Mengenal Sistem MKS: Definisi, Konsep, dan Contoh Penggunaannya

Daftar Isi

Sistem MKS, atau Meter-Kilogram-Sekon, adalah sebuah sistem satuan fisika yang menjadi fondasi bagi banyak bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Sistem ini merupakan salah satu dari beberapa sistem satuan yang pernah digunakan, dan memiliki peran penting dalam perkembangan standar pengukuran modern. Yuk, kita bedah lebih dalam apa sebenarnya sistem MKS itu dan kenapa sistem ini begitu penting!

Apa Itu Sistem MKS?¶

Sistem MKS adalah sistem satuan pengukuran yang mendefinisikan tiga satuan dasar untuk mengukur besaran fisika:

• Meter (m) untuk panjang
• Kilogram (kg) untuk massa
• Sekon (s) untuk waktu

Ketiga satuan dasar ini dipilih karena dianggap fundamental dan mudah direproduksi. Bayangkan sebelum adanya standar seperti ini, orang-orang menggunakan ukuran yang berbeda-beda, seperti panjang kaki raja atau berat biji-bijian tertentu. Tentu saja, ini sangat tidak efisien dan bisa menimbulkan banyak masalah, terutama dalam perdagangan dan ilmu pengetahuan. Sistem MKS hadir untuk memberikan kepastian dan keseragaman dalam pengukuran.

Sejarah Singkat Sistem MKS¶

Sistem MKS sebenarnya adalah cikal bakal dari sistem satuan yang lebih modern dan lebih lengkap, yaitu Sistem Internasional (SI). Pada abad ke-19, seiring dengan perkembangan pesat ilmu pengetahuan dan industri, kebutuhan akan sistem satuan yang universal dan konsisten semakin mendesak.

Sistem MKS mulai dikembangkan pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20. Para ilmuwan dan insinyur menyadari bahwa sistem satuan sebelumnya, seperti sistem CGS (Centimeter-Gram-Second) dan sistem FPS (Foot-Pound-Second), memiliki beberapa kekurangan. Sistem CGS, meskipun praktis untuk skala laboratorium, kurang cocok untuk aplikasi teknik dan industri yang seringkali melibatkan ukuran yang lebih besar. Sementara sistem FPS, yang banyak digunakan di negara-negara berbahasa Inggris, berbeda secara signifikan dari sistem metrik yang berkembang di Eropa kontinental.

Pada tahun 1901, Giovanni Giorgi, seorang ilmuwan Italia, mengusulkan untuk menambahkan satuan keempat, yaitu Ampere untuk arus listrik, ke dalam sistem MKS. Ide Giorgi ini menjadi dasar bagi pengembangan sistem MKS yang lebih lengkap, yang kemudian diadopsi secara internasional dan berevolusi menjadi Sistem Internasional (SI) yang kita kenal sekarang.

Satuan Dasar dalam Sistem MKS dan Turunannya¶

Seperti yang sudah disebutkan, sistem MKS memiliki tiga satuan dasar: meter, kilogram, dan sekon. Dari ketiga satuan dasar ini, kita bisa menurunkan satuan-satuan lain untuk besaran fisika lainnya. Satuan turunan ini dibangun dengan mengkombinasikan satuan dasar melalui operasi matematika seperti perkalian dan pembagian.

Satuan Panjang: Meter (m)¶

Meter adalah satuan standar untuk panjang dalam sistem MKS. Awalnya, meter didefinisikan sebagai sepersepuluh juta jarak dari Kutub Utara ke khatulistiwa melalui meridian Paris. Definisi ini kemudian diperbaiki beberapa kali seiring dengan perkembangan teknologi pengukuran yang lebih akurat.

Saat ini, meter didefinisikan secara lebih presisi berdasarkan kecepatan cahaya. Satu meter adalah panjang lintasan yang ditempuh cahaya dalam vakum selama interval waktu 1/299,792,458 detik. Definisi ini sangat akurat dan tidak bergantung pada objek fisik tertentu, sehingga lebih stabil dan universal.

Satuan Massa: Kilogram (kg)¶

Kilogram adalah satuan standar untuk massa dalam sistem MKS. Awalnya, kilogram didefinisikan berdasarkan massa sebuah prototipe kilogram internasional yang terbuat dari paduan platina-iridium dan disimpan di International Bureau of Weights and Measures (BIPM) di Prancis.

Namun, prototipe kilogram ini memiliki sedikit kekurangan karena massanya bisa berubah seiring waktu, meskipun sangat kecil. Pada tahun 2019, definisi kilogram diubah dan sekarang didasarkan pada konstanta Planck, sebuah konstanta fundamental dalam fisika kuantum. Definisi baru ini lebih stabil dan akurat karena didasarkan pada konstanta alam yang tidak berubah.

Satuan Waktu: Sekon (s)¶

Sekon adalah satuan standar untuk waktu dalam sistem MKS. Awalnya, sekon didefinisikan berdasarkan rotasi bumi, yaitu 1/86,400 hari matahari rata-rata. Namun, rotasi bumi tidak sepenuhnya konstan, sehingga definisi ini kurang akurat untuk pengukuran waktu yang sangat presisi.

Saat ini, sekon didefinisikan berdasarkan transisi energi antara dua tingkat energi tertentu dalam atom cesium-133. Satu sekon adalah durasi 9,192,631,770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat energi hyperfine dalam keadaan dasar atom cesium-133. Definisi ini sangat akurat dan digunakan dalam jam atom, yang merupakan standar waktu paling presisi saat ini.

Contoh Satuan Turunan dalam Sistem MKS¶

Dari tiga satuan dasar MKS, kita bisa menurunkan banyak satuan lain untuk besaran fisika yang berbeda. Berikut beberapa contoh satuan turunan dalam sistem MKS:

• Luas: Meter persegi (m²) - diturunkan dari meter x meter
• Volume: Meter kubik (m³) - diturunkan dari meter x meter x meter
• Kecepatan: Meter per sekon (m/s) - diturunkan dari meter dibagi sekon
• Percepatan: Meter per sekon kuadrat (m/s²) - diturunkan dari meter dibagi sekon dibagi sekon
• Gaya: Newton (N) - setara dengan kilogram meter per sekon kuadrat (kg⋅m/s²)
• Energi: Joule (J) - setara dengan Newton meter (N⋅m) atau kilogram meter persegi per sekon kuadrat (kg⋅m²/s²)
• Tekanan: Pascal (Pa) - setara dengan Newton per meter persegi (N/m²) atau kilogram per meter per sekon kuadrat (kg/(m⋅s²))
• Daya: Watt (W) - setara dengan Joule per sekon (J/s) atau kilogram meter persegi per sekon kubik (kg⋅m²/s³)

Tabel berikut merangkum beberapa satuan dasar dan turunan dalam sistem MKS:

Besaran Fisika	Satuan Dasar/Turunan	Simbol Satuan
Panjang	Meter	m
Massa	Kilogram	kg
Waktu	Sekon	s
Luas	Meter persegi	m²
Volume	Meter kubik	m³
Kecepatan	Meter per sekon	m/s
Percepatan	Meter per sekon kuadrat	m/s²
Gaya	Newton	N
Energi	Joule	J
Tekanan	Pascal	Pa
Daya	Watt	W

Kelebihan dan Kekurangan Sistem MKS¶

Setiap sistem satuan pasti memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Begitu juga dengan sistem MKS. Mari kita lihat apa saja kelebihan dan kekurangan sistem ini.

Kelebihan Sistem MKS¶

• Koheren dan Konsisten: Sistem MKS adalah sistem yang koheren, artinya satuan-satuan turunan diturunkan secara langsung dari satuan dasar tanpa faktor konversi yang rumit. Ini membuat perhitungan dan analisis fisika menjadi lebih mudah dan konsisten.
• Skala yang Praktis: Satuan meter, kilogram, dan sekon memiliki skala yang praktis untuk banyak aplikasi teknik dan industri. Ukuran-ukuran ini cukup representatif untuk objek dan fenomena sehari-hari yang kita hadapi.
• Dasar untuk Sistem SI: Sistem MKS adalah fondasi utama bagi Sistem Internasional (SI), yang merupakan sistem satuan paling luas digunakan di dunia saat ini. Sistem SI memperluas sistem MKS dengan menambahkan satuan dasar untuk besaran fisika lain seperti suhu (Kelvin), jumlah zat (mol), intensitas cahaya (Candela), dan arus listrik (Ampere).
• Diterima Secara Internasional: Sistem MKS, dan terutama Sistem SI yang dibangun di atasnya, telah diterima secara luas di komunitas ilmiah dan teknik internasional. Ini memudahkan komunikasi dan kolaborasi antar ilmuwan dan insinyur dari berbagai negara.

Kekurangan Sistem MKS¶

• Kurang Praktis untuk Skala Sangat Kecil: Untuk pengukuran skala atomik atau subatomik, satuan meter dan kilogram mungkin terlalu besar. Dalam kasus ini, satuan yang lebih kecil seperti Angstrom (Å) atau elektronvolt (eV) mungkin lebih praktis. Namun, dalam konteks SI, prefiks seperti nano (n) dan mikro (µ) bisa digunakan untuk mengatasi hal ini.
• Awalnya Kurang Lengkap: Sistem MKS pada awalnya hanya mencakup tiga satuan dasar. Untuk besaran fisika lain seperti suhu, arus listrik, atau intensitas cahaya, sistem MKS perlu dikembangkan lebih lanjut. Kekurangan ini diatasi dengan pengembangan Sistem Internasional (SI).
• Konversi ke Sistem Lain: Meskipun sistem MKS dan SI sangat luas digunakan, masih ada beberapa negara atau bidang tertentu yang masih menggunakan sistem satuan lain seperti sistem FPS (Foot-Pound-Second). Dalam kasus ini, konversi satuan mungkin diperlukan, yang bisa menjadi sedikit rumit dan berpotensi menimbulkan kesalahan jika tidak dilakukan dengan hati-hati.

Sistem MKS dan Sistem Internasional (SI)¶

Seperti yang sudah disebutkan, sistem MKS adalah cikal bakal dari Sistem Internasional (SI). Sistem SI bisa dianggap sebagai pengembangan dan penyempurnaan dari sistem MKS. Sistem SI mempertahankan satuan dasar meter, kilogram, dan sekon dari sistem MKS, dan menambahkan empat satuan dasar lainnya:

• Ampere (A) untuk arus listrik
• Kelvin (K) untuk suhu termodinamika
• Mol (mol) untuk jumlah zat
• Candela (cd) untuk intensitas cahaya

Dengan penambahan satuan-satuan dasar ini, Sistem SI menjadi sistem satuan yang lebih lengkap dan mencakup hampir semua bidang fisika dan teknik. Sistem SI juga menetapkan prefiks-prefiks standar (seperti kilo, mega, giga, mili, mikro, nano) untuk memudahkan penulisan dan penggunaan satuan dalam berbagai skala.

Sistem SI secara resmi diadopsi oleh General Conference on Weights and Measures (CGPM) pada tahun 1960 dan terus diperbarui dan disempurnakan hingga saat ini. Sistem SI adalah sistem satuan yang paling direkomendasikan dan paling banyak digunakan di dunia, baik dalam bidang ilmiah, teknik, perdagangan, maupun pendidikan.

Kenapa Sistem MKS Penting?¶

Meskipun sekarang kita lebih sering menggunakan Sistem Internasional (SI), pemahaman tentang sistem MKS tetap penting. Berikut beberapa alasan kenapa sistem MKS masih relevan dan penting:

• Fondasi Sistem SI: Sistem MKS adalah dasar dari Sistem SI. Memahami sistem MKS berarti memahami inti dari sistem satuan yang paling modern dan universal.
• Konsep Dasar Fisika: Banyak konsep dasar dalam fisika, seperti hukum Newton, energi kinetik, dan momentum, diformulasikan menggunakan satuan MKS. Memahami sistem MKS membantu dalam memahami dan menerapkan konsep-konsep fisika ini dengan benar.
• Aplikasi Teknik dan Industri: Meskipun Sistem SI adalah standar, dalam beberapa bidang teknik dan industri, satuan MKS (terutama meter, kilogram, sekon) masih sering digunakan secara langsung atau sebagai basis untuk satuan turunan.
• Sejarah Perkembangan Ilmu: Mempelajari sistem MKS adalah mempelajari sejarah perkembangan standar pengukuran. Ini membantu kita menghargai upaya para ilmuwan dan insinyur terdahulu dalam menciptakan sistem satuan yang lebih baik dan universal.
• Pemahaman Konsep Satuan: Mempelajari sistem MKS dan perbandingannya dengan sistem satuan lain (seperti CGS atau FPS) membantu kita memahami konsep satuan secara lebih mendalam. Kita jadi lebih sadar akan pentingnya standar satuan dan bagaimana satuan-satuan itu saling berhubungan.

Tips Menggunakan Sistem MKS (dan SI)¶

Berikut beberapa tips praktis dalam menggunakan sistem MKS dan Sistem SI:

1. Selalu Gunakan Satuan yang Tepat: Pastikan untuk selalu menggunakan satuan yang tepat untuk setiap besaran fisika. Misalnya, gunakan meter untuk panjang, kilogram untuk massa, dan sekon untuk waktu. Jangan mencampuradukkan satuan yang berbeda dalam satu perhitungan.
2. Perhatikan Prefiks SI: Gunakan prefiks SI (kilo, mega, mili, mikro, dll.) untuk menyederhanakan penulisan dan perhitungan dengan angka-angka besar atau kecil. Pastikan Anda memahami arti setiap prefiks dan faktor pengalinya.
3. Konversi Satuan dengan Hati-hati: Jika Anda perlu mengkonversi satuan dari sistem lain ke MKS/SI atau sebaliknya, lakukan dengan hati-hati dan gunakan faktor konversi yang benar. Periksa kembali hasil konversi Anda untuk menghindari kesalahan.
4. Konsisten dalam Penggunaan Satuan: Dalam satu perhitungan atau analisis, usahakan untuk selalu menggunakan satuan yang konsisten (misalnya, semua dalam satuan MKS/SI). Ini akan mencegah kebingungan dan kesalahan dalam hasil perhitungan.
5. Pahami Dimensi Satuan: Pahami dimensi satuan untuk setiap besaran fisika. Ini membantu Anda memeriksa apakah persamaan atau perhitungan Anda benar secara dimensional. Misalnya, satuan kecepatan harus selalu memiliki dimensi panjang dibagi waktu (L/T).
6. Gunakan Kalkulator dan Alat Konversi: Manfaatkan kalkulator ilmiah dan alat konversi satuan online untuk membantu perhitungan dan konversi satuan yang kompleks. Ada banyak sumber daya online yang bisa membantu Anda dalam hal ini.

Kesimpulan¶

Sistem MKS adalah sistem satuan pengukuran yang fundamental dan penting dalam fisika dan teknik. Meskipun telah berkembang menjadi Sistem Internasional (SI) yang lebih lengkap, sistem MKS tetap relevan sebagai fondasi dan konsep dasar yang perlu dipahami. Dengan memahami sistem MKS, kita bisa lebih mudah memahami konsep-konsep fisika, melakukan perhitungan dengan benar, dan berkomunikasi secara efektif dalam bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Jadi, jangan remehkan pentingnya sistem MKS ya!

Gimana? Sudah lebih paham kan tentang sistem MKS? Kalau ada pertanyaan atau pendapat lain, jangan ragu untuk tulis di kolom komentar di bawah ya! Mari kita diskusi lebih lanjut tentang dunia fisika dan satuan pengukuran!