Ketidakpastian PengukuranCollege Loan Consolidation Thursday, September 4th, 2014 - Kelas X Saat melakukan pengukuran mengunakan alat, tidaklah mungkin kita mendapatkan nilai yang pasti benar (xo), melainkan selalu terdapat ketidakpastian. Apakah penyebab ketidakpastian pada hasil pengukuran? Secara umum penyebab ketidakpastian hasil pengukuran ada tiga, yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik, dan kesalahan acak.1. Kesalahan UmumKesalahan umum adalah kesalahan yang disebabkan keterbatasan pada pengamat saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini dapat disebabkan karena kesalahan membaca skala kecil, dan kekurangterampilan dalam menyusun dan memakai alat, terutama untuk alat yang melibatkan banyak komponen.2. Kesalahan SistematikKesalahan sistematik merupakan kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan dan atau lingkungan di sekitar alat yang memengaruhi kinerja alat. Misalnya, kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen alat atau kerusakan alat, kesalahan paralaks, perubahan suhu, dan kelembaban.a. Kesalahan KalibrasiKesalahan kalibrasi terjadi karena pemberian nilai skala pada saat pembuatan atau kalibrasi (standarisasi) tidak tepat. Hal ini mengakibatkan pembacaan hasil pengukuran menjadi lebih besar atau lebih kecil dari nilai sebenarnya. Kesalahan ini dapat diatasi dengan mengkalibrasi ulang alat menggunakan alat yang telah terstandarisasi.b. Kesalahan Titik NolKesalahan titik nol terjadi karena titik nol skala pada alat yang digunakan tidak tepat berhimpit dengan jarum penunjuk atau jarum penunjuk yang tidak bisa kembali tepat pada skala nol. Akibatnya, hasil pengukuran dapat mengalami penambahan atau pengurangan sesuai dengan selisih dari skala nol semestinya. Kesalahan titik nol dapat diatasi dengan melakukan koreksi pada penulisan hasil pengukuran.c. Kesalahan Komponen AlatKerusakan pada alat jelas sangat berpengaruh pada pembacaan alat ukur. Misalnya, pada neraca pegas. Jika pegas yang digunakan sudah lama dan aus, maka akan berpengaruh pada pengurangan konstanta pegas. Hal ini menjadikan jarum atau skala penunjuk tidak tepat pada angka nol yang membuat skala berikutnya bergeser.d. Kesalahan ParalaksKesalahan paralaks terjadi bila ada jarak antara jarum penunjuk dengan garis-garis skala dan posisi mata pengamat tidak tegak lurus dengan jarum.3. Kesalahan AcakKesalahan acak adalah kesalahaan yang terjadi karena adanya fluktuasifluktuasi halus pada saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini dapat disebabkan karena adanya gerak brown molekul udara, fluktuasi tegangan listrik, lkitasan bergetar, bising, dan radiasi.a. Gerak Brown Molekul UdaraMolekul udara seperti kita ketahui keadaannya selalu bergerak secara tidak teratur atau rambang. Gerak ini dapat mengalami fluktuasi yang sangat cepat dan menyebabkan jarum penunjuk yang sangat halus seperti pada mikrogalvanometer terganggu karena tumbukan dengan molekul udara.b. Fluktuasi Tegangan ListrikTegangan listrik PLN atau sumber tegangan lain seperti aki dan baterai selalu mengalami perubahan kecil yang tidak teratur dan cepat sehingga menghasilkan data pengukuran besaran listrik yang tidak konsisten.c. Lkitasan yang BergetarGetaran pada lkitasan tempat alat berada dapat berakibat pembacaan skala yang berbeda, terutama alat yang sensitif terhadap gerak. Alat seperti seismograf butuh tempat yang stabil dan tidak bergetar. Jika lkitasannya bergetar, maka akan berpengaruh pada penunjukkan skala pada saat terjadi gempa bumi.d. BisingBising merupakan gangguan yang selalu kita jumpai pada alat elektronik. Gangguan ini dapat berupa fluktuasi yang cepat pada tegangan akibat dari komponen alat bersuhu.e. Radiasi Latar BelakangRadiasi gelombang elektromagnetik dari kosmos (luar angkasa) dapat mengganggu pembacaan dan menganggu operasional alat. Misalnya, ponsel tidak boleh digunakan di SPBU dan pesawat karena bisa mengganggu alat ukur dalam SPBU atau pesawat. Gangguan ini dikarenakan gelombang elektromagnetik pada telepon seluler dapat mengasilkan gelombang radiasi yang mengacaukan alat ukur pada SPBU atau pesawat.Adanya banyak faktor yang menyebabkan kemungkinan terjadinya kesalahan dalam suatu pengukuran, menjadikan kita tidak mungkin mendapatkan hasil pengukuran yang tepat benar. Oleh karena itu, kita harus menuliskan ketidakpastiannya setiap kali melaporkan hasil dari suatu pengukuran. Untuk menyatakan hasil ketidakpastian suatu pengukuran dapat menggunakan cara penulisan x = (xo x), dengan x merupakan nilai pendekatan hasil pengukuran terhadap nilai benar, xo merupakan nilai hasil pengukuran, dan x merupakan ketidakpastiannya (angka taksiran ketidakpastian).Ketidakpastian pada Pengukuran TunggalPengukuran tunggal merupakan pengukuran yang hanya dilakukan sekali saja. Pada pengukuran tunggal, nilai yang dijadikan pengganti nilai benar adalah hasil pengukuran itu sendiri. Sedangkan ketidakpastiannya diperoleh dari setengah nilai skala terkecil instrumen yang digunakan. Misalnya, kita mengukur panjang sebuah benda menggunakan mistar.

Panjang suatu benda yang diukur dengan menggunakan mistarPada gambar diatas ujung benda terlihat pada tanda 15,6 cm lebih sedikit. Berapa nilai lebihnya? Ingat, skala terkecil mistar adalah 1 mm. Telah kita sepakati bahwa ketidakpastian pada pengukuran tunggal merupakan setengah skala terkecil alat. Jadi, ketidakpastian pada pengukuran tersebut adalah sebagai berikut.

Karena nilai ketidakpastiannya memiliki dua desimal (0,05 mm), maka hasil pengukurannya pun harus kita laporkan dalam dua desimal. Artinya, nilai x harus kita laporkan dalam tiga angka. Angka ketiga yang kita laporkan harus kita taksir, tetapi taksirannya hanya boleh 0 atau 5. Karena ujung benda lebih sedikit dari 15,6 cm, maka nilai taksirannya adalah 5. Jadi, pengukuran benda menggunakan mistar tersebut dapat kita laporkan sebagai berikut.Panjang benda (l)l = x0 x = (15,6 0,05) cmArti dari laporan pengukuran tersebut adalah kita tidak tahu nilai x (panjang benda) yang sebenarnya. Namun, setelah dilakukan pengukuran sebanyak satu kali kita mendapatkan nilai 15,6 cm lebih sedikit atau antara 15,60 cm sampai 15,70 cm. Secara statistik ini berarti ada jaminan 100% bahwa panjang benda terdapat pada selang 15,60 cm sampai 15,7 cm atau (15,60 x 15,70) cm.Ketidakpastian pada Pengukuran BerulangAgar mendapatkan hasil pengukuran yang akurat, kita dapat melakukan pengukuran secara berulang. Lantas bagaimana cara melaporkan hasil pengukuran berulang? Pada pengukuran berulang kita akan mendapatkan hasil pengukuran sebanyak N kali. Berdasarkan analisis statistik, nilai terbaik untuk menggantikan nilai benar x0adalah nilai ratarata dari data yang diperoleh (x0). Sedangkan untuk nilai ketidakpastiannya (x ) dapat digantikan oleh nilai simpangan baku nilai rata-rata sampel. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan:x0: hasil pengukuran yang mendekati nilai benarx : ketidakpastian pengukuranN : banyaknya pengkuran yang dilakukanPada pengukuran tunggal nilai ketidakpastiannya (x ) disebut ketidakpastian mutlak. Makin kecil ketidakpastian mutlak yang dicapai pada pengukuran tunggal, maka hasil pengukurannya pun makin mendekati kebenaran. Nilai ketidakpastian tersebut juga menentukan banyaknya angka yang boleh disertakan pada laporan hasil pengukuran. Bagaimana cara menentukan banyaknya angka pada pengukuran berulang?Cara menentukan banyaknya angka yang boleh disertakan pada pengukuran berulang adalah dengan mencari ketidakpastian relatif pengukuran berulang tersebut. Ketidakpastian relatif dapat ditentukan dengan membagi ketidakpastian pengukuran dengan nilai rata-rata pengukuran. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.ketidak pastian relatif =Setelah mengetahui ketidakpastian relatifnya, kita dapat menggunakan aturan yang telah disepakati para ilmuwan untuk mencari banyaknya angka yang boleh disertakan dalam laporan hasil pengukuran berulang. Aturan banyaknya angka yang dapat dilaporkan dalam pengukuran berulang adalah sebagai berikut. ketidakpastian relatif 10% berhak atas dua angka ketidakpastian relatif 1% berhak atas tiga angka ketidakpastian relatif 0,1% berhak atas empat angka

lmu Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang berlandaskan eksperimen, di mana eksperimen itu sendiri terbagi dalam beberapa tahapan, di antaranya pengamatan, pengukuran, menganalisis, dan membuat laporan hasil eksperimen. Dalam melakukan eksperimen diperlukan pengukuran dan alat yang digunakan di dalam pengukuran disebut alat ukur.Banyak sekali alat ukur yang sudah diciptakan manusia baik yang tradisional maupun yang sudah menjadi produk teknologi modern. Salah satu contohnya adalah alat ukur besaran massa seperti neraca. Neraca yang dimaksud adalah neraca Ohaus. Neraca ohaus terdapat sedikit perbedaan dengan necara yang sering dijumpai di pasar-pasar tradisional. Hal ini dikarenakan neraca Ohaus memiliki ketelitian lebih tinggi disbanding neraca yang ada di pasar-pasar tradisional.Sebelum memakai neraca Ohaus di dalam suatu eksperimen, hal pertama yang harus dipahami oleh praktikan dalam suatu praktikum adalah prinsip kerja serta fungsi dari komponen-komponen yang terdapat pada neraca ohaus agar diperoleh data yang benar. Selain itu, untuk memperoleh data yang benar dan akurat di dalam suatu eksperimen diperlukan juga pengukuran dan penulisan hasil pengukuran dalam satuan yang benar serta keselamatan kerja dalam pengukuran menjadi poin yang patut diperhitungkan sehingga berbagai peristiwa kecelakaan yang terjadi di dalam melakukan eksperimen tidak perlu terjadi.Oleh sebab itu, pengetahuan alat merupakan salah satu faktor yang penting untukmendukung kegiatan praktikum. Praktikan akan terampil dalam praktikum apabilamereka memiliki keterampilan melakukan pengukuran sesuai prosedur, membaca hasil ukur, menuliskan hasil pengukuran sesuai aturan yang berlaku, dan dapat melakukan kalibrasi alat ukur serta yang paling dasar praktikan mempunyai pengetahuan mengenai alat-alat praktikum yang meliputi nama alat, fungsi alat, komponen-komponen, dan prinsip kerja. Jika pengetahuan alat praktikan kurang maka akan mempengaruhi kelancaran saat praktikum. Hal ini dikarenakan selama praktikum praktikan dilibatkan aktif dengan pemakaian, perangkaian alat. Praktikan yang memiliki pengetahuan kurang mengenai alat-alat dapat mendatangkan bahaya yang mungkin terjadi ketika sedang mengadakan percobaan. Oleh karena itu dibuatlah makalah yang berjudul Alat ukur massa neraca Ohaus agar praktikan dapat menguasai alat dengan baik akan lebih terampil dan teliti dalam praktikum sehingga praktikan memperoleh hasil praktikum seperti yang diharapkan.

1.2 Tujuan Praktikum1. Mengetahui fungsi dan prinsip kerja alat ukur besaran massa seperti neraca Ohaus;2. Mengetahui cara melakukan kalibrasi pada alat ukur besaran massa seperti neraca Ohaus;3. Membaca hasil ukur neraca Ohaus;4. Menulis hasil pengukuran dari neraca Ohaus yang sesuai aturan yang berlaku;

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Pengukuranadalah penentuanbesaran,dimensi, ataukapasitas, biasanya terhadap suatu standar atausatuan pengukuran. Pengukuran tidak hanya terbatas padakuantitas fisik, tetapi juga dapat diperluas untuk mengukur hampir semua benda yang bisa dibayangkan, seperti tingkatketidakpastian, ataukepercayaan konsumen.Neraca Ohaus adalahalat ukur massa benda dengan ketelitian 0.01 gram.Neraca dibedakan menjadi beberapa jenis, seperti neraca analitis dua lengan, neraca Ohaus, neraca lengan gantung, dan neraca digital. Neraca Analitis Dua Lengan berguna untuk mengukur massa benda, misalnya emas, batu, kristal benda, dan lain-lain. Batas ketelitian neraca analitis dua lengan yaitu 0,1 gram. Neraca Ohaus berguna untuk mengukur massa benda atau logam dalam praktek laboratorium. Kapasitas beban yang ditimbang dengan menggunakan neraca ini adalah 311 gram. Batas ketelitian neraca Ohauss yaitu 0,1 gram. Neraca Lengan Gantung Neraca ini berguna untuk menentukan massa benda, yang cara kerjanya dengan menggeser beban pemberat di sepanjang batang. Neraca Digital Neraca diigital (neraca elektronik) di dalam penggunaanya sangat praktis, karena besar massa benda yang diukur langsung ditunjuk dan terbaca pada layarnya.Ketelitian neraca digital ini sampai dengan 0,001 gram.Neraca yang akan dibahas dalam makalah ini adalah neraca Ohaus.

1.Fungsi dan Prinsip kerja Neraca Ohaus.Alat ukur massa yang sering digunakan dalam laboratorium fisika adalah neraca Ohaus. Tingkat ketelitian alat ini lebih baik daripada neraca pasar yang sering dijumpai di toko-toko atau di warung. Neraca Ohaus adalah alat ukur massa benda dengan ketelitian 0.01 gram. Prinsip kerja neraca ini adalah sekedar membanding massa benda yang akan dikur dengan anak timbangan. Anak timbangan neraca Ohaus berada pada neraca itu sendiri. Kemampuan pengukuran neraca ini dapat diubah dengan menggeser posisi anak timbangan sepanjang lengan. Anak timbangan dapat digeser menjauh atau mendekati poros neraca . Massa benda dapat diketahui dari penjumlahan masing-masing posisi anak timbangan sepanjang lengan setelah neraca dalam keadaan setimbang. Ada juga yang mengatakan prinsip kerja massa seperti prinsip kerja tuas.2. Skala dalam Neraca Ohaus.Banyaknya skala dalam neraca bergantung pada neraca lengan yang digunakan. Setiap neraca mempunyai skala yang berbeda-beda, tergantung dengan lengan yang digunakannya. Ketelitian neraca merupakan skala terkecil yang terdapat dalam neraca yang digunakan disaat pengukuran. Misalnya pada neraca Ohauss dengan tiga lengan dan batas pengukuran 310 gram mempunyai ketelitian 0,01 gram. Hal ini erat kaitannya ketika hendak menentukan besarnya ketidakpastian dalam pengukuran. Berdasarkan referensi bahwa ketidakpastian adalah dari ketelitian alat.Secara matematis dapat ditulis: Ketidakpastian = x skala terkecil. Misalnya untuk neraca dengan tiga lengan dan batas ukur 310 gram mempunyai skala terkecil 0,1 gram, sehingga diperoleh ketidakpaastian 0,1 = 0,05.

Bagian-bagian Neraca Ohaus yaitu: Tempat beban yang digunakan untuk menempatkan benda yang akan diukur. Tombol kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi neraca ketika neraca tidak dapat digunakan untuk mengukur. Lengan neraca untuk neraca 3 lengan berarti terdapat tiga lengan dan untuk neraca ohauss 4 lengan terdapat empat lengan. d. Pemberat (anting) yang diletakkan pada masing-masing lengan yang dapat digeser-geser dan sebagai penunjuk hasil pengukuran. Titik 0 atau garis kesetimbangan, yang digunakan untuk menentukan titik kesetimbangan.3. Kalibrasi.Kalibrasi merupakan proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Sistem manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif, termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi, untuk semua perangkat pengukuran. ISO 9000 dan ISO 17025 memerlukan sistem kalibrasi yang efektif.

Kalibrasi diperlukan untuk: Perangkat baru Suatu perangkat setiap waktu tertentu Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu (jam operasi) Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang berpotensi mengubah kalibrasi Ketika hasil observasi dipertanyakanKalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Adapun teknik pengkalibrasian pada neraca ohauss adalah dengan memutar tombol kalibrasi pada ujung neraca ohauss sehingga titik kesetimbangan lengan atau ujung lengan tepat pada garis kesetimbanagn , namun sebelumnya pastikan semua anting pemberatnya terletak tepat pada angka nol di masing-masing lengan.4. Cara pengukuran massa benda dengan neraca OhausDalam mengukur massa benda dengan neraca Ohaus dua lengan atau tiga lengan sama. Ada beberapa langkah di dalam melakukan pengukuran dengan menggunakan neraca ohaus, antara lain: Melakukan kalibrasi terhadap neraca yang akan digunakan untuk menimbang, dengan cara memutar sekrup yang berada disamping atas piringan neraca ke kiri atau ke kanan posisi dua garis pada neraca sejajar; Meletakkan benda yang akan diukur massanya; Menggeser skalanya dimulai dari yang skala besar baru gunakan skala yang kecil. Jika panahnya sudah berada di titik setimbang 0; dan Jika dua garis sejajar sudah seimbang maka baru memulai membaca hasil pengukurannya.

BAB III METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat Praktikum fisika dilaksanakan diruang Laboratorium Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng Tirtayasa pada tanggal 21 November 2012, jam 13.00 WIB sampai 15.00 WIB.3.2 Alat dan Bahan1. Neraca Ohauss2. Kalkulator3. Pulpen4. Tip-ex

3.3 Cara Kerja Sebelum menggunakan neraca ohaus pemakai harus memahami prosedur penggunaan secara benar. Berikut adalah langkah-langkah penggunaan neraca ohaous : 1. Bersihkan bagian-bagian neraca dari berbagai debu atau noda yang menempel.2. Letakkan neraca ohaus pada bidang horisontal dan usahakan posisi tiang dudukan tegak lurus dengan bidang horisontal. Hindari pengaruh medan magnet dan getaran benda lain disekitar neraca. 3. Kondisikan gerakan udara disekitar neraca tidak mempengaruhi pengukuran, misalnya gerakan udara dari kipas atau hembusan napas pengukur. Sebaiknya harus ada penutup transparan. 4. Semua pemberat geser diposisikan pada angka 0 untuk masing-masing lengan. 5. Periksa keseimbangan neraca yang ditunjukkan dengan garis penunjuk tepat pada garis penunjuk titik 0. 6. Jika neraca belum seimbang, putarlah sekrup pengatur keseimbangan yang terletak di ujung sebelah kiri lengan dengan putaran searah atau berlawanan jarum jam sampai keseimbangan tercapai. 7. Sebelum menimbang perkirakan massa benda terlebih dahulu, untuk menghindari pengukuran di luar jangkauan (range) alat ukur. Jangan menimbang benda yang massanya melebihi batas ukur, karena dapat menyebabkan kerusakan. 8. Letakkan benda yang akan diukur di atas piringan beban. Hal ini menyebabkan lengan tidak setimbang. 9. Pengukuran dilakukan untuk mendapatkan posisi kesetimbang kembali yaitu dengan menggeser pemberat mulai dari lengan keempat sampai lengan pertama dengan ketentuan sebagai berikut : menggeser pemberat pada lengan keempat di posisi 0 g, 100 g atau 200 g sampai garis penunjuk mendekai atau tepat menunjukkan nilai 0. Jika garis penunjuk sudah tepat menunjukkan 0 berarti pengukuran selesai. Jangan melakukan pembacaan skala ketika lengan masih berayun. Jika garis penunjuk belum tepat di 0, geserlah pemberat pada lengan ketiga di posisi 0g, 10g, 20g, .....100 g sampai garis penunjuk mendekai atau tepat menunjukkan nilai 0. Jika garis penunjuk sudah tepat menunjukkan 0 berarti pengukuran selesai. Jika garis penunjuk belum tepat di 0, geserlah pemberat pada lengan kedua di posisi 0g, 1g, 2g, .....10 g sampai garis penunjuk mendekai atau tepat menunjukkan nilai 0. Jika garis penunjuk sudah tepat menunjukkan 0 berarti pengukuran selesai Jika garis penunjuk belum tepat di 0, geserlah pemberat pada lengan pertama sampai garis penunjuk tepat menunjukkan 0 (posisi setimbang). - Jumlahkan nilai yang terbaca dari masing-masing lengan sebagai hasil pengukuran massa benda. 10. Catat hasil pengukuran, ambil bendanya dan pemberat masing-masing lengan diposisikan ke 0. 11. Selesai lah

BAB IVALAT DAN PEMBAHASAN

Hasil dari penelitian yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur Neraca Ohauss adalah:Tabel Hasil PengukuranNo.Benda yang timbangMassa

1.

2.

3.

4.

BAB VPENUTUP

5.1 KesimpulanPenggunaan alat ukur neraca ohauss memerlukan ketelitian dan ketepatan yang baik, juga dalam kalibrasi tiap anak timbang. 5.2 Saran Saran dalam penyimpanan : - Bersihkan semua bagian neraca sebelum disimpan. - Lepaskan gantungan mangkuk dan piringan beban dari maraca untuk memudahkan penyimpanan.- Pasang pembungkus Styrofoam untuk melindungi akibat getaran atau benturan dengan benda lain. - Masukkan neraca, gantungan mangkuk dan piringan beban ke dalam kotak neraca. - Simpanlah ditempat yang aman. - Jangan menempatkan benda-benda lain di atas kotak neraca.

Saran dalam pemeliharaan : Agar neraca ohaus tetap memiliki performance yang baik, perlu diperhatikan tindakan pemeliharaan yaitu : - Bersihkan lengan skala, pivot, gatungan, piringan beban dan bagian lain dari berbagai debu sebelum dan sesudah digunakan. - Gunakan neraca sesuai dengan prosedur pemakaian yang benar

DAFTAR PUSTAKA

http://mustofaabihamid.blogspot.com/2011/04/neraca-ohaus.htmlhttp://cekeroetzzgembel.blogspot.com/2012/06/pengukuran-ala-ceker.htmlhttp://blog.uad.ac.id/nandadamayanti/2011/12/17/neraca-ohauss/