Besaran, Satuan, dan Pengukuran

Fisika adalah ilmu yang mempelajari benda-benda dan fenomena yang terkait dengan benda-benda tersebut. Untuk mendeskripsikan keadaan suatu benda atau suatu fenomena yang terjadi pada benda, maka didefinisikan berbagai besaran-besaran fisika. Besaran-besaran fisika ini selalu dapat terukur dan memiliki nilai (dapat dinyatakan dalam angka-angka) yang merupakan hasil pengukuran. Contoh besaran-besaran fisika adalah panjang, jarak, massa, waktu, periode, gaya, kecepatan, temperatur, intensitas cahaya, dan sebagainya. Terkadang nama dari besaran-besaran fisika tadi memiliki kesamaan dengan istilah yang dipakai dalam keseharian, tetapi maknanya dalam Fisika tidak selalu memiliki pengertian yang sama dalam bahasa keseharian. Seperti misalnya istilah gaya, usaha, dan momentum, yang memiliki makna yang berbeda dalam keseharian, misalnya, “Anak itu bergaya di depan kaca”, “Ia berusaha keras menyelesaikan soal ujiannya”, “Momentum perubahan politik sangat tergantung pada kondisi ekonomi negara”. 
Besaran-besaran fisika didefinisikan secara khas, sebagai suatu istilah fisika yang memiliki makna tertentu. Terkadang suatu besaran fisika hanya dapat dimengerti dengan menggunakan bahasa matematik, walau terkadang juga dapat diuraikan dengan bahasa sederhana. Untuk mengetahui nilai dari suatu besaran fisika harus dilakukan pengukuran. Mengukur adalah membandingakan antara dua hal, dengan salah satunya menjadi pembanding atau alat ukur, yang besarnya  harus distandarkan. Ketika mengukur jarak antara dua titik, kita membandingkan jarak dua titik tersebut dengan jarak suatu standar panjang, misalnya panjang tongkat meteran. 

Ketika mengukur berat suatu benda, kita membandingkan berat benda tadi dengan berat benda standar. Singkatnya, dalam mengukur kita membutuhkan suatu standar sebagai pembanding besar sesuatu yang akan diukur. Standar tadi kemudian dinyatakan memiliki nilai satu dan dijadian sebagai acuan satuan tertentu. Walau standar ukur dapat ditentukan sekehendak kita, tetapi tidak ada artinya bila standar tadi tidak sama di seluruh dunia, karena itu perlu diadakan suatu standar internasional agar manusia dapat saling berkomunikasi dalam “bahasa satuan standar yang sama”. Di samping itu, sebuah standar tersebut haruslah praktis dan mudah diproduksi ulang di manapun di dunia ini (atau bahkan di alam semesta) serta tidak bergantung pada kondisi atau keadaan lingkungan tertentu. Sistem standar internasional untuk ukuran saat ini sudah ada, dan dikenal dengan Sistem Internasional (SI). Bersamaan dengan sistem standar, juga terdapat satuan SI untuk setiap besaran fisika. Antara besaran fisika yang satu dengan besaran fisika yang lain, mungkin terdapat hubungan. Untukmemudahkan memahami hubungan-hubungan tersebut, besaran-besaran fisika disimbolkan dengan simbol-simbol (alfabetik), sehingga hubungan antara besaran-besaran fisika ini dapat dinyatakan dengan mudah sebagai persamaan-persamaan matematis. Karena besaran-besaran fisika tersebut ada yang saling terkait, maka ada bebeapa besaran fisika yang dapat dinyatakan dalam kombinasi matematis (perkalian) besaran-besaran fisika yang lain. Sehingga seluruh besaran fisika yang ada dapat dinyatakan dalam beberapa besaran-besaran fisika yang disebut sebagai besaran-besaran dasar. Terdapat tujuh buah besaran dasar fisika (dengan satuannya masing-masing)

1. panjang (meter)

2. massa (kilogram)

3. waktu (sekon)

4. arus listrik (ampere)

5. temperatur (kelvin)

6. jumlah zat (mole)

7. intensitas cahaya (candela)

Besaran-besaran fisika selain besaran-besaran dasar ini, disebut sebagai besaran turunan, yang selalu dapat dinyatakan dalam besara-besaran dasar tadi. Satuan SI untuk panjang adalah meter dan satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1/299792458 detik. Satuan SI untuk waktu adalah sekon dan satu sekon didefinisikan sebagai 9 192 631 770 kali periode transisi tertentu atom Cesium-133 Cs133. Satuan SI untuk massa adalah kilogram, dan satu kilogram didefinisikan sebagai massa sebuah silinder platina iridium yang disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional di Sevres, Prancis. Tetapi selain itu juga terdapat standar massa non SI, yaitu standar massa atom yang diambil berdasarkan massa satu atom karbon-12 C12 yang tepat didefinisikan bermassa 12 dalam satuan massa atom terpadu (amu - atomic mass unit, disingkat u).