Modul Pengukuran Dasar FIx.doc

P E N D A H U L U A NPengukuran merupakan kegiatan yang penting dalam disiplin ilmu sains. Pada modul ini dibahas mengenai pengertian pengukuran, cara menggunakan alat-alat ukur, cara menuliskan hasil pengukuran, cara mengolah hasil pengukuran, dan beberapa kegiatan pengukuran dasar yang harus dilakukan oleh mahasiswa. Setelah menyelesaikan modul ini, diharapkan mahasiswa dapat memahami konsep-konsep dasar pengukuran serta mengaplikasikannya pada kegiatan-kegiatan praktikum selanjutnya.

A. Pengertian PengukuranPengukuran adalah bagian dari Keterampilan Proses Sains yang merupakan pengumpulan

informasi baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif. Dengan melakukan pengukuran, dapat diperoleh besarnya atau nilai suatu besaran atau bukti kualitatif.

Contoh :Bila seseorang mengukur panjang sebuah balok dengan menggunakan mistar, maka yang diperoleh adalah besarnya panjang balok itu. Bila dua buah balok didekatkan maka hasil yang diperoleh mungkin balok yang satu lebih panjang dari balok yang lain, atau mungkin balok yang satu sama panjangnya dengan balok yang lain. Kegiatan yang pertama menghasilkan informasi kuantitatif, sedangkan kegiatan kedua menghasilkan informasi kualitatif. Demikian pula halnya bila seseorang menimbang dengan menggunakan neraca dapat pula memperoleh informasi kuantitatif maupun informasi kualitatif.

Seorang pendidik dalam pembelajaran sains Fisika, tidak hanya menyampaikan kumpulan fakta-fakta akan tetapi seharusnya mengajarkan sains sebagai proses (menggunakan pendekatan proses). Oleh karena itu, melakukan percobaan atau eksperimen dalam Sains Fisika sangat penting. Melakukan percobaan dalam laboratorium, berarti sengaja membangkitkan gejala-gejala alam kemudian melakukan pengukuran. Sebelum melakukan percobaan, maka setiap orang hendaknya memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan pengukuran. Tanpa memahami pengukuran, besar kemungkinan dalam melakukan percobaan akan banyak terjadi kesalahan. Pada contoh yang telah dikemukakan di atas, panjang meteran disamakan dengan panjang balok. Artinya, panjang balok berapa kali panjang dari meteran yang digunakan. Demikian pula balok yang satu dibandingkan dengan balok yang lain. Dengan demikian, maka dapat dikatakan bahwa melakukan pengukuran adalah membandingkan antara suatu besaran dengan besaran lain yang sejenis yang dijadikan acuan. Jadi yang dibandingkan adalah besaran panjang balok dengan besaran panjang meteran ; kedua besaran ini sejenis yaitu besaran panjang dengan besaran panjang.

B. Pengukuran Langsung dan Tidak LangsungDi tinjau dari cara pengukurannya, besaran-besaran fisika ada yang diukur secara langsung

dan ada (lebih banyak) yang diukur secara tidak langsung. Pengukuran langsung adalah pengukuran sesuatu besaran yang tidak bergantung pada

pengukuran besaran-besaran lain.Contoh :- Mengukur panjang tongkat dengan mistar,- Mengukur waktu dengan stopwatch/stopclock.Jadi pengukuran suatu besaran secara langsung adalah membandingkan besaran tersebut secara langsung dengan suatu besaran acuan.

Pengukuran tidak langsung adalah pengukuran besaran fisika dengan cara tidak langsung membandingkannya dengan besaran acuan, akan tetapi dengan besaran-besaran lain.Contoh :- Mengukur suhu dengan cara mengukur perubahan volume air raksa,

Modul Pengukuran Dasar dan Teori Ketidakpastian 1

- Mengukur berat benda dengan cara mengukur pertambahan panjang pegas,- Mengukur kecepatan, kalor, dll.Semuanya merupakan pengukuran tidak langsung.

C. Ketepatan dan Ketelitian Pengukuran1. Ketepatan (Keakuratan)

Jika suatu besaran diukur beberapa kali (pengukuran berganda) dan menghasilkan harga-harga yang menyebar di sekitar harga yang sebenarnya maka pengukuran dikatakan ”akurat”.Pada pengukuran ini, harga rata-ratanya mendekati harga yang sebenarnya.

2. Ketelitian (Kepresisian)Jika hasil-hasil pengukuran terpusat di suatu daerah tertentu maka pengukuran disebut presisi (harga tiap pengukuran tidak jauh berbeda).

Keterangan :Gambar (a) :

Pengukuran presisi, mengumpul pada daerah tertentu, presisi tapi tidak akurat,Gambar (b) :

Pengukuran akurat, menyebar sekitar harga sebenarnya berada di luar daerah sebenarnya, akurat tapi tidak presisi,

Gambar (c) : Pengukuran akurat dan presisi sebab menyebar di sekitar harga sebenarnya dan tiap pengukuran mengumpul pada daerah harga sebenarnya.

D. Cara Menuliskan Hasil PengukuranGambar. 1 berikut menunjukkan pengukuran panjang suatu benda dengan menggunakan

mistar biasa dengan NST 1 mm atau 0,1 cm. Hasil pengukuran yang ditunjukkan alat ukur adalah 62,5 mm atau 6,25 cm.

Pada contoh di atas, angka terakhir merupakan angka taksiran. Oleh karena itu tidak masuk akal jika di belakang angka terakhir masih ditambah angka lagi dikarenakan mata kita cuma mampu membagi dua jarak antara 2 goresan dalam kasus mistar biasa. Ketiga angka yang dapat ditulis dari hasil pengukuran tersebut disebut angka penting. dua dari angka tersebut pasti, karena ada bagian skala yang menunjuk angka itu. Dari hasil pengukuran di atas dapat dilihat bahwa makin kecil NST alat makin banyak angka penting yang dapat dituliskan dari hasil pengukuran. Bilangan yang menyatakan nilai hasil pengukuran tidak eksak atau tidak pasti. Jadi hasil pengukuran selalu dihinggapi ketidakpastian. Penulisan hasil pengukuran mempunyai arti jika ditulis dengan jumlah angka penting yang tepat. Apabila di antara skala 62 dan 63 terdapat lagi 10 skala-skala kecil, maka


5 6 7

Gambar 1. Membandingkan dua besaran

x

x

x

x

(b)

x x

xx

(c)

x xxx

(a)

NST alat menjadi 0,1 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh mungkin 62,4 mm atau 62,5 mm. Berarti angka 4 atau 5 bukan lagi merupakan angka taksiran melainkan angka pasti, sehingga angka pentingnya bertambah. Kalau hasil pengukuran menunjukkan 62,4 mm maka dengan NST 0,1 mm, hasil tersebut harus ditulis 62,40 mm. Jadi 62,4 mm tidak sama artinya dengan 62,40 mm.

E. Aturan-aturan Penulisan Hasil Pengukuran1. Semua angka yang bukan nol adalah angka penting.

Contoh : 265,4 m mengandung 4 angka penting. 25,7 s mengandung 3 angka penting.

2. Angka nol yang terletak di antara angka bukan nol termasuk angka penting.Contoh : 25,04 A mengandung 4 angka penting.

10,3 cm mengandung 3 angka penting.3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting, kecuali kalau

ada penjelasan lain, misalnya berupa garis di bawah angka terakhir yang masih dianggap penting.Contoh : 22,30 m mengandung 4 angka penting.

22,300 m mengandung 4 angka penting.1250 mA mengandung 3 angka penting.

4. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol, baik di sebelah kanan maupun di sebelah kiri koma desimal tidak termasuk angka penting.Contoh : 0,47 cmmengandung 2 angka penting.

0,025 g mengandung 2 angka penting.

F. Angka Penting Pada Bilangan Sepuluh BerpangkatDalam Sains Fisika sering dijumpai besaran-besaran yang nilainya sangat kecil atau sangat

besar, misalnya muatan elektron = - 0, 000 000 000 000 000 000 160 C. Jika besaran seperti ini ditulis biasa akan memerlukan waktu dan tempat yang banyak. Oleh karena itu, terdapat kebiasaan dalam bidang sains Fisika menulis nilai besaran seperti ini dalam bentuk :

Di mana besarnya a antara -10 dan -1 atau antara +1 sampai +10. Dan n bilangan bulat positif atau negatif. Penulisan dalam bentuk seperti di atas dikenal sebagai notasi ilmiah. Jadi muatan elektron sebaiknya ditulis -1,60 x 10 -19 C.

Contoh : Kecepatan cahaya 299 792 500 m/s, ditulis 2,997925 x 108 m/s.2,5 kg (hasil pengukuran) akan dijadikan mg.

2,5 kg = 2.500.000 mg= 2,5 x 106 mg.

0,15 mm akan dijadikan km. 0,15 mm = 0,000 000 15 km

= 1,5 x 10-7 kmDari contoh-contoh di atas menyatakan bahwa perubahan satuan tidak boleh merubah jumlah

angka penting. Jadi, bilangan a menunjukkan angka penting.

G. Aturan-aturan Mengoperasikan Angka PentingApabila luas suatu bidang akan ditentukan, maka panjang da lebar bidang tersebut harus

diukur, misalnya panjangnya = 8,50 cm dan lebarnya = 4,25 cm. Jika dihitung dengan cara biasa maka luas bidang tersebut = 36,125 cm2. Ini memperlihatkan bahwa hasilnya mengandung 5 angka penting. Hasil hitungan ini menjadi lebih teliti daripada sumbernya, yaitu pengukuran panjang dan lebarnya hanya mengandung 3 angka penting. Jadi aneh apabila hasilnya lebih teliti daripada sumbernya. Karena hasil pengukuran terdiri dari 3 angka penting, maka luas bidang yang diharapkan dari pengukuran ini tidak mungkin lebih dari 3 angka penting. Paling teliti sama dengan ketelitian


a x 10n

pengukuran. Oleh karena itu hasilnya tidak ditulis dengan 36,125 cm2, melainkan 36,1 cm2 (3 angka penting).

1. PembulatanDalam mengoperasikan angka penting, pembulatan harus selalu dilakukan. Oleh karena itu aturan pembulatan harus diikuti sebagai berikut :a. Jika yang akan dibulatkan lebih besar dari lima, maka pembulatannya

ke atas.Contoh : 25,56 untuk 3 angka penting, pembulatannya menjadi 25,6.

b. Jika yang akan dibulatkan kurang dari 5, maka pembulatannya ke bawah.Contoh : 25,54 menjadi 25,5

0,273 menjadi 0,27c. Jika yang akan dibulatkan memiliki angka terakhir 5, maka

pembulatannya dilakukan sedemikian rupa sehingga angka penting terakhir selalu genap.Contoh : 25,55 menjadi 25,6 dan 25,45 menjadi 25,4

0,275 menjadi 0,28 dan 0,265 menjadi 0,262. Penjumlahan dan Pengurangan

Pada waktu menjumlahkan bilangan-bilangan tidak eksak (angka penting) maka hasil terakhir hanya boleh mengandung satu angka ragu-ragu dengan memperhatikan aturan berikut.b. Angka ragu-ragu ditambah atau dikurang dengan angka ragu-ragu

menghasilkan angka ragu-ragu.c. Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka ragu-ragu menghasilkan

angka ragu-ragu.d. Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka pasti menghasilkan angka

pasti.Contoh :

215,3 angka 3 angka ragu-ragu 25,45 + angka 5 angka ragu-ragu240,75

Jadi hasilnya menjadi : 240,8

127,74 angka 4 angka ragu-ragu 12,5 angka 5 angka ragu-ragu 115,24 115,2

3. Mengali dan MembagiPada waktu mengalikan dan membagi bilangan tidak eksak dengan bilangan eksak, hasilnya mengandung angka penting sebanyak angka penting yang paling sedikit di antara yang diperkalikan atau dibagi itu.Contoh :

2,50 x 2,5 = 6,25 6,2 (2 angka penting)2,50 x 2,50 = 6,25 (3 angka penting)

(2 angka penting)

(3 angka penting)4. Memangkatkan

Bila suatu bilangan non eksak dipangkatkan, hasilnya memiliki angka penting sebanyak angka penting bilangan yang dipangkatkan.Contoh :


7 dan 5 adalah angka ragu-ragu

angka ragu-ragu

(3,25)2 = 10,5625 10,6Hasilnya 3 angka penting karena 3,25 terdiri dari 3 angka penting.3252 = 105625 106000Hasilnya 3 angka penting karena 325 terdiri dari 3 angka penting.0,53 = 0,125 0,1Hasilnya 1 angka penting karena 0,5 terdiri dari 1 angka penting.

5. Menarik AkarAkar pangkat dua atau lebih dari suatu bilangan tidak eksak, hasilnya memiliki angka penting sebanyak angka penting dari bilangan yang ditarik akarnya.Contoh :

, karena 125 memiliki 3 angka penting maka hasilnya harus memiliki 3 angka penting, yaitu 5,00.

, karena 144,0 memiliki 4 angka penting.

H. Ketidakpastian Pengukuran1. Jenis dan Sumber Ketidakpastian

a. Ketidakpastian BersistemKetidakpastian (kesalahan) bersistem akan menyebabkan hasil yang diperoleh menyimpang dari hasil sebenarnya.

Ketidakpastian ini dapat diminimalisir.Sumber-sumber ketidakpastian bersistem ini antara lain :1. Kesalahan kalibrasi alat ;

dapat diketahui dengan membandingkannya dengan alat yang lain.2. Kesalahan titik nol (KTN).3. Kerusakan komponen alat, misalnya pegas yang telah lama dipakai sehingga menjadi

tidak elastis lagi.4. Gesekan.5. Kesalahan paralaks.6. Kesalahan karena keadaan saat bekerja, kondisi alat pada saat dikalibrasi berbeda

dengan kondisi pada saat alat bekerja.

b. Ketidakpastian Rambang (Acak)Kesalahan ini bersumber dari gejala yang tidak mungkin dikendalikan atau diatasi. Ia berupa perubahan yang berlangsung sangat cepat sehingga pengontrolan dan pengaturan di luar kemampuan. Ketidakpastian ini menyebabkan pengukuran jatuh agak ke kiri dan ke kanan dari nilai yang sebenarnya.

Sumber-sumber ketidakpastian acak ini antara lain :1. Kesalahan menaksir bagian skala.

Sumber pertama ketidakpastian pada pengukuran adalah keterbatasan skala alat ukur. Harga yang lebih kecil dari nilai skala terkecil alat ukur (NST) tidak dapat lagi dibaca, sehingga dilakukan taksiran. Artinya, suatu ketidakpastian telah menyusup pada hasil pengukuran.Ada 3 (tiga) faktor penentu dalam hal penaksiran, yaitu :(a) Jarak fisis (Physical Distance) antara dua goresan yang berdekatan.(b) Halus atau kasarnya jarum penunjuk.(c) Daya pisah (Resolving Power) mata manusia.


X X X XHasil Pengukuran X0

XX X XHasil Pengukuran X0

X XHasil Pengukuran

2. Keadaan yang berfluktuasi, artinya keadaan yang berubah cepat terhadap waktu. Misalnya, kuat arus listrik, tegangan jala-jala PLN, dan sumber tegangan lain yang selalu berubah-ubah secara tidak teratur.

3. Gerak acak (gerak Brown) molekul-molekul udara. Gerak ini menyebabkan penunjukan jarum dari alat ukur yang sangat halus menjadi terganggu.

4. Landasan yang bergetar.5. Bising (Noise), yaitu gangguan pada alat elektronik yang berupa fluktuasi yang cepat

pada tegangan karena komponen alat yang meningkat temperatur kerjanya.6. Radiasi latar belakang seperti radiasi kosmos dari angkasa luar.

2. Analisis Ketidakpastian Pengukurana. Ketidakpastian Pengukuran Tunggal

Pengukuran tunggal adalah pengukuran yang dilakukan satu kali saja. Keterbatasan skala alat ukur dan keterbatasan kemampuan mengamati serta banyak sumber kesalahan lain, mengakibatkan :

”Hasil Pengukuran selalu dihinggapi Ketidakpastian”Nilai x sampai goresan terakhir dapat diketahui dengan pasti, namun bacaan selebihnya adalah terkaan atau dugaan belaka sehingga patut diragukan. Inilah ketidakpastian yang dimaksud dan diberi lambang x. Untuk pengukuran tunggal diambil kebijaksanaan :

(1)Dimana x adalah ketidakpastian pengukuran tunggal. Hasil pengukuran dilaporkan dengan cara yang sudah dibakukan seperti berikut.

X = (x x) [X] (2)Dimana :

X = simbol besaran yang diukur(x x) = hasil pengukuran beserta ketidakpastiannya[X] = satuan besaran x (dalam satuan SI)

Contoh 1 :Misalkan arus dalam rangkaian diukur dengan skala miliampere dari jarum penunjuk tampak pada Gambar 2 berikut.

Nilai arus yang terbaca lebih dari 3,5 mA tetapi kurang dari 3,7 mA. Maka yang dilaporkan adalah :

I = (3,60 0,05) mAPenulisan yang dilaporkan ini menunjukkan bahwa nilai sebenarnya kuat arus itu tidak diketahui. Kita hanya menduga bahwa arus itu sekitar 3,55 dan 3,65 mA. Berapa tepatnya? dengan satu kali pengukuran saja kita tidak tahu. Arus itu mungkin 3,58 mA, mungkin 3,63 mA, bahkan mungkin 3,565 mA. Tidak seorang pun yang tahu nilai sebenarnya.Dengan cara menulis demikian pengamat hanya ingin menyatakan arus itu dipercaya tidak kurang dari 3,55 mA ataupun lebih dari 3,65 mA. Pernyataan demikian memang tidak tegas, namun apa yang diharapkan dari pengukuran satu kali saja ?Dapat disimpulkan :


Pengukuran tunggal patut diragukan, karenanya harus dilaporkan dengan ketidakpastian yang cukup besar yaitu : ½ NST

2 3 4 mA

Gambar 2. Penunjukan skala dengan jarum penunjuk cukup tebal

Hal lain yang tersirat dalam penulisan di atas ialah tentang mutu skala alat ukur yang digunakan. Untuk contoh di atas, miliammeter yang digunakan hanya mampu mengukur paling kecil sampai 0,1 mA saja. Jadi NST-nya 0,1 mA.

Contoh 2 :Arus listrik diukur dengan ammeter yang ujung jarum penunjuknya cukup halus dan goresan skalanya cukup tajam (tipis) seperti pada gambar 3 berikut.

Nilai arus listrik yang ditunjukkan adalah ;

I = (3,63 0,03) mA atau I = 3,64 0,02) mA

Dengan demikian, arus yang terukur diduga bernilai sekitar 3,64 mA. Ketidakpastian yang ditunjukkan alat ditaksir lebih kecil dari ½ NST, oleh karena jarak pisah antara dua goresan yang berdekatan tampak jelas dengan ujung jarum penunjuk yang cukup halus. Ini memberikan alasan untuk menaksir ketidakpastiannya kurang dari ½ NST misalnya 1/3 NST (0,03 mA) atau 1/5 NST (0,02 mA). Jadi laporannya mungkin arus bernilai 3,60 mA dan 3,66 mA atau antara 3,62 mA dan 3,66 mA. Perhatikan bahwa kedua pernyataan ini berarti kuat arus listrik yang terukur adalah sekitar 3,63 mA atau 3,64 mA.

(1) Ketidakpastian Mutlak dan Ketepatan Pengukuranx disebut ketidakpastian mutlak pada nilai {x} dan memberi gambaran tentang mutu alat ukur yang digunakan.

Dari kedua contoh yang telah diberikan di atas, dapat disimpulkan bahwa meteran (alat ukur) kedua lebih baik dari alat ukur pertama.Dengan menggunakan alat ukur yang lebih bermutu, maka diharapkan pula hasil yang diperoleh lebih tepat, oleh karena itu ketidakpastian mutlak menyatakan ketepatan hasil pengukuran.

Jadi kuat arus listrik I = 3,64 mA adalah lebih tepat daripada I = 3,6 mA.Artinya I = 3,64 mA lebih mendekati kuat arus yang sebenarnya (Io) yang tidak diketahui.

(2) Ketidakpastian Relatif dan Ketelitian Pengukuran

Perbandingan antara ketidakpastian mutlak dengan hasil pengukuran disebut ketidakpastian relatif pada nilai {x}, sering dinyatakan dalam % (tentunya harus dikalikan dengan 100 %). Pada contoh – 1 di atas, ketidakpastian relatifnya adalah :

Sedangkan pada contoh – 2 ketidakpastian relatifnya adalah :

Ketidakpastian relatif menyatakan tingkat ketelitian hasil pengukuran.


Semakin baik mutu alat ukur, semakin kecil x yang diperoleh

Semakin kecil ketidakpastian mutlak, semakin tepat hasil pengukuran

Makin kecil ketidakpastian relatif, makin tinggi ketelitian yang dicapai pada pengukuran.

2 3 4 mA

Gambar 3. Penunjukan skala dengan jarum penunjuk cukup tipis

Pada contoh di atas, kuat arus listrik kedua telah berhasil diukur dengan tingkat ketelitian sekitar tiga kali lebih baik daripada pengukuran kuat arus listrik pertama. Perhatikan bahwa ketidakpastian relatif akan menjadi kecil jika yang diukur itu nilainya besar. Sebagai contoh, ammeter yang sama (I = 0,05 A) digunakan untuk mengukur kuat arus sebesar 5,0 A dan kuat arus kedua 10,0 A.

Dibandingkan dengan :

Dikatakan bahwa kuat arus kedua telah berhasil diketahui dengan ketelitian yang lebih baik daripada arus pertama oleh karena ketidakpastian relatifnya lebih kecil.Makna dari ketidakpastian mutlak dari ketidakpastian relatif ialah bahwa dalam usaha untuk mengetahui nilai sebenarnya (Xo) suatu besaran fisis dengan melakukan pengukuran, terbentur pada keterbatasan alat ukur maupun orang yang melakukan pengukuran hingga hasilnya selalu meragukan. Dalam teori pengukuran (Measurement Theory), tidak ada harapan mengetahui Xo lewat pengukuran, kecuali jika pengukuran diulang sampai tak berhingga kali. Jadi yang dapat diusahakan adalah mendekati Xo. Sebaik-baiknya, yakni dengan melakukan pengukuran berulang sebanyak-banyaknya.

b. Pengukuran Berulang (Berganda)Dengan mengadakan pengulangan, pengetahuan kita tentang nilai sebenarnya (Xo) menjadi semakin baik. Pengulangan seharusnya diadakan sesering mungkin, makin sering makin baik, namun perlu dibedakan antara pengulangan beberapa kali (2 atau 3 kali saja) dan pengulangan yang cukup sering (10 kali atau lebih). Pada modul ini, kita hanya akan membahas pengukuran yang berulang 2 atau 3 kali saja.Jika pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali dengan hasil x1, x2, dan x3 atau 2 kali saja misalnya pada awal percobaan dan pada akhir percobaan, maka {x} dan x dapat ditentukan sebagai berikut.Nilai rata-rata pengukuran dilaporkan sebagai { } sedangkan deviasi (penyimpangan) terbesar atau deviasi rata-rata dilaporkan sebagai x. Jadi :

Dengan :

x adalah yang terbesar di antara 1, 2, dan 3. Disarankan agar mengambil maks sebagai x oleh karena ketiga nilai x1, x2, dan x3 akan tercakup dalam interval : (x - x) dan (x + x).Contoh :Diperoleh hasil pengukuran :

X1 = 12,1 cmX2 = 11,7 cmX3 = 12,2 cm


{x} = , rata-rata pengkuranx = maksimum,

= rata-rata

Deviasi adalah selisih selisih antara tiap hasil pengukuran dari nilai rata-ratanya

Berapa (X X) yang harus dilaporkan ?Jawab :

1 = 12,1 – 12,0 | = 0,1 cm2 = 11,7 – 12,0 | = 0,3 cm3 = 12,2 – 12,0 | = 0,2 cmX = maks = 0,3 cm

Jadi, {X} = [ X X ] = [12,0 0,3] cm

Perhatikan bahwa ketiga nilai X yaitu X1, X2, dan X3 tercakup dalam interval [12,0 + 0,3] = 12,3 cm sampai dengan [12,0 – 0,3] = 11,7 cm.Jika X = rata-rata, maka :

Jadi, {X} = [ X X ] = [12,0 0,2] cmTernyata bahwa dengan cara kedua ini tidak sama nilai X dari hasil pengukuran tercakup dalam interval (x - x) dan (x + x).Jika kita ingin bersikap hati-hati dan adil terhadap semua hasil pengukuran yang diperoleh, maka cara pertama yang paling tepat meskipun cara kedua tidak dapat dikatakan salah. Yang menjadi persoalan sekarang adalah bagaimana cara menentukan jumlah angka berarti yang harus digunakan dalam melaporkan hasil suatu pengukuran. Jumlah ini harus tepat sesuai dengan ketepatan yang tercapai dalam pengukurannya agar orang lain yang membaca laporan itu tidak mendapat kesan yang keliru tentang ketelitian pengukuran itu. Jumlah angka berarti ditentukan oleh ketidakpastian relatifnya. Dalam hal ini orang sering menggunakan suatu aturan praktis sebagai berikut.

atau dengan persamaan :

Angka Berarti (AB) = (3)Contoh - 1:

Ketidakpastian relatif pada X1 adalah :

; Berhak atas 3 angka berarti.Contoh – 2 :

Ketidakpastian relatif pada X1 adalah :

; Berhak atas 4 angka berarti.

c. Ketidakpastian Pada Hasil PercobaanDi atas telah dijelaskan tentang bagaimana cara menentukan dan menuliskan hasil pengukuran langsung baik untuk pengukuran tunggal maupun untuk pengukuran berulang. Namun demikian, ada sesuatu hasil pengukuran yang diperoleh dengan melalui suatu perhitungan. Misalnya suatu zat cair, hendak diukur massa jenisnya, maka yang dilakukan


sekitar 10 %, menggunakan 2 angka berarti.

sekitar 1 %, menggunakan 3 angka berarti.

sekitar 0,1 %, menggunakan 4 angka berarti.

adalah mengukur volumenya dengan menggunakan gelas ukur kemudian ditimbang dengan menggunakan neraca. Andaikan diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut.

Massa zat cair (m) = 20,10 gramVolume zat cair (V) = 21,0 ml

Maka massa jenis () zat cair tersebut adalah :

Hasil ini tentunya akan dilaporkan dalam bentuk [ ], tetapi untuk menentukan , tidak dapat dilakukan dengan menggunakan ½ x NST, karena tidak diukur dengan alat kur secara langsung, tetapi diperoleh melalui hasil perhitungan. Penentuan ini (hasil perhitungan) dilakukan berdasarkan ketidakpastian dari besaran-besaran yang diukur. Perhitungan ketidakpastian seperti ini disebut rambat ralat.Misalkan suatu fungsi y = f (a, b, c, .....), y adalah hasil perhitungan dari besaran terukur a, b, dan c, (pengukuran tunggal). Jika a berubah sebesar da, b berubah sebesar db, dan c berubah sebesar dc maka ;

(4)Analog dengan persamaan (4) di atas, dapat dituliskan menjadi :

(5)a, b, c, .... diperoleh dari ½ x NST alat ukur atau sesuai aturan yang telah dijelaskan sebelumnya.1. Operasi rambat Ralat Pada Pengukuran Tunggal

(a) Rambatan Ralat Penjumlahan dan pengurangan.Misalkan hasil perhitungan pengukuran y = a b, dimana a dan b hasil pengukuran langsung, maka ;

(6)Di mana

dan Jadi,

Kesalahan mutlak dari bentuk jumlah atau selisih sama dengan jumlah kesalahan mutlak dari masing-masing sukunya.

(b). Rambatan Ralat Perkalian dan PembagianMisalkan hasil perhitungan y = a b, atau y = a b-1, di mana a dan b hasil pengukuran tunggal, maka :

Ketidakpastian mutlak dari y dapat ditentukan dengan :

Di mana,

danJadi :

Jika dibagi dengan , maka diperoleh :


Ketidakpastian relatif dari bentuk perkalian atau pembagian adalah jumlah ketidakpastian relatif dari masing-masing faktornya.

Contoh :Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut.Massa zat cair (m) = 25,10 g ; Volume zat cair (V) = 10,0 mlDengan NST neraca = 0,1 gNST gelas ukur = 1 mlMaka massa jenis () zat cair tersebut adalah :

(hasil perhitungan)= 2,51 g / ml (3 angka penting)

Selanjutnya, akan dicari ketidakpastian mutlak pengukuran massa jenis, , dengan menggunakan teori rambatan ralat, yaitu :

Dimana : Vm1

dan

Dengan menggunakan X = ½ x NST (untuk pengukuran tunggal), maka :m = ½ x 0,1 g = 0,05 gdan V = ½ x 1 ml = 0,5 mlSehingga :

= 0,1305 g/ml (perhitungan) = 0,1 g/ml (1 angka penting)

Jadi, besarnya massa jenis zat cair yang dilaporkan adalah : = | 2,5 0,1 | g/ml

2. Rambatan Ralat pada Pengukuran BerulangMisalkan suatu fungsi y = f (a, b, c, .....) adalah hasil perhitungan langsung dari besaran terukur a, b, dan c, maka jika a, b, c, ..... diukur berulang kali (pengukuran berganda), maka besarnya y dirumuskan sebagai :

Dimana merupakan harga mutlak.a, b, c, ....dapat ditentukan :(1) Untuk pengukuran sebanyak 3 kali, dapat diambil harga maksimum

deviasi dari rata-ratanya.(2) Untuk pengukuran sebanyak 10 kali atau lebih, dapat diambil

dengan menggunakan standar deviasi yang dirumuskan sebagai :

(7)


atau

Di mana : x = ketidakpastian mutlak (standar deviasi) besaran x x i = nilai data ke – i.n = banyaknya titik data

(a) Rambatan Ralat Penjumlahan dan pengurangan.Misalkan hasil perhitungan pengukuran y = a b, dimana a dan b hasil pengukuran langsung, maka ketidakpastian besaran y dituliskan sebagai :

(8)

dan jadi :

(b). Rambatan Ralat Perkalian dan PembagianMisalkan hasil perhitungan y = a / b, atau y = a b-1, dimana a dan b hasil pengukuran langsung tunggal, maka :

dan Maka berdasarkan aturan diferensial :

Jika dibagi dengan , maka diperoleh :

(9)Contoh :Misalkan suatu percobaan untuk menentukan kecepatan troley pada suatu jarak tertentu. Dari tiga orang anak diperoleh data sebagai berikut.

No. Jarak tempuh (cm) Waktu tempuh (s)1.2.3.

120,50120,35120,00

21,522,022,5

Dengan : NST alat ukur panjang = 0,1 cmNST alat ukur waktu = 1 s

Kecepatan troley tersebut adalah :

Rumus kecepatan :

Maka : = 120,283333 cm(perhitungan)= 120,28 cm (5 angka penting)


= 22,0 s (3 angka penting)Jadi,

= 5,47 cm/s (3 angka penting)

Selanjutnya, akan dicari V, yaitu dengan menggunakan teori ralat, yaitu :Tentukan terlebih dahulu x dan t dengan metode deviasi.(1) Untuk pengukuran jarak, x :

Jadi x yang dipilih adalah x = maks = 0,28 cm = 0,3 cm

(2) Untuk pengukuran waktu, t :

Jadi t yang dipilih adalah t = maks = 0,5 s

(coba buktikan sendiri !!!)

v = 0,125 cm/s (perhitungan) v = 0,1 cm/s (1 angka penting)Jadi, kecepatan troley yang dilaporkan adalah :

V = | 5,5 ,0,1 | cm/s

Dengan menggunakan persamaan akan diperoleh hasil yang sama. Selanjutnya untuk pengukuran lebih dari 3 kali, penentuan x dilakukan dengan menggunakan persamaan standar deviasi dengan bantuan kalkulator, dan perambatan ralatnya serupa dengan contoh terakhir di atas.



K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN PANJANG

A. MISTARKarena anda telah mengenal dan sering menggunakan mistar, maka ikutilah langkah-langkah kegiatan berikut ini:1) Siapkan alat-alat berikut:

Mistar Koin atau benda lain yang dapat diukur dengan menggunakan alat ukur panjang lainnya

(Jangka Sorong, Mikrometer Sekrup)2) Tentukan Nilai Skala Terkecil (NST) dari mistar yang kamu gunakan, catat hasilnya pada tabel

hasil pengamatan di bawah ini! (minta petunjuk pembimbing anda)3) Ukur panjang beberapa benda yang disediakan dengan menggunakan mistar dan catat

hasilnya pada tabel hasil pengamatan!

Hasil Pengamatan

NST Mistar = batas ukur/jumlah skala = ..............................................

Hasil Pengukuran (HP)HP = NST mistar x Jumlah skala hasil pengukuran

Tabel Hasil Pengamatan

No Nama Benda Dimensi yang diukur Hasil Pengukuran Kesalahan Mutlak

1

2

Berikan penjelasan apa yang dimaksud dengan NST, dan kemukakan apa makna dari NST mistar adalah 1 mm/skala?..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

B. JANGKA SORONGKegiatan ini dilakukan untuk memahami cara mengukur dengan menggunakan jangka sorong. Alat dan bahan yang digunakan adalah: Jangka Sorong, 1 buah Benda yang akan di ukur secukupnya Alat tulis Menulis


1. Teori SingkatSetiap jangka sorong memiliki skala utama (SU) dan skala bantu atau skala nonius (SN). Pada umumnya, nilai skala utama = 1 mm, dan banyaknya skala nonius tidak selalu sama antara satu jangka sorong dengan jangka sorong lainnya. Ada yang mempunyai 10 skala, 20 skala, dan bahkan ada yang memiliki skala nonius sebanyak 50 skala. Hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong diberikan oleh persamaan:

Hasil Pengukuran (HP) = Nilai Skala Utama – Nilai Stala Noniusdengan Nilai Skala Utama = Penunjukan skala utama x NST skala utama dan,

Nilai Skala Nonius = Penunjukan skala nonius x NST skala nonius.atau,

Contoh :Perhatikan gambar hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong di bawah ini!

Cara 1:Dari gambar terlihat bahwa jumlah skala nonius adalah 20 skala. Jika angka nol skala nonius diimpitkan dengan angka nol skala utamanya maka, angka 20 pada skala nonius akan tepat segaris dengan angka 39 pada skala utama (dapat dilihat langsung pada alatnya), sehingga:

Karena, Nilai Skala Utama = 1 mm/skala, maka:

Nilai Skala Nonius = 39 mm/skala

Karena skala pada skala utama yang paling tdekat dengan 1,95 mm adalah 2 mm, maka:

NST Jangka Sorong = 2 mm - 1,95 mm = 0,05 mm

Pada gambar terlihat, skala yang paling segaris adalah 60 pada skala utama dan 15 pada skala nonius, sehingga hasil pengukurannya adalah

=

Cara 2:Pada gambar di samping, penunjukan nol skala nonius berada antara 30 mm dan 31 mm, atau 30 mm lebih. Sedangkan skala nonius yang tepat berimpit atau segaris dengan salah satu skala utama adalah skala ke 15, maka hasil pengukurannya adalah :


cm

20

3 4 765

0

2. Kegiatan Pengukuran

Karena beberapa dari anda mungkin belum mengenal jangka sorong, maka minta informasilah pada pembimbing anda mengenai jangka sorong! Langkah-langkah kegiatan praktikum untuk pengukuran panjang dengan jangka sorong berikut ini:1. Siapkan alat-alat berikut:

- Jangka sorong (Mistar geser)- Benda yang sama yang diukur pada pengukuran panjang dengan mistar

2. Tentukan NST skala Utama, dan Jumlah Skala Nonius untuk menentukan Nilai Skala Terkecil (NST) dari jangka sorong yang akan kamu gunakan, catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan di bawah ini! (jika belum dimengerti minta petunjuk pembimbing anda)

3. Lakukan pengukuran terhadap benda yang disediakan dengan menggunakan jangka sorong dan catat hasilnya pada tabel hasil pengamatan!

3. Hasil PengamatanNST Jangka Sorong:

Nilai Skala Utama =Nilai Skala Nonius

29 SU = 20 SN

Nilai Skala Nonius =

Tabel Hasil PengamatanNo Benda Dimensi yang diukur

1Diameter Luar (cm) ………………………. (cm) ………………………. (cm)

1. 1. 1.

2. 2. 2.

3. 3. 3.

2……………………….. (cm) ………………………. (cm) ………………………. (cm)

1. 1. 1.

2. 2. 2.

3. 3. 3.


4. Perhitungan Ketidakpastian Pengukuran : 1. Benda Cincin…………………………

Diameter Luar………………………………. ▪ ………………………………..

1 = ……………….. 1 = …………….…

2 = ……………….. 2 = …………….…

3 = ………………… 3 = ………………

max. = ……………………..….. max. = ………………………………….

Pelaporan Fisika; Pelaporan Fisika;

PF = PF =

PF = …… =

2. Benda …………………………

………………………………. ▪ ………………………………..

1 = ……………….. 1 = …………….…

2 = ……………….. 2 = …………….…

3 = ………………… 3 = ………………

max. = ……………………..….. max. = ………………………………….


PF = PF =

…….. = ……… =

3. Benda …………………………

………………………………. ▪ ………………………………..

1 = ……………….. 1 = …………….…

2 = ……………….. 2 = …………….…

3 = ………………… 3 = ………………

max. = ……………………..….. max. = ………………………………….



PF = PF =

…… = …… =

C. MIKROMETER SEKRUPKegiatan ini dilakukan untuk memahami cara mengukur dengan menggunakan Mikrometer Sekrup. Alat dan bahan yang digunakan adalah:

Mikrometer Sekrup, 1 buah Benda yang akan di ukur secukupnya Alat tulis Menulis

1. Teori Singkat Mikrometer sekrup memiliki dua bagian skala mendatar (SM) sebagai skala utama dan skala putar (SP) sebagai skala nonius. NST mikrometer sekrup dapat ditentukan dengan cara yang sama prinsipnya dengan jangka sorong, yaitu :

Pada umumnya mikrometer sekrup memiliki NST skala mendatar (skala utama) 0,5 mm dan jumlah skala putar (nonius) sebanyak 50 skala. Hasil pengukuran dari suatu mikrometer dapat ditentukan dengan cara membaca penunjukan bagian ujung skala putar terhadap skala utama dan garis horisontal (yang membagi dua skala utama menjadi skala bagian atas dan bawah) terhadap skala putar.

Penunjukan skala mendatar (SU) terhadap ujung skala putar (nonius) pada gambar di samping adalah 5 skala, atau 5 x 0,5 mm = 2,5 mm. Penunjukan skala putar terhadap garis horizontal skala utama adalah : 32,5 skala, atau 32,5 x 0,01 mm. Sehingga hasil pengukurannya adalah : 2,5 mm + (32,5 x 0,01 mm) = 2,825 mm

1. Kegiatan Pengukuran Siapkan alat-alat dan bahan yang akan digunakan (benda dan dimensi yang akan diukur sama

dengan pada pengukuran panjang dengan mistar dan jangka sorong) Tentukan NST Mikrometer yang akan anda gunakan! Lakukan pengukuran terhadap benda yang disediakan dan catat hasilnya pada tabel hasil

pengamatan!

2. Hasil Pengamatan:NST mikrometer :NST = 0,5 mm/50 skala


0

30

35

Ujung skala putar

Garis horizontal SU

Tabel Pengamatan :

No BendaDimensi yang diukur

1……………………….. (cm) ……………………….. (cm)

………………………. (cm)

1. 1. 1.

2. 2. 2.

3. 3. 3.

2……………………….. (cm) ……………………….. (cm)

………………………. (cm)

1. 1. 1.

2. 2. 2.

3. 3. 3.

Perhitungan Ketidakpastian Pengukuran :1. Benda …………………………

………………………………. ▪ ………………………………..

1 = ……………………….. 1 = …………….…

2 = ………………………... 2 = …………….…

3 = ………………………… 3 = ………………

max. = ……………………..….. max. = ………………………………….


PF = PF =

.…… = …… =

2. Benda …………………………


………………………………. ▪ ………………………………..

1 = ……………………….. 1 = …………….…

2 = ………………………... 2 = …………….…

3 = ………………………… 3 = ………………

max. = ……………………..….. max. = ………………………………….


PF = PF =

.…… = …… =

3. Benda …………………………

………………………………. ▪ ………………………………..

1 = ……………………….. 1 = …………….…

2 = ………………………... 2 = …………….…

3 = ………………………… 3 = ………………

max. = ……………………..….. max. = ……………………………Pelaporan Fisika; Pelaporan Fisika;

PF = PF =

.…… = …… =

Pindahkan hasil pengukuranmu pada tabel dibawah ini!

No Dimensi yang diukur Alat Ukur Hasil Pengukuran

1

Diameter luar CincinMistar Dl =I 1,00 +- 0,05 I cmJangka sorong Dl =I 1,040 +- 0,005 I cm

Mikrometer Sekrup Dl =I 1,0420 +- 0,0005 I cm2

Diameter DalamMistarJangka sorong

Mikrometer Sekrup3

Tebal Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup4 Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup


No Dimensi yang diukur Alat Ukur Hasil Pengukuran

5 Mistar

Jangka sorong

Mikrometer Sekrup6 Mistar

Jangka sorongMikrometer Sekrup

Berdasarkan tabel rekap di atas, berikan komentar dan kesimpulan tentang hasil pengukuran yang telah anda peroleh!



K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN MASSA

Kegiatan praktikum untuk pengukuran massa dilakukan dengan menggunakan Neraca Ohauss 2610 Neraca Ohauss 311, Neraca Ohauss 310, dan Neraca Pegas. Kegiatan ini bertujuan untuk mempelajari cara penggunakan neraca tersebut untuk mengukur massa suatu benda. Alat dan Bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum

Neraca Ohauss 2610 g Neraca Ohauss 311 g Neraca Ohauss 310 g Neraca Pegas Beban, 2 buah

A. Teori Singkat1. Neraca Ohauss 2610

Pada neraca ini terdapat 3 (tiga) lengan dengan batas ukur yang berbeda-beda. Pada ujung lengan dapat digandeng 2 buah beban yang nilainya masing-masing 500 gram dan 1000 gram. Sehingga kemampuan atau batas ukur alat ini menjadi 2610 gram. Untuk pengukuran di bawah 610 gram, cukup menggunakan semua lengan neraca dan di atas 610 gram sampai 2610 gram ditambah dengan beban gantung. Hasil pengukuran dapat ditentukan dengan menjumlah penunjukan beban gantung dengan semua penunjukan lengan-lengan neraca.

2. Neraca Ohauss 311Neraca ini mempunyai 4 (empat) lengan dengan NST yang berbeda-beda, masing-masing lengan mempunyai batas ukur dan NST yang berbeda-beda. Untuk menggunakan neraca ini terlebih dahulu tentukan NST masing-masing lengan kemudian jumlahkan penunjukan lengan neraca yang digunakan.

3. Neraca Ohauss 310Neraca ini mempunyai 2 lengan dan skala berputar yang dilengkapi dengan nonius. Nonius pada alat ini tidak bergerak seperti pada mistar Geser dan mikrometer, cara menentukan NST dari alat ini, sama saja dengan mistar geser. Menentukan hasil pengukurannya adalah dengan menjumlahkan pembacaan masing-masing lengan, skala berputar dan penunjukan nonius.

4. Neraca PegasNeraca pegas adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat suatu benda (bukan massa). Alat ini menggunakan pegas yang dilengkapi dengan skala. Sebelum mengukur berat benda, tentukan batas ukur dan Nst-nya terlebih dahulu.

B. Kegiatan Pengukuran Tentukan NST masing-masing neraca. Ukur massa beberapa benda dengan menggunakan semua neraca yang tersedia. Bandingkan hasil pengukuran dari neraca-neraca tersebut Hitung ketidakpastian pengukuran dari tiap benda yang diukur.

C. Hasil Pengamatan/Pengukuran1. Neraca Ohauss 2610

NS lengan 1 =..................... NS lengan 3 = ....................

NS lengan 2 = .................... Massa beban gantung =.....................


NST Neraca Ohauss 2610:

=

Benda Penunjukan beban gantung (g)

Penunjukan lengan 1

Penunjukan lengan 2

Penunjukan lengan 3

Massa benda (g)

I

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1. m = I +- I

2.

3.

II

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

2. Neraca Ohauss 311NS lengan 1 =..................... NS lengan 3 = ....................

NS lengan 2 = .................... NS lengan 4 =.....................

NST Nerca Ohauss 311:

=

Benda Penunjukan lengan 1

Penunjukan lengan 2

Penunjukan lengan 3

Penunjukan lengan 4

Massa benda (g)

I

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

II

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

3. Neraca Ohauss 310

NS lengan 1 =.............

NS lengan 2 =.............

NS skala putar = 10 SN = 19 SU

Nilai SU = 0,1 gram/skala


10 SN = 1,9 gram

1 SN = 0,19 gram/Skala

Nilai skala nonius = 0,19 gram/skala

NST Neraca Ohaus 310 = 0,2 gr – 0,19 gram = 0,01 gram

Benda Penunjukan lengan 1

Penunjukan lengan 2

Penunjukan Skala Putar

Penunjukan Nonius

Massa Benda(g)

I

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

II

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

1.

2.

3.

4. Neraca PegasNST Neraca Pegas = ........................

Benda Berat benda (N) Massa (gr)

I

1.

2.

3.

1.

2.

3.

II

1.

2.

3.

1.

2.

3.

D. Ketidakpastian Pengukuran


a. =…………..…

1 = ……………………... 2 = …………………… 3 = ……………………….

m1 = max. = ………………………..


b. =………………..

1 = ……………………... 2 = …………………… 3 = ……………………….

m2 = max. = ………………………..


a. =…………………

1 = …………………. 2 = …………………… 3 = ……………………….

m1 = max. = ………………………..

b. =………………….

1 = …………..…….. 2 = ………….………….. 3 = …………..…….

m2 = max. = ………………………..

3. Neraca Ohauss 310 g

a. =…………….…

1 = …………………. 2 = …………………… 3 = ……………………….

m1 = max. = ………………………..


b. =……………..

1 = …………………….. 2 = …………………… 3 = ……………………….

m2 = max. = ………………………..

4. Neraca Pegas

a. =………..……

1 = …………………………... 2 = ……………………… 3 = …………..……………….

w1 = max. = ………………………..

b. =…………….

1 = ………………………….. 2 = ……………………..… 3 = ……..…………………….

= max. = ………………………..

E. Komentar dan Kesimpulan

Dari hasil pengukuran massa beban dengan menggunakan Neraca Ohauss 2610, Neraca Ohauss 311, Neraca Ohaus 310 gram, dan Neraca Pegas terhadap beban/objek yang sama,


bandingkan hasil pengukuran yang ada peroleh anda! Pindahkan hasil pengukuranmu pada tabel dibawah ini!

No Massa yang diukur Alat Ukur Hasil Pengukuran

1

I

Neraca Ohaus 2610Neraca Ohauss 311Neraca Ohaus 310

Neraca Pegas2

II

Neraca Ohaus 2610Neraca Ohauss 311Neraca Ohaus 310

Neraca Pegas

Berikanlah komentar dan kesimpulan berdasarkan hasil yang diperoleh pada tabel rekap di atas!



K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN TEGANGAN DAN KUAT ARUS LISTRIK

Kegiatan praktikum untuk pengukuran Tegangan dan Kuat Arus listrik, massa dilakukan dengan menggunakan Basic meter, AVO meter analog , dan Multimeter Digital. Kegiatan ini bertujuan untuk memahami penggunakan alat ukur listrik tersebut. Alat dan Bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum ini adalah:

Basicmeter AVO meter Analog Multimeter Digital Rheostat Resistor Tetap Sumber Tegangan DC (Baterai/Power Suply) Kabel penghubung secukupnya

A. TEORI SINGKATBasicmeter, AVO meter Analog, dan Multimeter Digital adalah alat ukur besaran listrik yang akan

sering kita jumpai dalam kegiatan laboratorium selanjutnya, untuk itu pengetahuan tentang alat ukur ini sangat dibutuhkan. Alat ukur ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan dan kuat arus listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya basic meter memiliki batas ukur arus dari 100 A sampai dengan 5 A dan batas ukur tegangan dari 100 mV sampai dengan 50 V. Jika alat ini akan digunakan untuk melakukan pengukuran arus, maka terminal-terminal untuk tegangan ditutup dan begitu pula sebaliknya. Sebelum menggunakan alat ini, usahakan agar jarum menunjuk tepat di titik nol dengan mengatur sekrup yang ada pada bagian atas panel meternya.

Selanjutnya, gunakan batas ukur terbesar lebih dahulu untuk menghindari kelebihan beban (over load) pada alat yang dapat mengakibatkan kerusakan yang fatal. Untuk menentukan nilai skala terkecil (NST) dari basicmeter, dapat dilakukan dengan membagi batas ukur yang digunakan dengan banyaknya skala pada basicmeter. Untuk alat ukur yang lainnya dapat anda cari sendiri referensinya, tapi prinsipnya penggunaannya sama.

Contoh : Jika batas ukur yang digunakan untuk melakukan pengukuran kuat arus listrik adalah 100 mA dan diketahui banyaknya jumlah skala kecil (goresan) pada basicmeter adalah 50 skala, maka :

Jika jarum menunjukkan 15,5 skala (dengan asumsi bahwa jarak antara dua goresan terdekat masih dapat diamati dengan jelas dan jarum penunjuk cukup tipis), maka kuat arus yang terukur adalah : 15,5 x 2 mA = 31,0 mA


B. KEGIATAN PENGUKURANa. Buatlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini

Rakitlah skema percobaan seperti pada gambar berikut.

b. Atur Rheostat (RV) pada posisi tertentu!c. Ukur besar tegangan pada resistor dan kuat arus listrik yang melalui resistor

dengan menggunakan basicmeter (mulailah dengan batas ukur terbesar). Catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan.

d. Ubah-ubahlah batas ukur pada basicmeter, lakukan pengukuran sama dengan pada langkah c! tuliskan hasil pengukuran anda pada tabel hasil pengamatan!

e. Lakukan pengukuran yang sama dengan menggunakan alat ukur yang lain. Catat hasilnya pada tabel pengamatan.

f. Lanjutkan pengukuran dengan menggeser Rheostat pada posisi kedua dan ulangi langkah c damapi dengan langkah e!

C. HASIL PENGAMATANNilai Resistor yang digunakan =

Tegangan Sumber =

Posisi Rheostat Alat Ukur

Pengukuran Tegangan PengukuranKuat Arus Listrik

Batas Ukur NST Tegangan

(volt)Batas Ukur NST Kuat arus (mA)

I

Basicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

IIBasicmeter

AVO meter


ɛ

R

Rv

Posisi Rheostat Alat Ukur

Pengukuran Tegangan PengukuranKuat Arus Listrik

Batas Ukur NST Tegangan

(volt)Batas Ukur NST Kuat arus (mA)

analog

Multimeter Digital

Multimeter Digital

D. PERHITUNGAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURANAnalisis besar kesalahan mutlak hasil pengukuran anda, dan masukkan dalam tabel di bawah ini!

1. Pengukuran Tegangan Listrik

Posisi Rheostat Alat Ukur Batas Ukur NST

I

Basicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

II

Basicmeter

AVO meter analog



Multimeter Digital

2. Pengukuran Kuat Arus Listrik


I

Basicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

II

Basicmeter

AVO meter analog

Multimeter Digital

E. KOMENTAR DAN KESIMPULAN




K EGIATAN LABORATORIUM PENGUKURAN WAKTU DAN TEMPERATUR

Kegiatan praktikum ini bertujuan untuk memahami penggunakan alat ukur besaran waktu dan temperatur. Alat dan Bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum ini adalah:

Termometer Stopwatch Gelas ukur Pembakar Spiritus Air

A. TEORI SINGKATTermometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur suatu zat. Ada dua jenis

termometer yang umum digunakan dalam laboratorium, yaitu termometer air raksa dan termometer alkohol. Keduanya adalah termometer jenis batang gelas dengan batas ukur minimum –10 oC dan batas ukur maksimum +110 oC. Nilai skala terkecil untuk kedua jenis termometer tersebut dapat ditentukan seperti halnya menentukan nilai skala terkecil sebuah mistar biasa, yaitu dengan mengambil batas ukur tertentu dan membaginya dengan jumlah skala dari nol sampai pada ukur yang diambil tersebut.

B. KEGIATAN PENGUKURAN1. Siapkan gelas ukur, bunsen pembakar lengkap dengan kaki tiga dan lapisan asbesnya

dan sebuah termometer.2. Isi gelas ukur dengan air hingga ½ bagian dan letakkan di atas kaki tiga tanpa ada

pembakar.3. Tentukan NST masing-masing alat ukur yang akan digunakan.4. Ukur temperatur air dalam gelas ukur. Catat hasil pengukuran ini sebagai temperatur

mula-mula (To).5. Nyalakan bunsen pembakar dan tunggu beberapa saat hingga nyalanya terlihat

normal.6. Letakkan bunsen pembakar tadi tepat di bawah gelas kimia bersamaan dengan

menjalankan alat pengukur waktu (jam tangan misalnya)7. Catat temperatur yang terbaca pada termometer tiap selang waktu 1 menit sampai

diperoleh 5 atau 6 data pada tabel pengamatan 1.8. Ulangi kegiatan 4, 5, dan 6.9. Catat waktu yang dibutuhkan setiap kenaikan 100 C catat hasilnya dalam tabel 2!

C. Hasil PengamatanNST termometer = ………….

NST Stopwatch = ………….

Temperatur mula-mula (To) = ………….Tabel Pengamatan 1:

No. Menit ke - Temperatur (Ti) Perubahan Temperatur (T)

1. 1


2. 2

3. 3

4. 4

5. 5

Tabel Pengamatan 1:Temperatur mula-mula (To) = ………….

No. Kenaikan Temperatur Waktu (s) Selang Waktu (s)

1. 100 C 3 m

2. 200 C 6 m

3. 300 C

4. 400 C

D. KOMENTAR DAN KESIMPULAN.


DAFTAR PUSTAKA

Darmawan, B. 1984. Teori Ketidakpastian Menggunakan satuan SI, edisi kedua. ITB. BandungTim Dosen Fisika Dasar 1 Jurusan Fisika FMIPA UNM. 2012. Modul Pengukuran Dasar dan Teori

Ketidakpastian Pengukuran. Laboratorium Fisika FMIPA UNM. Makassar


Modul Pengukuran Dasar FIx.doc

Documents