Fisika

Jenis-jenis 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.

Nah sobat pintar, sedangkan berdasarkan banyaknya pengukuran, jenis pengukuran dibedakan menjadi 2 yaitu:

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.

Pengukuran Berulang

Pengukuran berulang adalah pengukuran yang dilakukan berkali-kali. Pengukuran berulang dilakukan karena:

- Pengukuran tunggal memberikan hasil yang kurang teliti

- Hasil pengukuran tunggal lebih mendekati nilai yang sebenarnya

- Ketidakpastian pengukuran berulang lebih kecil daripada ketidakpastian pengukuran tunggal.

Pengukuran Panjang

Sobat pintar, untuk melakukan pengukuran diperlukan alat-alat ukur.

Pertama, 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.

Selain menggunakan mistar, pengukuran panjang juga dapat dilakukan menggunakan jangka sorong.

Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter bagian dalam sebuah pipa.

Bagian-bagian penting jangka sorong yaitu:

Rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm

1. Rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 1 mm.

Cara Mengukur Menggunakan Jangka Sorong

• Jepit benda yang akan diukur dengan rahang jangka sorong.

Mari kita perhatikan gambar berikut ini Sobat

Lihat angka pada skala utama. Pada gambar terlihat nilainya 2,4 cm.

• Lihat garis pada skala nonius yang segaris lurus dengan garis pada skala utama. Pada gambar terlihat nilainya 0,07 cm.
• Jadi, diameter benda itu adalah 2,4 cm + 0,07 mm = 2,47 cm.

Sobat sekarang kita lanjut yuk ke pengukuran mikrometer skrup

Mikrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil.

Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder bergerigi. Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil untuk skala putar sebesar 0,01 mm. Berikut ini gambar bagian-bagian dari mikrometer.

Cara Mengukur Menggunakan Mikrometer Sekrup

• Benda yang akan diukur dijepit pada rahang mikrometer sekrup.
• Lihat angka pada skala utama.
• Lihat angka pada skala putar yang membentuk garis lurus dengan sumbu skala utama.

Pengukuran Massa

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.

Pengukuran Waktu

Berbagai jenis alat ukur waktu misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding, jam atom, jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch termasuk alat ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,1 s.

Nah Sobat berikut ini adalah contoh alat pengukur besaran waktu

 

Pengukuran 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:

1. raksa tidak membasahi dinding kaca,
2. raksa merupakan penghantar panas yang baik,
3. kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,
4. 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

Titik Tetap Skala Termometer

Sobat Pintar, sekarang yuk kita lanjut ke penetapan skala pada termometer.

Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer :

• Termometer Celcius

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.

• Termometer Reaumur

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.

• Termometer Fahrenheit

Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.

• Termometer Kelvin

Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah

C : R : F = 100 : 80 : 180
C : R : F = 5 : 4 : 9

Dengan memperhatikan titik tetap bawah 0ºC = 0ºR = 32ºF, maka hubungan skala C, R, dan F dapat ditulis sebagai berikut:

tº C =5/4 tºR
tº C =5/9 (tºF – 32)
tº R =4/9 (tºF – 32)

Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah

t K = tºC + 273 K

Sobat Pintar juga dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama.

Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer.

 

Dengan membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.

(Tx -Xb)/(Xa- Xb)=(Ty- Yb)/( Ya- Yb)

Keterangan:
Xa = titik tetap atas termometer X
Xb = titik tetap bawah termometer X
Tx = suhu pada termometer X
Ya = titik tetap atas termometer Y
Yb = titik tetap bawah termometer Y
Ty = suhu pada termometer Y

1.

Sobat Pintar, yuk kita kerjakan soal di bawah ini!

Berikut ini merupakan besaran turunan ....

A. Panjang
B. Massa
C. Arus
D. Gaya
E. Jumlah zat

2.

Yuk Sobat Pintar, kerjakan latihan berikut ini!

Satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang sama atau tetap untuk semua orang disebut ....

A. Satuan tidak baku
B. Satuan baku
C. Satuan angka penting
D. Satuan besaran pokok
E. Satuan besaran turunan

3.

Yuk Sobat Pintar, kerjakan latihan berikut ini!

Besaran di bawah ini adalah besaran pokok, kecuali ....

A. suhu
B. massa
C. kecepetan
D. panjang
E. waktu

4.

Yuk Sobat Pintar, kerjakan latihan berikut ini!

Kelompok besaran di bawah ini yang merupakan kelompok besaran turunan adalah ....

A. panjang lebar dan luas
B. intensitas cahaya, banyaknya mol dan volume
C. kuat arus, suhu dan usaha
D. kecepatan, berat dan suhu
E. kecepatan, percepatan dan gaya

5.

Yuk Sobat Pintar, kerjakan latihan berikut ini!

Dua besaran memiliki hubungan: jika besaran satu diperbesar 2 kali maka besaran yang lain juga diperbesar 2 kali. Hubungan besaran ini adalah ...

A. sebanding
B. berbanding terbalik
C. berbanding lurus 4 kali
D. berbanding terbalik 4 kali
E. perkaliannya tetap