Alat Ukur Besaran Dan Ketelitiannya Alat Ukur Besaran Dan Ketelitiannya

Alat Ukur Besaran Dan Ketelitiannya

Untuk mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika, kita biasanya melakukan pengamatan yang disertai dengan pengukuran. Anda mengukur lebar meja belajar dengan menggunakan meteran, dan mendapatkan bahwa panjang meja adalah 1,5 meter. Dalam pengukuran di atas Anda telah mengambil meter sebagai satuan panjang.

Kenyataan dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melakukan pengukuran terhadap besaran tertentu menggunakan alat ukur yang telah ditetapkan. Misalnya, kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang.

Pengukuran sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan.

ALAT UKUR BESARAN

Alat Ukur Besaran Pokok

a. Panjang   ( Mistar, Jangka Sorong & Mikrometer Sekrup)

b. Massa  ( Neraca )

c. Waktu  ( Stopwatch, Arloji )

d. Kuat Arus Listrik  ( Amperemeter )

e. Jumlah Zat ( Pengukuran Tdk Langsung)

f. Intensitas Cahaya ( Lightmeter )

1. ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

a. Mistar

Pada mistar 30 cm terdapat dua gores/strip pendek berdekatan yang merupakan skala terkecil dengan jarak 1mm atau 0,1 cm.  Ketelitian mistar tersebut adalah setengah dari skala terkecilnya.

Jadi ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah (½ x 1 mm ) = 0,5 mm atau 0,05 cm

Contoh pengukuran dengan mistar Klik Disini !!

b. Jangka Sorong

Jangka sorong terdiri atas dua rahang, yang pertama adalah rahang tetap yang tertera skala utama dimana 10 skala utama panjangnya 1 cm. Kedua rahang geser dimana skala nonius berada. 10 skala nonius panjangnya 0,9 cm sehingga beda panjang skala utama dan nonius adalah 0,1 mm atau 0,01 cm.

Jadi skala terkecil pada jangka sorong 0,1 mm atau 0,01 sm sehingga ketelitiannya adalah  ( ½ x 0,1 mm ) = 0,05 mm atau 0,005 cm.

c. Mikrometer Sekrup

Skala utama micrometer sekrup pada selubung kecil dan skala nonius pada selubung luar yang berputar maju dan mundur. 1 putaran lengkap skala utama maju/mundur 0,5 mm karena selubung luar terdiri 50 skala maka 1 skala selubung luar = 0,5 mm/50 = 0,01 mm sebagai skala terkecilnya.

Jadi ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah   ( ½ x 0,01 mm ) = 0,005 mm atau 0,0005 cm

Contoh pengukuran dengan Jangka Sorong & Mikrometer Sekrup Klik  JK&MS 1, JK&MS2 dan JK&MS3

2. ALAT UKUR WAKTU DAN KETELITIANNYA

Alat ukur waktu yang umum digunakan adalah stopwatch. Pada stopwatch analog jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon. Jarak itu dibagi atas 20 skala. Dengan demikian, skala terkecil adalah 2/20 sekon =  0,1 sekon.

Jadi ketelitian stopwatch tersebut ( ½  x  0,1 sekon ) = 0,05 sekon

Alat Ukur Besaran Turunan

• Speedometer             :  mengukur kelajuan
• Dinamometer             :  mengukur besarnya gaya.
• Higrometer                :  mengukur kelembaban udara.
• Ohm meter                 :  mengukur tahanan ( hambatan ) listrik
• Volt meter                  :  mengukur tegangan listrik.
• AVOmeter :  mengukur kuat arus, tegangan dan hambatan listrik
• Barometer                  :  mengukur tekanan udara luar.
• Hidrometer                :  mengukur berat  jenis larutan.
• Manometer                :  mengukur tekanan udara tertutup.
• Kalorimeter                :  mengukur besarnya kalor jenis zat.

Ketidakpastian Pada Pengukuran

Ketidakpastian pada pengukuran disebabkan adanya kesalahan baik si pengukur maupun alat ukurnya.

Kesalahan (error) adalah penyimpangan nilai yang diukur dari nilai benar xo.

Ada 3 macam kesalahan, yaitu :

1. Kesalahan umum/keteledoran, kesalahan disebabkan si pengamat antara lain kurang terampil dengan alat yang dipakai    
2. Kesalahan Acak, kesalahan disebabkan fluktuasi-fluktuasi halus diantaranya gerak molekul udara, fluktuasis tegangan PLN, getaran, dll. Kesalahan acak menghasilkan simpangan yang tidak dapat diprediksi terhadap nilai benarnya (xo) sehinga peluangnya diatas atau dibawah nilai benar. Kesalahan acak tidak dapat dihilangkan tetapi dapat dikurangi dengan mengambil nilai rata-rata hasil pengukuran.
3. Kesalahan Sistematis, kesalahan oleh kalibrasi alat, kesalahan titik nol, kesalahan komponen dan kesalahan arah pandang/paralaks. Kesalahan sistematis yang besar menyebabkan pengukuran tidak akurat.

Perbedaan Hasil Pengukuran yang akurat dan presisi !!

Hasil pengukuran dikatakan akurat bila nilai rata-rata hasil pengukuran mendekati/ hamper sama dengan nilai yang benar. Bila nilai rata-rata jauh dari nilai benar maka hasil pengukuran dikatakan tidak akurat.

Contoh :

Nilai benar panjang benda adalah 8,24 cm. Lima kali dilakukan pengukuran berulang didapatkan data pengukuran (1). 8,20 (2). 8,22 (3). 8,20 (4). 8,28 dan (5). 8,25. Nilai rata-rata hasil pengukuran  didapatkan dari  ((8,20 + 8,22 + 8,20 + 8,28 + 8,25)/5) = 8,23 cm. Maka nilai rata-rata hasil pengukuran tersebut dikatakan akurat karena mendekati nilai benar yaitu 8,24

Sedangkan hasil pengukuran dikatakan presisi bila data hasil pengukuran terpencar dekat dengan nilai rata-rata hasil pengukuran sebagaimana contoh diatas.

Bila hasil lima kali pengukuran diatas didapatkan (1). 8,35 (2). 8,42 (3). 7,95 (4). 7.95 dan (5). 8,50. Nilai rata-rata hasil pengukuran  8,23 cm, maka dikatakan tidak presisi karena penyebaran hasil pengukuran terpancar jauh dari nilai rata-ratanya walaupun nilai rata-ratanya mendekati nilai sebenarnya.

Kekurangakuratan hasil pengukuran dimungkinkan akibat kesalahan sistematis yang besar dan ketidakpresisian hasil pengukuran akibat kesalahan acak yang besar !

Angka Penting

“ Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran disebut ANGKA PENTING, terdiri atas angka-angka pasti dan angka-angka terakhir yang ditaksir ( Angka taksiran ).

Hasil pengukuran dalam fisika tidak pernah eksak, selalu terjadi kesalahan pada waktu mengukurnya. Kesalahan ini dapat diperkecil dengan menggunakan alat ukur yang lebih teliti.

1. Semua angka yang bukan nol adalah angka penting. Contoh : 14,256 ( 5 angka penting ).
2. Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting. Contoh : 7000,2003 ( 9 angka penting ).
3. Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting.Contoh : 70000, ( 5 angka penting).
4. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting.Contoh : 23,50000 ( 7 angka penting ).
5. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting.Contoh : 3500000 ( 2 angka penting ).
6. Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka tidak penting.Contoh : 0,0000352 ( 3 angka penting ).

Ketentuan – Ketentuan Pada Operasi Angka Penting :

1. Hasil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka-angka penting hanya boleh terdapat SATU ANGKA TAKSIRAN saja.

Contoh :  2,34       angka 4 taksiran

0,345 +  angka 5 taksiran

2,685      angka 8 dan 5 ( dua angka terakhir ) taksiran.

maka ditulis : 2,69

( Untuk penambahan/pengurangan perhatikan angka dibelakang koma yang paling sedikit).

13,46           angka 6 taksiran

2,2347 -  angka 7 taksiran

11,2253     angka 2, 5 dan 3 ( tiga angka terakhir ) taksiran

maka ditulis : 11,23

2. Angka penting pada hasil perkalian dan pembagian, sama banyaknya dengan angka penting yang paling sedikit.

Contoh :   8,141         ( empat angka penting )

0,22 x  ( dua angka penting )

1,79102

Penulisannya : 1,79102 ditulis 1,8 ( dua angka penting )

1,432          ( empat angka penting )

2,68 :         ( tiga angka penting )

0,53432

Penulisannya : 0,53432 di tulis 0,534 ( tiga angka penting )

3. Untuk angka 5 atau lebih dibulatkan ke atas, sedangkan angka kurang dari 5 dihilangkan.