Pengukuran

Pengukuran

• 1.
  TUGAS DASAR MEKANIKAKALOR PENGUKURAN FISIKA DASAR OLEH NAMA : LINDA ROSITA NIM : 4173131020 KELAS : KIMIA DIK B 2017 JURUSAN : KIMIA PROGRAM : S-1 PENDIDIKAN PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2017
• 2.
  PEMBAHASAN A. Pengertian Besaran Besaranadalah segala sesuatu yang dapat diukur, dihitung, memiliki nilai dan satuan. Besaran menyatakan sifat dari benda. Sifat ini dinyatakan dalam angka melalui hasil pengukuran. Oleh karena satu besaran berbeda dengan besaran lainnya, maka ditetapkan satuan untuk tiap besaran. Satuan juga menunjukkan bahwa setiap besaran diukur dengan cara berbeda. Besaran berdasarkan cara memperolehnya dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu : 1. Besaran fisika yaitu besaran yang diperoleh dari pengukuran, karena diperoleh dari pengukuran maka harus ada alat ukurnya. Sebagai contoh adalah massa. 2. Besaran non fisika yaitu besaran yang diperoleh dari perhitungan .dalam hal ini tidak perlukan alat ukur tetapi alat hitung sebagai misal kalkulator. Contoh besaran non fisika adalah jumlah. Besaran fisika sendiri dibagi menjadi 2 macam : 1. Besaran Pokok Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Besaran pokok merupakan besaran yang satuannya didefinisikan sendiri dan sebagai dasar untuk mendefinisikan besaran lainnya (Harsono, 1994). 2. Besaran turunan Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok atau besaran yang didapat dari penggabungan besaran-besaran pokok. No Besaran Pokok Satuan Internasional(SI) Alat Ukur Nama Besaran Simbol Besaran Nama Satuan Simbol satuan Dimensi 1 Panjang L Meter M L Mistar,Jangka Sorong,Mikrometer Sekrup 2 Massa M Kilogram Kg M Neraca 3 Waktu t Detik S T Arloji,Stopwatch 4 Suhu T Kelvin K - Termometer 5 Kuat Arus I Ampere A I Amperemeter 6 Intentitas Cahaya J Candela Cd J Lightmeter 7 Jumlah Zat n Mol Mol N -
• 3.
  Untuk lebih memperjelaspengertian besaran turunan, perhatikan beberapa besaran turunan yang satuannya diturunkan dari satuan besaran pokok berikut ini  Luas = panjang x lebar = besaran panjang x besaran panjang = m x m = 𝑚2  Volume = panjang x lebar x tinggi = besaran panjang x besaran panjang x besaran Panjang = m x m x m = 𝑚3  Kecepatan = jarak / waktu = besaran panjang / besaran waktu = m / s Selain itu, berdasarkan ada tidaknya arah, besaran juga dikelompokkan menjadi dua, yaitu : 1. Besaran skalar yaitu besaran yang mempunyai besar dan satuan saja tanpa memiliki arah. Contoh : panjang, massa, waktu 2. Besaran vektor yaitu besaran yang memiliki besar (nilai), satuan dan arah. Contoh : kecepatan, gaya, perpindahan,dll. B. Pengertian Satuan Satuan merupakan salah satu komponen besaran yang menjadi standar dari suatu besaran. Adanya berbagai macam satuan untuk besaran yang sama akan menimbulkan kesulitan. Kalian harus melakukan penyesuaian-penyesuaian tertentu untuk memecahkan persoalan yang ada. Dengan adanya kesulitan tersebut, para ahli sepakat untuk menggunakan satu sistem satuan, yaitu menggunakan satuan standar Sistem Internasional, disebut Systeme Internationale d’Unites (SI). Satuan Internasional adalah satuan yang diakui penggunaannya secara internasional serta memiliki standar yang sudah baku. Satuan ini dibuat untuk menghindari kesalahpahaman yang timbul dalam bidang ilmiah karena adanya perbedaan satuan yang digunakan No Besaran MKS CGS 1 Panjang m Cm 2 Massa kg gram, ons, pounds 3 Waktu detik menit, jam, hari 4 Gaya newton Dyne 5 Energi joule kalori, erg 6 Suhu kelvin Celcius, Fahrenheit, Reamur Besaran Turunan Nama Satuan Lambang Satuan Kecepatan meter/sekon m/s Massa jenis kilogram/meter3 kg/m3 Luas meter2 m2 Volume meter3 m3 Gaya newton N energi Newton.meter = joule N.m = j
• 4.
  Sistem Satuan Internasional(SI) : Sistem satuan yang berlaku secara internasional (mendunia). Sistem Satuan Internasional (SI) di bagi menjadi dua, yaitu: a) Sistem MKS : (Meter, kilogram, sekon, atau detik). b) Sistem CGS : (Sentimeter, gram, sekon, atau detik). C. Pengukuran 1. Pengertian pengukuran Suryabrata (1984) mendefinisikan secara sederhana bahwa pengukuran terdiri atas aturan-aturan untuk mengenakan bilangan-bilangan kepada sesuatu obyek untuk mempresentasikan kuantitas atribut pada obyek tersebut. Hamalik (1989), menyatakan bahwa kualitas dan kuantitas hasil pengukuran itu banyak bergantung pada jenis dan mutu alat ukur yang digunakan. Pengukuran adalah tindakan yang bertujuan untuk menentukan kuantitas dimensi suatu besaran pada suatu sistem, dengan cara membandingkan dengan satu satuan dimensi besaran tersebut. Dalam fisika, Pengukuran merupakan dasar utama guna mencari korelasi atau interpretasi dan juga untuk membandingkan hasil pengukuran dengan prediksi teorirtis. Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan. Sebagai contoh untuk mengukur besaran panjang digunakan alat ukur mistar dan menggunakan satuan meter. Sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka disebut besaran, sedangkan pembanding dalam suatu pengukuran disebut satuan. Satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang sama atau tetap untuk semua orang disebut satuan baku, sedangkan satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang tidak sama untuk orang yang berlainan disebut satuan tidak baku. Dalam fisika kegiatan mengukur memiliki peranan yang sangat penting. Semua besaran yang dikaji dalam fisika dapat diukur baik secara langsung maupun tidak langsung. Pengukuran dalam fisika bertujuan untuk memperoleh data empiris untuk mendukung suatu teori yang logis. Teori logis yang sesuai dengan data empiris inilah yang dimaksud dengan pengetahuan ilmiah. Pengukuran yang dilakukan dengan benar akan memberikan manfaat antara lain sebagai berikut : a. Membuat gambaran melalui karakteristik dari suatu object yang kita teliti. b. Dalam industri dapat digunakan sebagai alat komunikasi dari mulai riset, operator, pengujian sampai dengan jaminan mutu terhadap produk yang dihasilkan. c. Dapat digunakan sebagai dasar melakukan prediksi terhadap sesuatu yang akan terjadi. d. Sebagai pengendalian serta jaminan mutu. 2. Macam-macam alat ukur a. Pengukuran panjang 1. Mistar Mistar adala alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran panjang. Ada beberapa jenis mistar sesuai dengan skalanya. Mistar yang skala terkecilnya 1 mm kita sebut mistar berskala mm. Mistar yang skala terkecilnya 1 cm kita sebut dengan mistar berskala cm. Satu bagian skala terkecil mistar ini adalah 1 mm atau 0,1 cm. Oleh karena itu ketelitian mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm. Ketika kita akan mengukur panjang suatu objek dengan menggunakan sebuah mistar kita letakan ujung mistar yang menunjukan nilai nol ke ujung objek yang
• 5.
  akan diukur, kemudianbaca panjang skala yang terdekat dengan ujung objek yang diukur tersebut. Angka tersebut menunjukan panjang objek yang kita ukur Untuk pengukuran dengan menggunakan mistar atau penggaris, kita harus membaca skala pada alat secara benar, yaitu posisi mata tepat di atas tanda yang akan dibaca. Posisi yang salah akan menyebabkan kesalahan baca atau kesalahan paralaks. Ada dua jenis mistar yang sering digunakan, yaitu stik meter dan mistar metrik. Stik meter memiliki panjang 1 meter dan memiliki skala desimeter, sentimeter, dan milimeter. Mistar metrik memiliki panjang 30 sentimeter 2. Jangka sorong Jangka sorong adalah suatu alat ukur panjang yang dapat dipergunakan untuk mengukur panjang suatu benda dengan ketelitian hingga 0,1 mm. Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi ketelitian jangka sorong adalah : ½ x 0,01 cm = 0,05 cm. 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 yang terdapat pada rahanng geser. Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm, dengan kata lain jarak skala utama yang saling berdekatan dalah 0,1cm. sedangkan sepuluh skala nonius memiliki panjang 0,9 cm. jadi beda satu skala utama dengan satu skala nonius dalah 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. keuntungan pengggunaan jangka sorong adalah dapat dipergunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng, diameter dalam sbuah tabung atau cincin, maupun kedalaman sebuah tabung. Bagian-bagian Jangka Sorong  Gigi luar: berfungsi untuk mengukur dimensi luar (tebal, lebar atau batang kayu)  Gigi dalam: untuk pengukuran bagian dalam (lebar lubang pen, lubang bor, alur dll)  Pengukur kedalaman: Paling baik untuk pengukuran dalam lubang pen danbor.  Ukuran utama (cm): skala utama yang digunakan untuk membaca hasil pengukuran.  Ukuran sekunder (inch): skala alternatif dalam satuan inch.  Patokan pembacaan skala utama (cm)  Patokan pembacaan skala sekunder (inch)  Untuk menghentikan atau melancarkan geseran pengukuran. 3. Mikrometer sekrup Mikrometer merupakan alat untuk mengukur ketebalan suatu benda. Micrometer sekrup mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius. Skala nonius ditunjukkan oleh selubung yang menyerupai mur. Skala pada selubung dibagi menjadi 50 bagian, satu bagian skala pada selubung mempunyai nilai 1/50 X 0,5 mm = 0,001 mm. skala utama micrometer terdapat pada batangnya. Satu bagian pada skala utama nilainya 0,1 mm. Hasil pengukuran dengan micrometer sekrup (H) adalah (jumlah skala utama sampai atas skala nonius x 0,5 mm) + (jumlah skala nonius sampai garis skala nonius yang segaris dengan garis horizontal pada skalam tetap x 0,01 mm). Mikrometer sekrup memiliki ketidakpastian pengukuran sebesar setengah dari nilai skala terkecil (skala nonius). Skala terkecil dari micrometer sekrup adalah 0,01 mm. dengan demikian ketidakpastian
• 6.
  micrometer sekrup bisadidapat dengan menggunakan rumus: ∆X = 1/2 x nst ( nilai skala terkecil), ∆X = 1/2 x 0,01 mm = 0,05 mm. Mikrometer terdiri dari bentuk dasar bingkai U dengan landasan tetap, pada cabangnya terdapat batang pengukur dan pada ujungnya terdapat rahang bergerak, dan melalui cabang lain dari bingkai U, terdapat bidal/sarung pengukur yang terpasanga pada batang pengukur. Fungsi Mikrometer Skrup Mikrometer sekrup biasa digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda. Misalnya tebal kertas. Selain mengukur ketebalan kertas, mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter kawat yang kecil. Mikrometer memiliki ketelitian sepuluh kali lebih teliti daripada jangka sorong. Ketelitiannya sampai 0,01 mm. Kekurangan dari mikrometer ini adalah jarak pengukurannya pendek, hanya sampai 25 mm (bagian luar mikrometer). b. Pengukuran massa 1. Neraca Ohaus Neraca Ohaus adalah alat ukur massa benda dengan ketelitian 0.01 gram. Prinsip kerja neraca ini adalah sekedar membanding massa benda yang akan diukur 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. Neraca ohauss memiliki lebih dari satu,misalnya kita gunakan neraca ohauss 3 lengan dengan skala lengan pertam 100 gr lengan kedua 10 gr lengan ketiga 1 gr. c. Pengukuran waktu 1. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam kegiatan. Cara membaca dan menggunakan stopwatch: Memastikan stopwatch dalam keadaan nol (sudah dikalibrasi), lalu menekan tombol start dan tekan tombol stop jika pengukuran waktu telah selesai. Pada stopwatch analog, jika pengukuran lebih dari 1 menit, maka yang pertama kali dilihat adalah jarum penunjuk menit (jarum yang pendek) dan amati jarum penunjuk detik (jarum yang panjang). Yang terakhir, jumlahkan nilai yang telah terbaca tersebut. Nilai skala terkecil pada stopwatch yaitu 1 detik. Jenis stopwatch  Stopwatch digital Pada stopwatch digital ketelitian alat sudah ditentukan sejak perakitan komponen-komponen dalam stopwatch yaitu sebesar 0,0001 sekon.  Stopwatch Analog
• 7.
  Pada gambar stopwatchyang di presentasikan diketahui jumlah skala utama satu putaran penuh adalah 1 dan jumlah skala nonius satu putaran penuh adalah 60. Dengan demikian dapat diperoleh Ketelitian alat = 1/60. Kelebihan pengukuran menggunakan stopwatch  Proses perhitungan lebih cepat  Setiap jenis gerakan waktunya diketahui  Biayanya lebih murah  Lebih praktis dalam mencatat data  Data yang di peroleh lebih akurat Kekurangan pengukuran menggunakan stopwatch  Dibutuhkan ketelitian bagi seorang pengamat yang melakukan perhitungan, karena akan mempengaruhi hasil perhitungan. d. Pengukuran suhu 1. Termometer Termometer digunakan untuk mengukur suhu. Cara membaca pada thermometer air raksa ialah dengan mengamati ujung air raksa dengan mata tegak lurus, memperhatikan skala yang ditunjuk, dan membaca angkanya sampai persepuluhan derajat celcius. Nilai skala terkecilnya adalah 0,1 derajat celcius. 3. Metode Pengukuran Berdasarkan metode pengukuran, jenis pengukuran dibedakan menjadi 2 yaitu: a. Pengukuran Langsung Pengukuran langsung adalah proses pengukuran dengan memakai alat ukur langsung dimana hasil pengukuran langsung terbaca pada alat ukur tersebut. Contohnya ketika kita mengukur panjang buku dengan mistar, berarti kita melakukan pengukuran langsung karena hasil pengukuran panjang buku terbaca langsung pada skala mistar tersebut. b. Pengukuran Tidak Langsung Pengukuran tidak langsung adalah proses pengukuran suatu besaran dengan cara mengukur besaran lain. Pada pengukuran tidak langsung, digunakan beberapa jenis alat ukur, dan hasil pengukuran nantinya merupakan hasil operasi (bisa pembagian/perkalian) dari hasil pengukuran alat-alat ukur tersebut. Misalkan untuk mengukur kecepatan gerak suatu benda, maka besaran-besaran yang harus kita ukur adalah panjangdan waktu (v = s/t). Jadi alat ukur yang digunakan adalah alat ukur panjang seperti penggaris/rollmeter dan alat ukur waktu seperti stopwatch. Dan hasil pengukuran nantinya dalah hasil pengukuran penggaris/rollmeter dibagi hasil pengukuran stopwatch.
• 8.
  4. Berdasarkan banyaknyapengukuran a. Pengukuran Tunggal Pengukuran tunggal adalah pengukuran yang hanya dilakukan satu kali. Pengukuran tunggal dilakukan jika:  Besaran yang diukur tidak berubah-ubah, sehingga hanya dengan pengukuran tunggal, hasil pengukuran dianggap cukup akurat.  Kesempatan untuk melakukan pengukuran hanya satu kali. b. Pengukuran Berulang Pengukuran berulang adalah pengukuran yang dilakukan berkali-kali. Pengukuran tunggal dilakukan karena:  Pengukuran tunggal memberikan hasil yang kurang teliti  Hasil Pengukuran tunggal lebih mendekati nilai yang sebenarnya 5. Instrumen Pengukuran Instumen pengukuran adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran. Hasil akhir dari proses pengukuran sangat tergantung pada kemampuan alat ukur yang digunakan. Kemampuan alat ukur dapat diketahui dari berbagai kriteria yang ditetapkan, diantaranya adalah: a. accuracy, adalah kemampuan alat ukur untuk memberikan hasil ukur yang mendekati hasil sebenarnya. b. Presisi, adalah kemampuan alat ukur untuk memberikan hasil yang sama dari pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dengan cara yang sama. c. Sensitivitas, adalah tingkat kepekaan alat ukur terhadap perubahan besaraan yang akan diukur. d. Kesalahan ( error ), adalah penyimpangan hasil ukur terhadap nilai yang sebenarnya Idealnya sebuah alat ukur memiliki accuracy, presisi dan sensitivitas yang baik sehingga tingkat kesalahannya relatif kecil dan data yang dihasilkan akan akurat. 6. Angka Berarti Angka Berarti (AB) menunjukan jumlah digit angka yang akan dilaporkan pada hasil akhir pada pengukuran. Angka berarti berkaitan dengan ketidakpastian relatif (dalam %). Semakin kecil ketidakpastian relatif maka semakin tinggi mutu pengukuran atau semakin tinggi ketelitian hasil pengukuran yang dilakukan 7. Angka penting Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran dinamakan angka penting atau angka tidak eksak. Angka penting terdiri atas angka pasti dan angka ragu-ragu atau taksiran. Angka 1; 8 dan 1; 5 pada contoh penggunaan mistar merupakan angka pasti karena ditunjukkan oleh skala. Sedangkan angka 5 dan 0 disebut angka ragu-ragu karena hasil menaksir. 8. Ketidakpastian Pengukuran Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan
• 9.
  paralaks, fluktuasi parameterpengukuran, dan lingkungan yang saling mempengaruhi serta tingkat keterampilan pengamat yang berbeda-beda. Dengan demikian amat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran sehingga sangat diperlukan beberapa panduan dalam memperoleh hasil pengukuran seteliti mungkin cara melaporkan ketidakpastian yang menyertainya. Tidak ada pengukuran yang menghasilkan ketelitian yang sempurna, tetapi adalah penting untuk mengetahui ketelitian yang sebenarnya dan bagaimana kesalahan yang berbeda digunakan dalam pengukuran. Kesalahan-kesalahan dapat terjadi karena berbagai sebab dan umumnya dibagi dalam tiga jenis, yaitu: a. Kesalahan umum (gross-errors): kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai, dan kesalahan penaksiran. Kesalahan umum yang sering dilakukan oleh pemula adalah pemakaian instrumen yang tidak sesuai. Umumnya instrumen-instrumen penunjuk berubah kondisi sampai batas tertentu setelah digunakan mengukur sebuah rangkaian yang lengkap, dan akibatnya besaran yang diukur akan berubah. Sebagai contoh sebuah voltmeter yang telah dikalibrasi dengan baik dapat menghasilkan pembacaan yang salah bila dihubungkan antara dua titik di dalam sebuah rangkaian tahanan tinggi; sedang bila voltmeter tersebut dihubungkan ke sebuah rangkaian tahanannya rendah, pembacaannya bisa berlainan bergantung pada jenis voltmeter yang digunakan .Contoh-contoh berikut menunjukkan bahwa voltmeter menimbulkan sebuah “efek pembebanan” (loading effect) terhadap rangkaian, yakni mengubah keadaan awal rangkaian tersebut sewaktu mengalami proses pengukuran. b. Kesalahan sistematis (systematic errors): disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri seperti kerusakan atau adanya bagian-bagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai. Jenis kesalahan ini dapat dibagi dua bagian yakni : Kesalahan instrumental (instrumental error) yaitu jenis kesalahan yang tidak dapat dihindarkan dari instrumen karena akibat struktur mekanisnya. Misalnya tarikan pegas yang tidak teratur, pembebanan instrumen secara berlebihan. Atau kesalahan kalibrasi akibatnya pembacaan yang tidak tepat. Kesalahan sistematis dapat pula dibagi atas kesalahan statis dan kesalahan dinamis. Contoh mikrometer bila diberi tekanan yang berlebihan untuk memutar poros menyebabkan kesalahan statis. Kesalahan dinamis akibat ketidakmampuan instrumen untuk memberikan respon yang cepat bila terjadi perubahan dalam variable yang diukur. c. Kesalahan yang tak disengaja (random errors): Selain kesalahan pengamat dan alat ukur, kondisi lingkungan yang tidak menentu bias menyebabkan kesalahan pengukuran. Kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh kondisi lingkungan disebut kesalahan acak. Misalnya, fluktuasi- fluktuasi kecil pada saat pengukuran e/m (perbandingan muatan dan massa elektron). Fluktuasi (naik turun) kecil ini bisa disebabkan oleh adanya gerak Brown molekul udara, fluktuasi tegangan baterai, dan kebisingan (noise) elektronik yang besifat acak dan sukar dikendalikan.
• 10.
  Daftar Pustaka Harsono, 1994.Fisika 1 untuk Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Kelas 1, Balai pustaka, Jakarta. Junaidi, 2013 , Komputerisasi Alat Ukur V-R Meter untuk Karakterisasi Sensor Gas Terkalibrasi NI DAQ BNC-2110 , Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, 01 (01), 59-64, ISSN, Lampung Ahmad, F, dan WiyonoSri, E , 2013, Pengembangan Model Praktikum Fisika Berbasis Analisis Ketidakpastian Pengukuran, Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF), 3 (2), ISSN, Surakarta http://www.valenciap.com/2015/01/contoh-laporan-praktikum-pengukuran.html. http://software-comput.blogspot.co.id/2013/04/makalah-fisika-besaran-dan-turunan.html https://muhamadhimni.wordpress.com/2015/05/11/makalah-pembelajaran-besaran-dan-pengukuran/ https://www.academia.edu/11892158/Makalah_Pengukuran_dan_Ketidakpastian