghitung dimensi besaran lain dilihat dari rumusnya seperti berikut:
Luas (L) = panjang × lebar = [L] × [L] = [L]²
Volume (V) = panjang × lebar × tinggi = [L] × [L] × [L] = [L]³
Mengapa Perlu Dimensi dalam Fisika?
Dimensi memiliki dua fungsi yang diperlukan dalam fisika. Apa 2 fungsi dimensi dalam fisika?
Fungsi dimensi digunakan pada analisis dimensional dan sebagai penunjuk kesetaraan beberapa besaran. Analisis dimensional merupakan cara menentukan satuan dari besaran turunan dengan turut memperhatikan dimensi besaran tersebut.
Selain itu, dimensi dipakai dalam menunjukkan kesetaraan beberapa besaran yang tampak berlainan,
Manfaat dimensi dalam fisik lainnya tampak dalam hal berikut:
- Menentukan benar-salah dari rumus fisika
- Dimensi tidak berpengaruh besarnya pengukuran
- Dimensi dapat berupa kombinasi beberapa besaran pokok sehingga menghasilkan besaran turunan secara tepat
- Besaran berbeda tapi dengan dimensi sama, dipastikan mempunyai fisis sama seperti pada besaran Usaha dengan Torsi atau Momen Gaya
- Dimensi bisa menentukan satuan secara tepat.
Dimensi Gaya, Energi dan Momentum
Dimensi gaya, energi, dan momentum merupakan besaran turunan. Besaran turunan adalah besaran lain di luar dari tujuh besaran pokok yang diakui dalam Standar Internasional.
Apakah dimensi dari besaran gaya? Gaya adalah adalah tarikan atau dorongan yang memicu perubahan pada benda. Rumus yang digunakan dalam pengukuran adalah F=ma.
Gaya satuan dan dimensinya apa? Satuan gaya dikenal dengan sebutan Newton. Dimensi gaya dituliskan dengan lambang [M][L][T]-2.
Di sisi lain, momentum adalah kuantitas gerak dan massa yang dimiliki sebuah objek. Momentum berasal dari jumlah perkalian skala massa benda dengan vektor kecepatan gerak benda. Momentum dipengaruhi besaran arah atau arah kecepatan.
Satuan momentum adalah kilogram meter per detik (kg.ms/s). Dari satuan tersebut dapat dituliskan dimensinya sebagai [M][L][T]-1.
Selain itu, ada pula dimensi untuk energi. Energi adalah kemampuan atau daya yang dibutuhkan sebuah agar dapat melakukan usaha.
Energi kinetik memiliki satuan kg.m2/s2. Satuan ini jika dituliskan dimensinya menjadi [M][L]2/[T]2. Dimensi yang sama berlaku pula pada energi potensial.
Selain ketiga besaran tersebut - gaya, momentum, dan energi - besaran turunan masih beragam dengan dimensinya masing-masing. Berikut contoh dimensi besaran turunan:
- Dimensi luas: [L]2
- Dimensi volume: [L]3
- Dimensi massa jenis: [M][L]-3
- Dimensi kecepatan: [L][T]-1
- Dimensi percepatan: [L][T]-2
- Dimensi gaya: [M][L][T]-2
- Dimensi usaha: [M][L]2[T]-2
- Dimensi besaran daya: [M][L]2[T]-3
Contoh Soal Dimensi Fisika dan Jawabannya
Berikut beberapa contoh soal dan jawaban terkait dimensi dalam fisika:
1. Energi potensial memiliki rumus dengan persamaan Ep = mgh (m = massa, g = percepatan gravitasi, dan h = tinggi benda). Tentukan dimensi energi potensial tersebut!
Jawab:
Dimensi massa: [M]
Dimensi percepatan gravitasi: [L][T]-2
Dimensi tinggi adalah [L]
Dimensi energi potensial yaitu:
Ep = mgh
Ep = [M] [L][T]-2 [L]
Ep = [M][L]2[T]-2
2. Tentukan dimensi besaran turunan luas!
Jawab:
Luas diperoleh dari perkalian panjang dan lebar. Masing-masing adalah dimensi panjang atau [L]. Jadi dimensi luas yaitu:
Luas = panjang x lebar
Luas = [L] [L]
Luas = [L]2
3. Tentukan analisis dimensi dari besaran turunan kecepatan!
Jawab:
Kecepatan diperoleh dengan membagi jarak terhadap waktu. Dimensi jarak yaitu [L] dan dimensi waktu [T]. Jadi dimensi kecepatan adalah:
Kecepatan = jarak/waktu
Kecepatan = [L]/[T]
Kecepatan = [ L][ T ]-1
4. Jabaran analisis dimensional dari volume!
Jawab:
Volume adalah hasil perkalian panjang, lebar, dan tinggi. Masing-masing bagian dari dimensi panjang yaitu [L]. Analisis dimensi volume yaitu:
Volume = panjang x lebar x tinggi
Volume = [L][L][ L]
Volume = [L]3
5. Buktikan kebenaran gaya dikali selang waktu, sama dengan perubahan momentum melalui persamaan F.Δt = m Δv
Jawab:
Gaya adalah hasil dari perkalian massa dengan percepatan. Dimensi gaya dinyatakan sebagai berikut:
Gaya = massa x percepatan
Gaya = [M][L][T]-2
Jika diterapkan pada persamaan F.Δt = m Δv, dimensi untuk ruas kanan adalah:
F . Δt = [M][ L][ T ]-2.[T]
F . Δt = [M][ L][ T ]-1
dimensi untuk ruas kiri yakni:
m Δv = [M][ L][ T ]-1
Dengan demikian persamaan F.Δt = m Δv benar setelah dilakukan analisis dimensional.
Penulis: Ilham Choirul Anwar
Editor: Dhita Koesno
