Pengukuran

Definisi Pengukuran, Besaran dan Satuan

Sobat Pintar, Apasih Pengukuran Itu ?

Dalam Fisika, Pengukuran didefinisikan sebagai berikut:

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan nilai besaran yang diukur dengan besaran lain yang sejenis yang telah ditetapkan sebagai satuan. Misalnya, Sobat Pintar melakukan kegiatan pengukuran panjang meja dengan pensil. Dalam kegiatan tersebut artinya kalian membandingkan panjang meja dengan panjang pensil.

Panjang pensil yang kamu gunakan adalah sebagai satuan. 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.

Pengukuran Berdasarkan Metode Pengukuran

Sobat pintar, dalam melakukan pengukuran, bisa dilakukan sekali ataupun berulang kali. Berdasarkan metode pengukuran, jenis pengukuran dibedakan menjadi 2 yaitu:

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.

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.

Contohnya untuk mengukur kecepatan gerak suatu benda, maka besaran-besaran yang harus kita ukur adalah panjang dan waktu (v = s/t). Jadi alat ukur yang digunakan adalah alat ukur panjang seperti penggaris/rollmeterdan alat ukur waktu seperti stopwatch. Dan hasil pengukuran nantinya dalah hasil pengukuran penggaris/rollmeter dibagi hasil pengukuran stopwatch.

Pengukuran Panjang dengan Mistar

Sobat pintar, untuk melakukan pengukuran diperlukan alat-alat ukur. Nah terdapat beberapa tiga alat ukur besaran pokok yaitu panjang, massa dan waktu. 

Nah pada modul ini, kita akan belajar terkait pengukuran panjang.

Pengukuran Menggunakan Mistar

Taukah Sobat Pintar jika alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran benda?

Misalnya saja, untuk mengukur lebar buku kita gunakan pengaris.

Penggaris atau mistar memiliki berbagai macam jenis, seperti penggaris yang berbentuk lurus, penggaris siku berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu yang berbentuk roll, dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar mempunyai batas ukur sampai 1 meter, sedangkan meteran pita dapat mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm.

Yuk Sobat kita simak cara membaca skala mistar dibawah ini...

Posisi mata harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan pembacaan hasil pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan kesalahan paralaks.

Pengukuran Massa Benda

Sobat pintar, kalian tentu sudah tidak asing lagi dengan pengukur massa. Kalian pasti pernah menimbang berat suatu benda dengan menggunakan alat pengukur bukan?

Nah, alat pengukur itu dikenal dengan nama neraca. Namun beberapa neraca yang digunakan sering dinamakan timbangan. Timbangan digunakan untuk mengukur massa benda. Prinsip kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu keseimbangan antara massa benda yang diukur dengan anak timbangan yang digunakan. Dalam dunia pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan. Perhatikan beberapa alat ukur berat berikut ini.

Bagian-bagian dari neraca O’Hauss tiga lengan adalah sebagai berikut:

• Lengan depan memiliki skala 0—10 g, dengan tiap skala bernilai 1 g.

• Lengan tengah memiliki skala 0—500 g, tiap skala sebesar 100 g.

• Lengan belakang memiliki skala 10—100 g, tiap skala 10 g.

Cara Membaca Neraca O'hauss

Sobat pintar, adapun langkah-langkah menggunakan neraca ohaus tiga lengan adalah sebagai berikut.

1. Posisikan skala neraca pada posisi nol dengan menggeser pemberat (anting) pada lengan depan, tengah, dan belakang ke sisi kiri dan dan putar tombol kalibrasi sampai garis kesetimbangan mengarah pada angka nol.
2. Periksa bahwa neraca pada posisi setimbang.
3. Letakkan benda yang akan diukur massanya di tempat yang tersedia pada neraca (tempat beban).
4. Geser ketiga pemberat diurutkan dari pemberat yang paling besar ke yang terkecil yaitu dimulai dari lengan yang menunjukkan skala ratusan, puluhan, dan satuan sehingga tercapai keadaan setimbang. Bacalah massa benda dengan menjumlahkan nilai yang ditunjukkan oleh skala ratusan, puluhan, dan satuan atau sepersepuluhan.

Suhu dan Alat Ukur Suhu

Apasih Suhu itu?

Suhu adalah ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol.

Kenapa harus raksa?

Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut:

a. raksa tidak membasahi dinding kaca,
b. raksa merupakan penghantar panas yang baik,
c. kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,
d. jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC.

Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78ºC.

Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih.

Oke Sobat, berikutnya akan kita bahas penetapan titik tetap pada skala termometer...

Penyebab Kecelakaan di Laboratorium

Belajar fisika tidak dapat dipisahkan dari kegiatan laboratorium. Dalam melaksanakan percobaan dan kegiatan di laboratorium mungkin saja terjadi kecelakaan. Oleh karena itu, penting sekali untuk menjaga keselamatan dalam bekerja. Salah satu usaha menjaga keselamatan kerja dan mencegah terjadinya kecelakaan adalah dengan memperhatikan dan melaksanakan tata tertib di laboratorium.

Taukah Sobat Pintar mengapa kecelakaan dapat terjadi?

Kecelakaan di laboratorium dapat terjadi disebabkan beberapa hal, antara lain :
a. tidak mematuhi tata tertib laboratorium,
b. tidak bersikap baik dalam melaksanakan kegiatan laboratorium,
c. kurangnya pemahaman dan pengetahuan terhadap alat, bahan, serta cara penggunaannya,
d. kurangnya penjelasan dari guru atau tenaga laboratorium, dan
e. tidak menggunakan alat pelindung.

Ketelitian (Akurasi) dan Ketepatan (Presisi)

Sobat pintar, dalam melakukan pengukuran penting bagi kita untuk mengetahui perbedaan ketelitian (akurasi) dan ketepatan (presisi). Kedua hal ini memiliki arti yang berbeda, loh. Akurasi adalah “keadaan benar” sedangkan presisi adalah “keadaan pasti”.

• Ketelitian adalah derajat kedekatan hasil pengukuran yang diperoleh dari pengukuran berulang

Contoh : Fahmi dan Haris mengukur panjang buku menggunakan penggaris. Hasil yang diperoleh Fahmi adalah 4,7 cm; 4,5 cm; 4,8 cm; 4,6 cm dan 4,4 cm. Hasil yang diperoleh Haris adalah 4,7 cm; 4,5 cm; 4,8 cm; 3,6 cm dan 4,4 cm. Dengan data yang diperoleh tersebut maka pengukuran yang teliti adalah yang dilakukan Fahmi, karena hubungan pengukuran yang diperoleh memiliki hasil yang relatif sama.

Ketepatan

• Ketepatan adalah derajat kedekatan hasil pengukuran terhadap hasil pengukuran sebelumnya.

Contoh : Massa jenis air pada keadaan normal adalah 1000 kg/m³. Dalam pengukuran massa jenis air, Fami mendapatkan hasil 1004 kg/m³ dan Haris mendapatkan hasil 999 kg/m³. Maka pengukuran yang lebih tepat adalah pengukuran yang dilakukan oleh Haris karena memiliki hasil yang lebih dekat daripada pengukuran yang dilakukan oleh Fahmi.

Jadi, saat melakukan pengukuran, dua hal ini selalu diperhitungkan, loh sobat pintar! Karena jika hasil pengukuran presisi tetapi tidak akurat, makan hasilnya tidak cocok dengan yang diperkirakan. Jika hasil pengukuran akurat tetapi tidak presisi, makan ada keberagaman yang besar pada pengukuran. Dan akhirnya, jika pengukuran aktual tidak akurat maupun presisi, makan hasil nya akan kurang tepat dan pasti pada waktu yang bersamaan.

Untuk lebih jelas nya nih, coba perhtikan gambar berikut ini ya Sobat!

Pada gambar (a), menunjukkan bahwa hasil tersebut tidak presisi dan tidak akurat. Pada gambar (b) menunjukkan hasil yang presisi dan akurat sedangkan pada gambar (c) menunjukkan bahwa hasil tersebut presisi namun tidak akurat. Nah sudah paham kan sobat?

Jadi, saat melakukan pengukuran, dua hal ini selalu diperhitungkan, loh sobat pintar! Karena jika hasil pengukuran presisi tetapi tidak akurat, makan hasilnya tidak cocok dengan yang diperkirakan. Jika hasil pengukuran akurat tetapi tidak presisi, makan ada keberagaman yang besar pada pengukuran. Dan akhirnya, jika pengukuran aktual tidak akurat maupun presisi, makan hasil nya akan kurang tepat dan pasti pada waktu yang bersamaan

Kesalahan dalam Pengukuran

 

1. Kesalahan kalibrasi. Cara memberi nilai skala pada saat pembuatan alat tidak tepat, sehingga setiap kali alat digunakan ada suatu ketidakpastian pada hasil pengukurannya. Kesalahan ini dapat diketahui dengan cara membandingkan alat yang salah tersebut dengan alat baku.
2. Kesalahan titik nol. Artinya jarum penunjuk skala tidak tepat berada di titik nol alat ukur.
3. Kelelahan komponen alat ukur. Kesalahan ini misalnya terjadi pada pegas. Pegas yang sering dipakai lama-kelamaan akan melar sehingga dapat mempengaruhi gerak jarum penunjuk skala.
4. Kondisi lingkungan kerja. Lingkungan kerja seperti suhu, tekanan, kelembaban dan perubahan tegangan listrik berpengaruh terhadap ketepatan pengukuran.

1. Kesalahan paralak. Kesalahan ini timbul apabila saat membaca skala posisi pengamat tidak tegak lurus dengan jarum penunjuk skala.
2. Kesalahan penafsiran. Kesalahan ini terjadi karena salah tafsir terhadap bagian skala alat ukur. Pada peralatan yang rumit operasinya, pengamat harus memahami cara penggunaan alat dengan baik sebelum melakukan percobaan sehingga tidak terjadi kesalahan pengukuran.

Selain itu terdapat faktor yang juga meengaruhi kesalahan dalam pengukuran diantaranya biasanya, suatu pengukuran dilakukan di lingkungan yang tidak dapat dikontrol. Efek suhu, tekanan atmosfer, angin, gravitasi bumi pada alat ukur juga dapat menimbulkan kesalahan-kesalahan pada hasil pengukuran.

Penggunaan Angka Penting

Menurut sobat pintar, angka penting itu apa sih?

Nah, angka penting merupakan angka hasil pengukuran. Pada angka penting terdapat angka pasti dan angka taksiran. Jadi gini sobat pintar, dalam setiap pengukuran selalu diikuti dengan angka ketidakpastian. Angka ketidakpastian ini ditentukan oleh skala alat ukur yang kemudian disebut angka taksiran. Untuk menyatakan dan menuliskan angka penting ada beberapa aturan yang berlaku diantaranya;

• Semua angka bukan nol adalah angka penting, kecuali ada tanda kusus.

• Angka nol yang terletak diantara angka bukan nol adalah angka penting.

• Angka nol yang terletak dibelakang angka bukan nol bukan angka penting kecuali jika diberi tanda.

• Angka nol yang terletak didepan angka bukan nol dalam desimal bukan merupakan angka penting.

0,0210 memiliki 3 angka penting

• Angka nol dibelakang angka bukan nol dalam desimal merupakan angka penting.