Melaporkan Hasil Pengukuran & Cara Menggunakan Alat Ukur (FISIKA)

Melaporkan hasil pengukuraran

Dengan melakukan pengukuran suatu besaran secara langsung,misalnya mengukur panjang pensil dengan mistar atau diameter kelereng dengan mikrometer sekrup, Anda tidak mungkin memperoleh nilai benar x₀ . Bagaimana anda melaporkan hasil pengukuran suatu besaran ?

         Hasil pengukuran suatu besaran dapat dilaporkan sebagai    x = x₀     x

Dengan x adalah nilai pendekatan terhadap nilai benar x₀  dan  ∆x adalah ketidakpastiannya. Bagaimana menentukan nilai benar x₀ dan ketidakpastian  ∆x ? Ini ternyata bergantung pada cara Anda melakukan pengukuran tunggal atau pengukuran berulang.

Pengukuran tunggal

Pengukuran tunggal adalah pengukuran yang dilakukan satu kali saja. Adapun ketidakpastian pada pengukuran tunggal ditetapkan sama dengan setengah skala terkecil.

 ∆x =  x skala terkecil

·         Pengukuran tunggal dengan mistar

Ketidakpastian mistar adalah ∆x = 0,05 cm atau 0,5 mm. Misalkan, Anda mengukur panjang suatu benda dengan mistar, Bagaimana Anda menyatakan hasil pengukurannya?  Ujung benda berada pada tanda 4,3 cm lebih. Berapa lebihnya? Karena ∆x = 0,05 cm adalah dua decimal,maka x pun harus dilaporkan dalam dua desimal.Dengan kata lain, x harus Anda laporkan dalam 3 angka. Angka Ke-3 harua Anda taksir,tetapi taksiran hanya boleh  0 atau 5 , Karena ujung benda lebih sedikit dari garis 4,3 cm , taksiran angka ke-3 adalah 5.jadi,pengukuran mistar Anda laporkan sebagai                          Panjang L  =  x₀  ±  ∆x = (4,35    0,05) cm

Apa arti pengukuran panjang di atas? Artinya, Kita tidak tahu nilai benar x₀ . Tetapi,setelah diukur satu kali, maka x₀ berada di sekitar  4,35 cm.  yaitu antara  4,30 cm (dari 4,35 – 0,05) dan 4,40 cm (dari 4,35 – 0,05).

·         Pengukuran tunggal dengan jangka sorong

Ketidakpastian jangka sorong adalah ∆x – 0,005 cm atau 0,05 mm. Misalnya, Anda mengukur panjang suatu benda dengan jangka sorong , Bagaimana Anda menyatakan hasil pengukurannya? 

           

Cara menentukan hasil pengukuran panjang L adalah sebagi berikut.

 (1)  Perhatikan angka pada skala utama yang berdekatan dengan angka 0 pada nonius, angka tersebut adalah antara 2,1 cm dan 2,2 cm.            

 (2)   Perhatikan garis skala nonius yang tepat berimpit dengan garis pada skala utama, garis nonius yang tepat berimpit dengan garis pada skala utama adalah garis ke-5. Ini berarti,                                                                                                                 

                             x₀ = 2,1 cm  +  5  x  0,01 cm = 2,15 cm (dua desimal)

       Karena ∆x = 0,005 cm (tiga desimal), Maka x₀ harus dinyatakan dengan 3 desimal. Anda tidak pernah menaksir angka yang ke-4, cukup Anda beri angka 0, sehingga x = 2,150 cm. jadi,hasil pengukuran jangka sorong Anda laporkan sebagai                                       

                                    panjang L = x₀     ∆x = (2,150    0,005) cm

Perhatikan, banyak decimal hasil pengukuran harus sama dengan banyak decimal ketidakpastiannya. Oleh karena itu, panjang ditulis sebagai (2,150    0,005) cm dan bukan (2,15  0,005) cm

·         Pengukuran tunggal dengan micrometer sekrup

ketidakpastian micrometer sekrup adalah ∆x = 0,0005 cm atau 0,005, Misalnya Anda mengukur tebal suatu keeping logam, Bagaimana Anda menyatakan hasil pengukurannya?                                                                                         

   Cara menentukan  hasil pengukuran ketebalan t adalah sebagai berikut.

(1)  Perhatikan garis skala utama yang terdekat dengan tepi selubung luar, garis utama tersebut adalah 4,5 mm lebih.

(2)  Perhatikan garis mendatar pada selubung luar yang berimpit dengan garis mendatar pada skala utama, garis mendatar tersebut adalah gari ke-47. Ini berarti, x = 4,5 mm + 0,01 mm = 4,97 mm (dua decimal).

  Karena ∆x = 0,005 mm (tiga decimal), maka  x₀  sebaiknya dinyatakan dengan tiga decimal. Karena kita tidak perlu menaksir angka ke-4 adalah 0, sehingga x₀ = 4,970 mm. Jadi, hasil pengkuran dengan micrometer sekrup kita laporkan sebagai

                                             tebal  t = x₀  ± ∆x = (4,970 ± 0,005) mm

Pengukuran Berulang

 Suatu percobaan hendaknya dilakukan melalaui pengukuran berulang, misalnya  5 kali atau 10 kali. Nilai benar x₀ dapat didekati dengan nilai rata-rata .

            Misalnya, suatu benda fisika diukur N kali pada kondisi yang sama , dan diperoleh hasil hasil pengukuran x₁ , x₂ , x₃ ,….., x_N (dosebut sebagai sampel).

Berdasarkan analisis statistic ternyata nilai terbaik pengganti nilai benar x₀ adalah nilai rata-rata . bagaimana dengan ketidakpastian ∆x? Ternyata, ketidakpastian ∆x dapat dinyatakan oleh simpangan baku nilai rata-rata sampel.

 Berapa banyak angka yang dapat dilaporkan dalam percobaan berulang? Banyak angka yang dapat dilaporkan dalam percobaan berulang dapat mengikuti aturan berikut

Ketidakpastiaan relative sekitar 10% berhak atas 2 angka; 

Ketidakpastiaan relative sekitar 1% berhak atas 3 angka;   

Ketidakpastiaan relative sekitar 0,1 % berhak atas 4 angka;

Ketidakpastiaan relative dihitung dengan persamaan berikut.

            Ketidakpastiaan relative =     x  100%

CARA MENGGUNAKAN ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

Jangka sorong

            Jangka sorong umumnya digunakan untuk mengukur diameter dalam benda, misalnya diameter cincin, jangka sorong juga dapat mengukur diameter luar sebuah benda, misalnya diameter kelereng. Jangka sorong terdiri dari dua bagian, yaitu rahang tetap dan rahang geser. jangka sorong juga terdiri dari dua skala,yaitu skala utama dan nonius (atau vernier). Sepuluh skala utama mempunyai panjang 1 cm, sedangkan 10 skla nonius memiliki panjang 0,9 cm. Beda satu skla nonius dengan satu skala utama adalah 0,1 cm – 0,09 cm = 0,01 cm atau 0,1 mm. Bagaiamana dengan ketelitian atau ketidakpastian jangka sorong? Ketelitian jangka sorong adalah setengah dari skla terkecilnya. Jadi, ketelitian jangka sorong adalah                                      

                           x 0,1 mm = 0,05 mm atau 0,005 cm                                                                           

Dengan ketelitian 0,005 cm, jamgka sorong dapa Anda gunakan untuk mengukur diameter kelereng atau tebal keeping logam dengan lebih teliti (akurat)

Cara menggunakan Jangka Sorong;

1.      Pertama-tama siapkan objek yang kalian ingin tahu berapa diameternya.

2.      Buka rahang geser jangka sorong ke sebelah kanan untuk memudahkan memasukan benda yang akan diukur.

3.      Geser lagi rahang sebelah kiri dengan rapat agar mendapatkan haisl pengukuran yang optimal.

4.      Ada dua angka NOL pada jangka sorong,yang pertama pada skala atas dan yang kedua di garis bawahnya agak ketengah.

5.      Perhatikan garis pertama sebelum angka NOL yang bawah (skala utama). Setelah angka 1 adalah 1,1 kemudian 1,2 1,3 dan seterusnya (…)

6.      Perhatikan garis yang berimpit antara skala atas dan skala bawah (skala nonius). Cari yang menyambung lurus dengan garis dari skala nonius.(…)

7.      Jumlahkan dua angka yang di dapat.(…)

Mikrometer Sekrup

           

Skala utama micrometer sekrup tertera pada selubung dan skala nonius tertera pada selubung luar. Jika selubung luar Anda putar lengkap 1 kali, rahang geser dan juga selubung luar maju atau mundur 0,5 mm. Karena selubung luar memiliki 50 skala, maka 1  skala pada selubung luar sama dengan jarak maju atau mundur rahang geser sejauh 0,5 mm/50 = 0,01 mm. Jadi, skala terkecil micrometer sekrup adlah 0,01 mm atau 0,001 cm.                                     

   Ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah setengah dari skala terkecilnya. Jadi,  ketelitian micrometer sekrup adalah       

                                          x 0,01 mm = 0,005 mm atau 0,0005 cm                                               Dengan ketelitian 0,0005 cm, Mikrometer sekrup dapat Anda gunakan untuk mengukur tebal selembar kertas atau diameter kawat tipis sengan teliti (akurat).

Cara Menggunakan Mikrometer Sekrup;

1.      Pastikan pengunci dalam keadaan terbuka.

2.      Lakukan pengecekan ketika apakah poros tetap dan poros geser bertemu skala dan skala nonius utama menunjukkan angka nol.

3.      Buka rahang dengan menggerakkan pemutar kea rah kiri sampai benda dapat masuk ke dalam rahang.

4.      Letakkan benda diantara poros tetap dan poros geser lalu tutup kembali rahang sehingga tepat menjepit benda.

5.      Putarlah Pengunci agar pemutar tidak bisa bergerak lagi. Dengarkan bunyi “klik” yang muncul.

6.      Dapatkan angka pada skala utama (garis berdiri) dan pada skala nonius/skala putar (garis mendatar).

7.      Jumlahkan kedua angka yang telah di dapatkan maka akan mendapatkan ketebalan dari benda tersebut.