Dasar Pengukuran Dan Kitidakpastiaan (Fisika)

download Dasar Pengukuran Dan Kitidakpastiaan (Fisika)

of 8

Transcript of Dasar Pengukuran Dan Kitidakpastiaan (Fisika)

AnalisaSetelah dilakukan percobaan Pengukuran Dasar kami mendapat perbedaan-perbedaan atau ketidakpastian dalam setiap pengukuran. Ketika melakukan percobaan pada bola-bola besi dan balok besi ternyata ketidak pastian dalam pengukuran memang terjadi, setiap pengukuran misalnya, pengukuran panjang, lebar, tinggi, dan diameter bola. Dari setiap pengukuran itu ternyata berbeda-beda walaupun ternyata perbedaannya tidak terlalu jauh. Hal ini disebabkan oleh faktor-faktor ketidak pastian. Misalnya saja kesalahan dalam kalibrasi, yang disebabkan oleh kurang bagusnya alat, bisa juga Karena kesalahan pembacaan skala, atau karena ketelitian alat pengukur yang terbatas serta faktor-faktor ketidakpastian lainnya.Didalam pengukuran dikenal suatu istilah akurasi dan presis. Akurasi adalah suatu alat ukur yang menggambarkan seberapa dekat hasil suatu pengukuran dengan nilai sebenarnya. Sedangkan presisi adalah perubahan terkecil yang dapat direspon oleh suatu alat ukur.Setiap pengukuran pasti memunculkan sebuah ketidakpastian pengukuran yaitu perbedaan antara dua hasil pengukuran. Hal ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor. Faktor itu dibagi menjadi dua garis besar, yaitu:a.Ketidakpastian bersistemb.Angka penting Pengukuran langsung dibedakan atas pengukuran sekali dan pengukuran berulang. Nilai sesatan taksiran pada suatu pengukuran tergantung pada resolusi dan keberanisan dalam pengukuran untuk member jaminan.Pengukuran tidak langsung dapat dibedakan atas tiga masalah yaitu :a.Semua sesatan pengukuran merupakan sesatan taksiranb.Semua sesatan pengukuran merupakan sesatan statistikc.Sesatan pengukuran merupakan campuran dari sesatan taksiran dan sesatan statistik

5.1Kesimpulan1.Memastikan bahwa dalam pengukuran, selalu terdapat ketidakpastian hasil pengukuran karena setiap orang memiliki prediksi hasil yang berbeda-beda dalam mengukur benda. Oleh karena itu, pada setiap alat ukur terdapat angka ketelitian. Jangka sorong memiliki angka ketelitian 0,05 mm, dan mikrometer sekrup memiliki angka ketelitian 0,01 mm.2.Ketidakpastian pengukuran adalah suatu rentan nilai dimana di sekitar nilai hasil pengukuran tersebut terdapat nilai sebenarnya dari besaran ukur. Nilai ketidakpastian dari suatu alat ukur diharapkan berada dibawah nilai yang telah ditentukan dalam table/pabrik sehingga dianggap masih mempunyai nilai akurasi yang tinggi untuk pengukuran. Digunakan hasil / nilai rata-rata yang kemudian dijadikan hasil pengukuran.3.Metode kuadrat terkecil digunakan untuk melakukan regresi dan pencocokan kurva yang diharapkan dapat membentuk persamaan matematis tertentu. Persamaan garis lurus y = ax + b, persamaan parabolis y = px2+ qx + r.

5.2SaranSebelum percobaan dilakukan, sebaiknya alat-alat serta bahn-bahan yang digunakan diperiksa terlebih dahulu, apakah berfungsi dengan baik atau tidak.Metode-metode yang digunakan dalam percobaan ada baiknya lebih bervariasi lagi sehingga lebih mudah dimengerti dan dipahami.

Alat Ukur PanjangUntuk mengukur panjang suatu benda, anda dapat menggunakan mistar, rolmeter, jangka sorong, dan mikrometer skrup.Dalam mengukur panjang suatu benda, selain memperhatikan ketelitian alat ukurnya, juga memperhatikan jenis dan macam benda yang akan diukur.A.Penggaris / MistarMistar adalah salah satu alat ukur panjang yang paling sering anda gunakan pada kehidupan sehari.hari. Skala terkecil dari mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm.Ketelitian mistar adalah x skala terkecil = 0,05 cm.Dengan ketelitian 0,05 cm ini maka mistar dapat anda gunakan untuk mengukur panjang sebuah buku atau pensil.Untuk menggunakan mistar dapat anda lakukan dengan cara menempatkan mistar tersebut diatas benda yang akan diukur panjangnya, pastikan bahwa titik nol skala mistar tepat berimpit dengan salah satu ujung benda yang akan diukur.Langkah-langkah yang ditempuh untuk membaca hasil pengukran dengan mistar adalah :Pastikan bahwa titik nol skala mistar telah berimpit dengan salah satu ujung benda yang diukur panjangnya.Baca skala yang ditunjukkan oleh ujung benda yang satunya.Nyatakan hasil pengukuran yang anda peroleh dalam 2 desimal sesuai tingkat ketelitian mistar.Hasil pengukuran dengan menggunakan suatu alat ukur dapat dinyatakan dengan format sebagai berikut :Hasil pengukuran = xo+DxDengan xo= hasil pembacaan pengukuran dengan alat ukur danDx = ketidakpastian alat ukurUntuk mistar karena ketelitiannya atau ketidakpastiannya = 0,05 cm (2 desimal) maka xoharus dinyatakan dalam 2 desimal pula.Misalnya L = (4,95+0,05) cmB.Jangka sorongJangka sorong adalah suatu alat ukur panjang yang dapat dipergunakan untuk mengukur panjang suatu benda dengan ketelitian hingga 0,1 mm. keuntungan penggunaan jangka sorong adalah dapat dipergunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin, maupun kedalam sebuah tabung.Pada gambar disamping ditunjukkan bagian-bagian dari jangka sorong. (sorot masing-masing bagian dari jangka sorong tersebut untuk mengetahui nama setiap bagian).Secara umum, jangka sorong terdiri atas 2 bagian yaitu rahang tetap dan rahang geser. Jangka sorong juga terdiri atas 2 bagian yaitu skala utama yang terdapat pada rahang tetap dan skala nonius (vernier) yang terdapat pada rahang geser.Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm, dengan kata lain jarak 2 skala utama yang saling berdekatan adalah 0,1 cm. Sedangkan sepuluh skala nonius memiliki panjang 0,9 cm, dengan kata lain jarak 2 skala nonius yang saling berdekatan adalah 0,09 cm. Jadi beda satu skala utama dengan satu skala nonius adalah 0,1 cm 0,09 cm = 0,01 cm atau 0,1 mm. Sehingga skala terkecil dari jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm.Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi ketelitian jangka sorong adalah :Dx = x 0,01 cm = 0,005 cmDengan ketelitian 0,005 cm, maka jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng atau cincin dengan lebih teliti (akurat).Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter luar sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin maupun untuk mengukur kedalaman sebuah tabung. Berikut akan dijelaskan langkah-langkah menggunakan jangka sorong untuk keperluan tersebuta.Mengukur diameter luara.Untuk mengukur diameter luar sebuah benda (misalnya kelereng) dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikutGeserlah rahang geser jangka sorong kekanan sehingga benda yang diukur dapat masuk diantara kedua rahang (antara rahang geser dan rahang tetap)Letakkan benda yang akan diukur diantara kedua rahang.Geserlah rahang geser kekiri sedemikian sehingga benda yang diukur terjepit oleh kedua rahangCatatlah hasil pengukuran andab.Mengukur diameter dalamb.Untuk mengukur diameter dalam sebuah benda (misalnya diameter dalam sebuah cincin) dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut :Geserlah rahang geser jangka sorong sedikit kekanan.Letakkan benda/cincin yang akan diukur sedemikian sehingga kedua rahang jangka sorong masuk ke dalam benda/cincin tersebutGeserlah rahang geser kekanan sedemikian sehingga kedua rahang jangka sorong menyentuh kedua dinding dalam benda/cincin yang diukurCatatlah hasil pengukuran andac.Mengukur kedalamanc.Untuk mengukur kedalaman sebuah benda/tabung dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut :Letakkan tabung yang akan diukur dalam posisi berdiri tegak.Putar jangka (posisi tegak) kemudian letakkan ujung jangka sorong ke permukaan tabung yang akan diukur dalamnya.Geserlah rahang geser kebawah sehingga ujung batang pada jangka sorong menyentuh dasar tabung.Catatlah hasil pengukuran anda.Untuk membaca hasil pengukuran menggunakan jangka sorong dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut :Bacalah skala utama yang berimpit atau skala terdekat tepat didepan titik nol skala nonis.Bacalah skala nonius yang tepat berimpit dengan skala utama.Hasil pengukuran dinyatakan dengan persamaan :Hasil = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x skala terkecil jangka sorong) = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x 0,01 cm)KarenaDx = 0,005 cm (tiga desimal), maka hasil pembacaan pengukuran (xo) harus juga dinyatakan dalam 3 desimal. Tidak seperti mistar, pada jangka sorong yang memiliki skala nonius, Anda tidak pernah menaksir angka terakhir (desimal ke-3) sehingga anda cukup berikan nilai 0 untuk desimal ke-3. sehingga hasil pengukuran menggunakan jangka sorong dapat anda laporkan sebagai :Panjang L = xo+DxMisalnya L = (4,990+0,005) cmC.Mikrometer SkrupMikrometer skrup merupakan alat ukur panjang yang memiliki tingkat ketelitian yang tinggi. Mikrometer skrup dapat dipergunakan untuk mengukur tebal kertas, diameter kawat tipis, tebal plat tipis yang memerlukan tingkat ketelitian yang tinggi.Seperti halnya jangka sorong, mikrometer skrup terdiri atas :Rahang tetap yang berisi skala utama yang dinyatakan dalam satuan mm. Panjang skala utama mikrometer pada umumnya mencapai 25 mm. jarak antara 2 skala utama yang saling berdekatan adalah 0,5 mm.Poros berulir yang dipasang pada silinder pemutar (bidal). Pada ujung bidal terdapat garis skala yang membagi menjadi 50 bagian yang sama yang disebut skala nonius.Rahang geser yang dihubungkan dengan bidal, yang digunakan untuk memegang benda yang akan diukur bersama dengan rahang tetap.Jika bidal digerakkan 1 putaran penuh maka poros akan maju/mundur 0,5 mm. karena selubung luar memiliki 50 skala, maka skala terkecil mikrometer skrup adalah 0,5 mm/ 50 = 0,01 mm.Ketelitian dari mikrometer skrup adalah setengah dari skala terkecil. Jadi ketelitian mikrometer skrup adalah :Dx = x 0,01 mm = 0,005 mmDengan ketelitian 0,005 mm, maka mikrometer skrup dapat dipergunakan untuk mengukur tebal kertas atau diameter kawat tipis dengan lebih teliti (akurat).Untuk menggunakan mikrometer skrup dapat dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:Putar bidal (pemutar besar) berlawanan arah jarum jam sehingga ruang antara rahang tetap dengan rahang geser cukup untuk menempatkan benda yang akan diukur.Letakkan benda yang akan diukur diantara rahang tetap dan rahang geser.Kemudian putar bidal (pemutar besar) searah jarum jam sehingga benda yang diukur terjepit oleh rahang tetap dan rahang geser.Putar pemutar kecil (roda bergerigi) searah jarum jam sehingga skala nonius pada pemutar besar tidak bergeser lagi.Baca hasil pengukuan yang diperoleh.Untuk membaca hasil pengukuran menggunakan mikrometer skrup dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut :Tentukan nilai skala utama yang terdekat dengan selubung silinder (bidal) dari rahang geser (atau skala utama yang berada tepat didepan/berimpit dengan selubung silinder luar rahang geser)Tentukan nilai skala nonius yang yang berimpit dengan garis mendatar pada skala utamaHasil pengukuran dinyatakan dengan persamaan :Hasil = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x skala terkecil mikrometer skrup)= Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x 0,01 mm)KarenaDx = 0,005 mm (tiga desimal), maka hasil pembacaan pengukuran (xo) harus juga dinyatakan dalam 3 desimal. Karena kita tidak perlu menaksir angka terakhir (desimal ke-3) maka kita cukup berikan nilai 0 untuk desimal ke-3. sehingga hasil pengukuran menggunakan Mikrometer skrup dapat anda laporkan sebagai :Panjang L = (Xo +DX)Misalnya L = (3,250+0,005) mm

PEMBAHASAN

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan besaran untuk mendapatkansatuan yang dibutuhkan dengan menggunakan alat bantu yaitu alat ukur., semua pengukuran sedikit banyak dipengaruhi olehkesalah eksperimentalkarena ketidaksempurnaan yang takterelakan dalam alat ukur atau karena batasan tadi.Ketelitian atau ketidakpastian suatu besaran fisis memungkinkan kita untuk mendefinisikan jumlahangka yang menentukanyang terkait dengan besaran tadi. Contohnya, jika suatu pengukuran dinyatakan menghasilkan 642,543891%, ini berarti bahwa ketidak pastian 6,4. Karena itu kita dibenarkan untuk hanya mengambil angka-angka dalam bilangan yang menentukan tadi. Dalam hal ini bilangan yang diambil adalah 6421% atau 6426.Pada pengukuran lebar dianjurkan untuk menggunakan mikrometer skrup daripada menggunakan jangka sorong, karena ketelitian mikrometer sekrup lebih baik dibandingkan jangka sorong, yaitu 0,01 milimeter. Jika digunakan untuk mengukur tebal benda dengan maksimal 2,5 cm,maka mikrometer sekruplah yang digunakan, sedangkan jangka sorong digunakan untuk mengukur panjang atau lebar suatu bahan dengan ketelitian 0,05 milimeter.Untuk mempermudah dalam penghitungan, kita dapat menggunakan kalkulator dengan menggunakan fungsi standar deviasi. Massa tali tipis tidakdapat diabaikan dalam tingkat ketelitian 1%, karena massa tali yang 1% itumempengaruhi ketelitian pengukuran.Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil yang buruk dalam suatu pengukuran, salah satunya ialah kesalahan padapembacaan suatu pengukuran. Dalam percobaan ini pengukuran dilakukan denganbeberapa orang yang berbeda dan dilakukan pengulangan sebanyak 5 kali.Pada percobaan yang telah dilakukan dianggap sukses karena tingkat ketelitian yang dihasilkan melebihi tingkat kepercayaan pada teori ketidakpastian.

Volume benda padat dapat ditentukan dengan 2 cara.a.Cara StatisBalok AlmuniumVbalok= p . l . t= (3,055).(1,52).(1,05)= 4,86 cm3Silinder BesiVbalok=xr2.t= (3,14).(0,91)2.(4,03)= 10,38 cm3

b.Cara DinamisPengukuran dilakukan dengan cara mencelupkan benda ke dalam airVkunci= Mudara- Mair= 13,5 11,45= 2,05 cm3Vbalok= Mudara Mair= 12,4 8,5= 3,9 cm3

Dari kedua cara di atas, cara statis memiliki tingkat ketelitian yang sangat besar, karenapengukuran dengan cara ini memiliki perhitungandan dilakukan dengan alat bantu yang memiliki ketelitian yangsignifikan. Pada saat menghitung tingkat ketelitian, percobaan dengan menggunakan cara statis akan lebih teliti dibandingkan cara dinamis.Pada pengukuran balok almunium dengan cara statis massa jenisnya berbeda dengan pengukuran balok almunium dengan nilai massa jenis cara dinamis, sebab pada cara statis di ukur hanya dalam keadaan di udaradengan nilai gravitasi yang 9,8 m/s2. Sedangkan pada cara dinamis diukur pada dua tempat yaitu di udara dan di air. Pada saat diukur dalam air, massa jenis benda akan kecil karena terpengaruhi oleh gaya Archimedes.BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN

6.1.KesimpulanDari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur ketebalan suatubenda sedangkan jangka sorong digunakan untuk mengukurpanjang serta lebar suatu benda.Pengukuran volume benda dapat dilakukan dengan dua cara,yaitu statis dan dinamis.Ketelitian pengukuran secara statis lebih besar dari pada cara dinamis.Perhitungan hasil pengukuran dilakukan dengan bantuan fungsi SD pada kalkulator

6.2.SaranSebelum melakukan percobaan dan pengukuran disarankan untuk memahami dulu konsep besaran dan satuan.Lakukan pengukuran sebanyak 5 kali dari sudut yang berbeda agar mendapat hasil maksimal.