Hukum fisika diekspresikan sebagai hubungan matematis antara besaran fisik. Sebagian besar besaran ini merupakan besaran turunan, sehingga dapat dinyatakan sebagai kombinasi dari sejumlah kecil besaran pokok. Dalam ilmu mekanika, tiga besaran pokok adalah panjang, massa, dan waktu.
Semua besaran lain dalam mekanika dapat dinyatakan dalam ketiga hal ini. Jika kita akan melaporkan hasil pengukuran kepada seseorang yang ingin mereproduksi pengukuran, standar harus ditentukan. Tidak ada artinya jika pengunjung dari planet lain berbicara dengan kami tentang panjang 8 “gangguan” jika kita tidak tahu arti kesalahan satuan. Di sisi lain, jika seseorang yang akrab dengan sistem pengukuran melaporkan bahwa sebuah dinding memiliki tinggi 2 meter dan satuan panjang didefinisikan sebagai 1 meter, maka kita tahu bahwa tinggi dinding adalah dua kali satuan panjang dasar kita.
Besaran Massa
Demikian pula, jika kita diberi tahu bahwa seseorang memiliki massa 75 kilogram dan satuan massa kita didefinisikan sebagai 1 kilogram, maka orang itu 75 kali lebih besar dari satuan dasar kita. Apa pun yang dipilih sebagai standar harus mudah diakses dan memiliki beberapa properti yang dapat diukur dengan andal. Pengukuran yang dilakukan oleh orang yang berbeda di tempat yang berbeda pasti menghasilkan hasil yang sama.
Pada tahun 1960, sebuah komite internasional menetapkan seperangkat standar untuk kuantitas dasar sains. Standar tersebut adalah SI (Sistem Internasional), dan satuan panjang, massa, dan waktu masing-masing adalah meter, kilogram, dan sekon. Standar SI lain yang ditetapkan panitia adalah untuk suhu (kelvin), arus listrik (ampere), intensitas cahaya (candela), dan jumlah zat (mol).
Besaran Panjang
Pada tahun 1120 M, Raja Inggris menetapkan bahwa standar panjang di negaranya akan dinamai yard dan akan persis sama dengan jarak dari ujung hidungnya ke ujung lengannya yang terulur. Demikian pula, standar asli untuk kaki yang diadopsi oleh Prancis adalah panjang kaki Raja Louis XIV. Standar ini berlaku sampai tahun 1799, ketika standar hukum panjang di Prancis menjadi meter, yang didefinisikan sebagai sepersepuluh juta jarak dari ekuator ke Kutub Utara sepanjang satu garis bujur tertentu yang melewati Paris.
Banyak sistem lain untuk mengukur panjang telah dikembangkan selama bertahun-tahun, tetapi keunggulan sistem Prancis telah menyebabkannya berlaku di hampir semua negara dan di lingkungan ilmiah di mana pun. Pada tahun 1960, panjang meter didefinisikan sebagai jarak antara dua garis pada batang platinum-iridium tertentu yang disimpan dalam kondisi terkendali di Prancis. Standar ini ditinggalkan karena beberapa alasan, yang utama adalah bahwa akurasi terbatas yang dapat digunakan untuk menentukan pemisahan antara garis-garis pada palang tidak memenuhi persyaratan sains dan teknologi saat ini.
Besaran Waktu
Pada 1960-an dan 1970-an, meter didefinisikan sebagai 1 650 763,73 panjang gelombang cahaya oranye-merah yang dipancarkan dari lampu kripton-86. Akan tetapi, pada bulan Oktober 1983, meter (m) didefinisikan ulang sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama waktu 1/299 792 458 detik. Akibatnya, ini untuk menjaga agar jam atom ini. Oleh karena itu semua jam dan jam tangan umum yang disetel ke mereka — tersinkronisasi, terkadang perlu menambahkan detik kabisat ke jam kita.
Sejak penemuan Einstein tentang hubungan antara ruang dan waktu, pengukuran interval waktu yang tepat mengharuskan kita mengetahui keadaan gerak jam yang digunakan untuk mengukur interval dan, dalam beberapa kasus, lokasi jam juga. Jika tidak, misalnya, satelit sistem pemosisian global mungkin tidak dapat menunjukkan lokasi Anda dengan cukup akurat, jika Anda perlu diselamatkan. (*)