Fisika merupakan cabang sains yang mempelajari materi dan energi. Gejala alam seperti gerak, fluida, kalor, gelombang, bunyi, cahaya, listrik dan magnet dikaji dalam fisika. Mempelajari alam diawali dengan mengamati alam. Pengamatan yang dimaksud dalam fisika adalah pengamatan yang menghasilkan data kuantitatif (berupa angka-angka). Data kuantitatif diperoleh dari pengukuran.
1. Besaran, Dimensi, dan Sistem Satuan
a. Besaran Pokok
Misalkan seseorang berkata,”Rumahku berjarak 3 kilometer dari sini”. Dari kalimat tersebut dalam fisika ada 3 hal yang penting. Kata “jarak” menunjukkan besaran yang diukur, “3” menunjukkan besarnya (nilai) pengukuran dan “kilometer” menunjukkan satuan pengukuran. Besaran adalah sifat-sifat atau keadaan pada benda yang dapat diukur dan dinyatakan dalam angka-angka. Secara umum besaran dibedakan menjadi besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang dimensi dan satuannya didefinisikan atau ditetapkan melalui perjanjian internasional. Perjanjian ini disepakati dalam forum Conference Generale des Poids et Measures (Konferensi Umum Timbangan dan Ukuran) yang biasa dilaksanakan tiap 6 tahun sekali. Tujuh besaran pokok beserta satuannya dapat dilihat pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Besaran Pokok
Satuan haruslah tetap, artinya tidak berubah-ubah terhadap perubahan waktu, tempat. atau keadaan lainnya. Berikut ini adalah penetapan satuan besaran pokok yang berlaku saat ini :
1. Satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama1299792458 sekon (ditetapkan tahun 1983).
2. Satu kilogram adalah massa sebuah silinder logam yang terbuat dari Platina Iridium yang disimpan pada Lembaga Internasional tentang berat dan ukuran di Sevres, Perancis (ditetapkan tahun 1887).
3. Satu sekon adalah waktu yang diperlukan sebuah atom Cesium 133 untuk bergetar sebanyak 9 192 632 770 kali (ditetapkan tahun 1967).
4. Satu ampere adalah kuat arus pada dua penghantar sejajar yang berjarak 1 meter di hampa u-dara sehingga menimbulkan gaya sebesar 2x10^-7 newton setiap meter (ditetapkan tahun 1948).
5. Satu Kelvin adalah 1/273,16 kali suhu titik tripel air (ditetapkan tahun 1954).
6. Satu candela adalah intensitas cahaya suatu sumber yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540x10^12 Hertz dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut (ditetapkan tahun 1979).
7. Satu mol adalah jumlah atom karbon dalam 0,012 kg karbon-12 (C-12). Satu mol terdiri atas 6,025x10^23 buah partikel. Nilai ini disebut bilangan Avogadro (ditetapkan tahun 1971).
b. Besaran Turunan dan Dimensi
Besaran turunan adalah besaran yang satuan dan dimensinya diturunkan dari satuan dan dimensi besaran pokok. Dimensi besaran turunan menyatakan bagaimana besaran turunan itu diturunkan atau disusun dari besaran pokok.
Contoh:
