Makalah Pengukuran dan Ketidakpastian

MATA KULIAHPENGANTAR LABORATORIUM FISIKA

MAKALAHPENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN DALAM

PENGUKURANDosen:

ANDI ICHSAN MAHARDIKA, M.Pd

DISUSUN OLEH:

1.EenIrawati NIM: A1C4130142.FazrulFalah NIM: A1C4130643.Khairil NIM: A1C4092474.Khalid NIM: A1C4130665.MaulidaWati NIM: A1C4132266.MeldaRizkaPutri NIM:A1C4132107.UlulHasanKomariahNIM: A1C4130308.UmiKalsum NIM: A1C413060

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

1

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARMASIN2013

KATA PENGANTAR

Pujisyukur kamipanjatkankepada Allah SWT yang

telahmemberikanrahmatdankarunia-Nyasehingga

kamidapatmenyelesaikanMakalahPengukurandanKetidakpas

tiandalamPengukuran.Makalahinidisusununtukmemenuhitu

gaskuliahPengantarLaboratoriumFisikaolehBapakAndiIch

sanMahardika, M.Pddansebagaibahanreferensiuntuk

program matakuliahPengantarLaboratoriumFisika.

Dalamduniannya,

ilmusainstentunyatidakpernahlepasdari yang

namanyateori, hitung-hitungan,

sertapraktik.Karenadenganadanyapraktiktersebutlahkit

aakanlebihmenguasaiilmuataubidang yang kitapelajari.

Begitujugadenganfisika,

jikakitasudahmengenalataumendapatkanteori-teorinya,

pandaimenghitungdanmenggunakanrumus-

rumusnyadengansemestinya, sertamengetahuibesarannya,

makaakanlebihsempurnajikakitabisamempraktikkannya.

2

Dalampraktikfisika, ada yang

namanyapengukuran.Pengukurandilakukanuntukmembanding

kansuatubesarandenganbesaranlainsejenis yang

dipergunakansebagaisatuannya. Namun,

pengukurantersebuttentujugapernahatauakanmengalamike

salahan, jikakitatidakmemperhatikanketentuan-

ketentuanuntukmelakukanpengukurantersebut.

Sehiggamenimbulkanketidakpastiandalampengukuran.

Olehkarenaadanyaketidakpastiandalampengukuranterse

butlah, kitasebagai orang yang

mempelajariilmufisika, harusmemilikiketelitian yang

tinggi agar bisameminimalisirkesalahan-kesalahan

yang terjadidalammelakukanpengukuran-

pengukuran.Karenapengukurantersebutadalahsalahsatuke

giatan yang

amatpentingdalampraktikfisikauntukmendapatkanhasil

yang tepatdanakurat.

Kami

sudahberusahamenyelesaikanmakalahinidengansebaik-

baiknya.Namundemikian kami

3

menyadaribahwamasihbanyakkekurangan.Olehkarenaitu

demi kesempurnaan, kami mengharapkanadanyakritikdan

saran darisemuapihak demi untukperbaikankedepannya.

Banjarmasin, 9

September 2013

Tim Penyusun

4

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................i

DAFTAR ISI ...................................................iii

Bab IPendahuluan..............................................1

1.1 LatarBelakang.............................................1

1.2 RumusanMasalah............................................2

1.3 Tujuan....................................................2

Bab II Pembahasan.............................................3

2.1 PengertianPengukuran......................................3

2.2 BesaranPokokdanBesaranTurunan.............................3

2.3 PengukuranBesaranFisika...................................6

2.4 KetidakpastiandalamPengukuran.............................23

2.5 Cara MeminimalisirKesalahanpadaPengukuran.................29

Bab III Penutup...............................................31

3.1 Kesimpulan................................................31

3.2 DaftarPustaka.............................................33

BAB I

PENDAHULUAN

5

1.1 Latar Belakang

Fisika adalah ilmu pengetahuan eksperimental,

dimana berupa ilmu yang memahami segala sesuatu tentang

gejala alam melalui pengamatan atau observasi dan

memperoleh kebenarannya secara empiris melalui panca

indera.Dalam melakukan eksperimen kita memerlukan

pengukuran- pengukuran. Karena itu, pengukuran

merupakan bagian yang sangat penting dalam proses

membangun konsep-konsep fisika.

Pengamatan suatu gejala secara umum tidak lengkap

apabila tidak ada data yang didapat dari hasil

pengukuran. Lord Kelvin, seorang ahli fisika berkata,

bila kita dapat mengukur yang sedang kita bicarakan dan

menyatakannya dengan angka-angka, berarti kita

mengetahui apayang sedang kita bicarakan itu.

Pengukuran dilakukan untuk membandingkan suatu

besaran dengan besaran lain sejenis yang dipergunakan

sebagai satuannya. Namun, pengukuran tersebut tentu

juga pernah atau akan mengalami kesalahan, jika kita

6

tidak memperhatikan ketentuan-ketentuan untuk melakukan

pengukuran tersebut. Sehigga menimbulkan ketidakpastian

dalam pengukuran.

Oleh karena adanya ketidakpastian dalam pengukuran

tersebutlah, kita sebagai orang yang mempelajari ilmu

fisika, harus memiliki ketelitian yang tinggi agar bisa

meminimalisir kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam

melakukan pengukuran-pengukuran.Karena pengukuran

tersebut adalah salah satu kegiatan yang amat penting

dalam praktik fisika untuk mendapatkan hasil yang tepat

dan akurat.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan pengukuran ?

2. Apa yang dimaksud dengan besaranfisika ?

3. Apa saja alat-alat yang digunakan dalam

pengukuran ?

4. Apa saja penyebabkan terjadinya

ketidakpastian dalam pengukuran ?

7

5. Bagaimanakah cara agar bisa meminimalisir

ketidakpastian dalam pengukuran ?

1.3 Tujuan

A. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan

pengukuran.

B. Untuk mengetahhui apa yang dimaksud dengan

besaran fisika.

C. Untuk mengetahui alat- alat yang digunakan

dalam pengukuran.

D. Untuk mengetahui apa saja penyebab terjadinya

ketidakpastian dalam pengukuran.

E. Untuk mengetahui cara meminimalisir

ketidakpastian dalam pengukuran.

BAB II

8

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian Pengukuran

Pengukuran adalah suatu teknik untuk menyatakan

suatu sifat fisis dalam bilangan sebagai hasil

membandingkannya dengan suatu besaran baku yang

diterima sebagai satuan.

Misalnya, kamu melakukan kegiatan pengukuran

panjang meja dengan pensil.Dalam kegiatan tersebut

artinya kamu 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.

9

2.2 Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah

didefinisikan terlebih dahulu.Besaran Turunan adalah

besaran yang satuannya diperoleh dari besaran pokok.

A. Pengertian Besaran Fisika, Besaran Pokok,

dan Besaran Turunan

Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang

dimaksud dengan berat badan adalah massa, sedangkan

dalam fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat

badan dapat kita tentukan dengan menggunakan

alat timbangan berat badan.Misalnya, setelah ditimbang

berat badanmu 50 kg atau dalam fisika bermassa 50 kg.

Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat

kita ukur dan dapat kita nyatakan dengan angka dan

satuan. Panjang dan massa merupakan besaran fisika.

Jadi, besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda

yang dinyatakan secara kuantitas.

10

Selain besaran fisika juga terdapat besaran-

besaran yang bukan besaran fisika, misalnya perasaan

sedih, gembira, dan lelah.Karena perasaan tidak dapat

diukur dan tidak dapat dinyatakan dengan angka dan

satuan, maka perasaan bukan besaran fisika.

Besaran fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu

besaran pokok dan besaran turunan.Besaran pokok adalah

besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu.Adapun,

besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari

besaran-besaran pokok.

Sistem satuan besaran fisika pada prinsipnya

bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap,

berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat

dengan tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada

tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres,

Paris.Sistem satuan yang digunakan dalam dunia

pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik,

yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS

(Meter Kilogram Second) yang disebut sistem

11

internasional atau disingkat SI dan sistem metrik

kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan

satuannya dapat dilihat dalam Tabel berikut.

Besaran Pokok

Selain tujuh besaran pokok di atas, terdapat dua

besaran pokok tambahan, yaitu sudut bidang datar dengan

satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan

steradian (sr).

Tabel Beberapa Besaran Turunan beserta Satuannya

12

Besaran Turunan

B. Sistem Internasional

Dahulu orang biasa menggunakan jengkal, hasta,

depa, langkah sebagai alat ukur panjang. Ternyata hasil

pengukuran yang dilakukan menghasilkan data berbeda-

beda yang berakibat menyulitkan dalam pengukuran,

karena jengkal orang satu dengan lainnya tidak sama.

Oleh karena itu, harus ditentukan dan ditetapkan satuan

yang dapat berlaku secara umum. Usaha para ilmuwan

melalui berbagai pertemuan membuahkan hasil sistem

satuan yang berlaku di negara manapun dengan

pertimbangan satuan yang baik harus memiliki syarat-

syarat sebagai berikut:

13

1)      satuan selalu tetap, artinya tidak mengalami

perubahan karena pengaruh apapun, misalnya suhu,

tekanan dan kelembaban.

2)      bersifat internasional, artinya dapat dipakai

di seluruh negara.

3)      mudah ditiru bagi setiap orang yang akan

menggunakannya.

Satuan Sistem Internasional (SI) digunakan di

seluruh negara dan berguna untuk perkembangan ilmu

pengetahuan dan perdagangan antarnegara.Kamu dapat

membayangkan betapa kacaunya perdagangan apabila tidak

ada satuan standar, misalnya satu kilogram dan satu

meter kubik.

2.3. Pengukuran Besaran Fisika

Peranan pengukuran dalam kehidupan sehari-hari

sangat penting. Seorang tukang jahit pakaian mengukur

panjang kain untuk dipotong sesuai dengan pola pakaian

yang akan dibuat dengan menggunakan meteran pita.

14

Penjual daging menimbang massa daging sesuai kebutuhan

pembelinya dengan menggunakan timbangan duduk.

Seorang petani tradisional mungkin melakukan

pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan

satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan

adalah sebuah batu bata.Tetapi seorang insinyur sipil

mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos

untuk mendapatkan satuan meter.

Ketika kita mengukur panjang meja dengan

penggaris, misalnya didapat panjang meja 100 cm, maka

panjang meja merupakan besaran, 100 merupakan hasil

dari pengukuran sedangkan cm adalah satuannya.

Beberapa aspek pengukuran yang harus diperhatikan

yaitu ketepatan (akurasi), kalibrasi alat, ketelitian

(presisi), dan kepekaan (sensitivitas).Dengan aspek-

aspek pengukuran tersebut diharapkan mendapatkan hasil

pengukuran yang akurat dan benar.

15

Berikut ini akan kita bahas pengukuran besaran-besaran

fisika, meliputi panjang, massa, dan waktu.

A. Pengukuran Panjang

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang

benda haruslah sesuai dengan ukuran benda.Sebagai

contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan

pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya

lebih mudah menggunakan meteran kelos.

a. Pengukuran Panjang dengan Mistar

Pada umumnya, mistar sebagai alat ukur panjang

memiliki dua skalaukuran, yaitu skala utama dan skala

terkecil.Satuan untuk skala utama adalahsentimeter (cm)

dan satuan untuk skala terkecil adalah milimeter (mm).

Skalaterkecil pada mistar memiliki nilai 1 milimeter.

Jarak antara skala utama adalah 1 cm. Di antara skala

utamaterdapat 10 bagian skala terkecil sehingga satu

skala terkecil memiliki nilai1 cm10-1 = 0,1 cm atau 1

mm. Mistar memiliki ketelitian atau

16

ketidakpastianpengukuran sebesar 0,5 mm atau 0,05 cm,

yakni setengah dari nilai skalaterkecil yang dimiliki

oleh mistar tersebut. Selain skala sentimeter

(cm),terdapat juga skala lainnya pada mistar ukur.

Pada saat pembacaannya 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.

Pembacaan Skala

b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong

Salah satu alat ukur ini adalah jangka sorong.

Anda dapatmenggunakan alat ukur ini untuk mengukur

17

diameter dalam, diameter luar, serta kedalaman suatu

benda yang akan diukur.

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:

1. rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm

2. rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala

tetap dan nonius mempunyai selisih 1 mm.

Jangka Sorong

Nilai skala terkecil pada jangka sorong, yakni

perbandingan antara satu nilai skala utama dengan

18

jumlah skala nonius.Skala nonius jangka sorong.

Misalkan sebuah jangka sorong memiliki jumlah skala 20

maka skala terkecil adalah 1mm2o = 0,05 mm. Maka nilai

ketidakpastian jangka sorong ini adalah setengah dari

skala terkecil sehingga jika dituliskan secara

matematis, diperoleh

∆x = 12 x 0,05 mm = 0,025 m

c. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup

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.Tempat

skala nonius yang memiliki 50 bagianskala. Satu skala

nonius memiliki nilai 0,01 mm. Hal ini dapat diketahui

19

ketikaAnda memutar selubung bagian luar sebanyak satu

kali putaran penuh, akandiperoleh nilai 0,5 mm skala

utama. Oleh karena itu, nilai satu skala noniusadalah

0,550 mm = 0,01 mm sehingga nilai ketelitian aatau

ketidak pastian micrometer sekrup adalah ∆x = 12 x 0,01

mm = 0,005 mm atau 0,0005 cm.

Berikut ini gambar bagian-bagian dari mikrometer.

B. Pengukuran Massa Benda

Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian massa dan

berat sering dipertukarkan. Seorang pedagang sering

berkata, “Gula pasir di kantong plastik itu beratnya 1

kg”. Pernyataan ini tidak benar, sebab 1 kg menunjukkan

ukuran massa bukan ukuran berat. Dalam fisika, massa

dan berat memiliki pengertian yang berbeda. Massa benda

adalah ukuran banyaknya zat yang terkandung pada benda,

20

sedangkan berat benda adalah besarnya gaya gravitasi

bumi yang bekerja pada benda itu. Adapun alat dalam

mengukur masssa benda diantaranya adalah neraca pegas,

neraca O’hauss, neraca digital, dan lain- lain.

a. Neraca pegas

Neraca pegas mempunyai dua baris skala, yaitu

skala N (newton) dan g (gram). Untuk menimbang beban

(benda),atur terlebih dahulu skala 0 (nol) dengan cara

memutar sekrup pengatur skala. Setelah itu gantungkan

benda padapengait neraca.Selanjutnya, baca hasil

pengukuran. Adapun kelebihan menimbang beban dengan

neraca pegas yaitudalam sekali menimbang benda dapat

diketahui massa dan berat benda sekaligus. Pegassebagai

alat untuk menentukan massa benda yang diukurnya neraca

pegas mengukur ketegangan pegas, yang sebenarnya adalah

tekanannya

21

Neraca Pegas

b. Neraca O’hauss

Neraca tiga lengan.

Ada beberapa jenis neraca. Jenis neraca yang

sering digunakan di laboratorium adalah neraca yang

memiliki tiga lengan berskala yang dilengkapi dengan

beban geser, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.9.

Lengan paling belakang berskala 0 g – 500 g, dengan

skala terkecil 100 g; lengan di depannya berskala 0 g –

100 g, dengan skala terkecil 10 g; dan lengan paling

berskala 0 g – 10 g, dengan skala terkecil 0,1 g. Di

22

samping itu, ada pula neraca yang memiliki empat

lengan.

Benda yang akan diukur massanya diletakkan pada

piringan yang tersedia. Untuk mengetahui massa benda,

beban pada lengan-lengan neraca diatur sedemikian rupa

sehingga terjadi keseimbangan. Massa benda yang diukur

sama dengan jumlah massa yang ditunjukkan pada beban

geser.

Pengukuran massa di laboratorium dapat juga

dilakukan dengan menggunakan neraca dua lengan atau

neraca berlengan sama. Massa benda yang diukur

diletakkan pada salah satu piringan. Pada piringan yang

lain diletakkan beberapa anak timbangan untuk membuat

keseimbangan. Massa benda yang diukur sama dengan

jumlah massa anak timbangan yang digunakan untuk

membuat keseimbangan.

23

Neraca dua lengan.

Di samping neraca sebagaimana telah diuraikan di

atas, sekolah-sekolah unggulan telah memiliki

laboratorium yang dilengkapi dengan neraca

digital.Neraca digital memiliki kepekaan (sensitivitas)

yang lebih baik. Pengukuran massa benda dengan neraca

digital dapat dilakukan dengan mudah.

Neraca digital.

C. Pengukuran Waktu

24

Waktu dapat diukur dengan jam atau arloji. Ada dua

macam arloji, yaitu digital dan analog Selang waktu

yang biasanya diukur dengan arloji antara lain lama

waktu istirahat (misalnya, 15 menit), lama waktu

pelajaran berlangsung (misalnya, 45 menit), dan lama

perjalanan (misalnya, 20 menit). Jadi, arloji biasanya

digunakan untuk mengukur selang waktu yang relatif

lama.

Arloji.

Untuk mengukur selang waktu yang sangat singkat,

misalnya untuk mencatat lomba lari 200 meter, biasanya

digunakan stopwatch.Ada dua macam stopwatch, yaitu

stopwatch analog dan stopwatch digital.

25

Stopwatch

Stopwatch analog dijalankan dan dihentikan dengan

menekan tombol-tombol yang disediakan.Ada stopwatch

yang memiliki satu tombol, yaitu untuk menjalankan,

menghentikan, dan mengembalikan ke titik nol. Ada pula

stopwatch yang memiliki dua atau tiga tombol.

Bagaimanakah cara menggunakan stopwatch? Misalnya, Anda

ingin mengukur waktu pada saat berlangsung lomba lari

200 m. Ketika para pelari mulai bergerak dari garis

start, Anda menekan tombol dan ketika pelari mencapai

garis finish, Anda menekan tombol lagi. Selanjutnya,

waktu yang diperlukan pelari dapat dibaca pada

stopwatch. Untuk mengembalikan jarum ke titik nol, Anda

harus menekan tombol lagi.

26

Untuk mengukur selang waktu yang lebih teliti,

digunakan stopwatch digital. Jika stopwatch analog

hanya mampu melaporkan hasil pengukuran 9,8 s, maka

stopwatch digital mampu melaporkan hasil pengukuran

9,85 s. Jadi, stopwatch analog memiliki ketelitian 0,1

s, sedangkan stopwatch digital memiliki ketelitian

sampai 0,01 s. Gambar 1.14 menunjukkan stopwatch

digital yang menunjukkan angka 2’23” sekon.

Stopwatch digital

Jam air atau klepsidra mengukur waktu menurut

aliran air melalui bejana yang berlubang (Jam air

buatan 1760 bekerja dengan menggunakan sistem pipa yang

diletakkan di dalam dua bola kaca. Pada waktu jam

dibalik, air dari bola kaca atas mengalir ke bola kaca

bawah dan udara naik ke atas melalui pipa menggantikan

27

air yang turun. Tekanan udara yang tetap menjami aliran

air teratur.

Jam Air

D. Pengukuran Besaran Suhu

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.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. Pertimbangan dipilihnya

raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah

sebagai berikut:

28

1) Air raksa tidak membasahi dinding pipa kapiler,

sehingga pengukurannya menjadi

teliti.

2) Air raksa mudah dilihat karena mengkilat.

3) Air raksa cepat mengambil panas dari suatu benda

yang sedang diukur.

4) Jangkauan suhu air raksa cukup lebar, karena air

raksa membeku pada suhu – 400C dan mendidih pada suhu

3600 C.

5)      Volume air raksa berubah secara teratur.

Selain beberapa keuntungan, ternyata air raksa juga

memiliki beberapa kerugian, antara lain:

1)     Air\ raksa harganya mahal.

2)      Air raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur

suhu yang sangat rendah.

3)      Air raksa termasuk zat beracun sehingga

berbahaya apabila tabungnya pecah.

Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan

termometer alkohol

29

b. Termometer alkohol

Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya

menggunakan termometer alkohol, alasan menggunakan

alkohol sebagai pengisi termometer, antara lain :

1)  Alkohol harganya murah.

2)  Alkohol lebih teliti, sebab untuk kenaikan suhu

yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan volume

yang besar.

3) Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat rendah,

sebab titik beku alkohol –1300C.

Kerugian menggunakan alkohol sebagai pengisi

termometer, antara lain :

1) Membasahi dinding kaca.

2) Titik didihnya rendah (780C)

30

3) Alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi

pewarna dahulu agar dapat dilihat.

Mengapa air tidak dipakai untuk mengisi tabung

thermometer ? Alasannya karena air membasahi dinding

kaca, jangkauan suhunya terbatas, perubahan volumenya

kecil, dan merupakan penghantar panas yang jelek.

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.

Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala

termometer.

a.      Termometer Celcius

31

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap

atas diberi angka 100.Diantara titik tetap bawah dan

titik tetap atas dibagi 100 skala.

b.      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.

c.       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.

d.      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

32

melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan

angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap

atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Titik Tetap Termometer

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)

33

tº C =4/9 (tºF – 32)

Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah

t K = tºC + 273 K

Kita 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.

34

(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

E. Pengukuran Intensitas Cahaya

Alat pengukuran intensitas cahaya adalah Fotometer

atau Fotometri.Fotometri adalah titrasi untuk mengukur

kandungan suatu zat dalam campuran dengan mengukur

absorbs. Fotometri merupakan peralatan dasar

dilaboratorium untuk mengukur intensitas atau kekuatan

cahaya suatu larutan. Sebagian besar laboratorium

klinik menggunakan alat ini karena alat ini dapat

menentukan kadar suatu bahan didalam cairan tubuh

35

seperti serum atau plasma. Prinsip dasar fotometri

adalah pengukuran penyerapan sinar akibat interaksi

sinar yang mempunyai panjang gelombang tertentu dengan

larutan atau zat warna yang dilewatinya.Fotometer

adalah alat yang digunakan untuk mengukur pencahayaan

atau penyinaran. Seperti penerapan di fotometry

industri, suatu "fotometer" adalah kata umum yang

meliputi alat-alat untuk mendeteksi:

intensitas cahaya hamburan

penyerapan

fluoresensi

Kebanyakan fotometer berlandaskan pada sebuah

fotoresistor atau fotodioda.Masing-masing mengalami

perubahan sifat kelistrikan ketika disinari cahaya,

yang selanjutnya dapat dideteksi dengan suatu rangkaian

elektronik tertentu.

F. Pengukuran Kuat Arus Listrik

36

Alat pengukura kuat arus adalah Amperemeter.Alat

ukur ini digunakan untuk mengetahui besarnya

arus/aliran listrik baik berupa arus listrik yang

diproduksi mesin pembangkit, maupun arus listrik yang

didistribusikan ke jaringan distribusi. Jika kita akan

mengukur arus yang melewati penghantar dengan

menggunakan Amperemeter maka harus kita pasang seri

dengan cara memotong penghantar agar arus mengalir

melewati ampere meter. Apabila ampermeter dihubungkan

paralel akan terjadi dua aliran (I1 dan I2), maka

pengukuran tidak benar (salah) dan akan merusak ammeter

karena dihubung singkat dengan batere/tegangan sumber

alat ukur tersebut. Setelah amperemeter terpasang, kita

dapat mengetahui besar kuat arus yang mengalir melalui

penghantar dengan membaca amperemeter melalui jarum

penunjuk.

Dalam membaca amperemeter harus diperhatikan

karakteristik alat ukur karena jarum penunjuk tidak

selalu menyatakan angka apa adanya.

37

Ampermeter

Kuat arus yang terukur I dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan : A = Ampermeter yang digumakan

G. Pengukuran Jumlah Zat

Pada pengukuran jumlah zat tidak menggunakan alat

pengukuran sehingga digunakan metode matematika kimia

dengan rumus massa (gram) dibagi dengan massa relatif

unsur atau senyawa yang bersangkutan

2.4. Ketidakpastian dalam Pengukuran

38

Ketidakpastian pada pengukuran di sebabkan oleh

beberapa yang disebabkan oleh masalah pada alat dan

keadaaan pada saat pengamatan antara lain adalah adanya

nilai skala terkecil, ketidakpastian sistematik,

ketidakpastian acak dan keterbatasan pengamat.

1. Nilai Skala Terkecil

Seperti pada yang dicontohkan diatas setiap alat

ukur memiliki skala dalam berbagai macam bentuk, tetapi

setiap skala mempunyai batasan yaitu skala terkecil

yang dapat dibaca.

Contohnya adalah pada alat pengukur panjang.

Penggaris plastik yang biasa digores dengan garis-

garis yang berjarak 1 mm, maka nilai skala terkecilnya

1 mm. Sebuah jangka sorong adalah alat ukur panjang

yang dibantu dengan skala nonius yang memungkinkan kita

membaca hingga 0,1 sampai 0,05. Akan tetapi, dalam

pembacaan hal tersebu kita hanya terbatas pada skala

39

terkecilnya saja sehingga sulit untuk lebih membuatnya

spesifik.

2. Ketidakpastian Sistematik

Ketidakpastian sistematik merupakan kesalahan yang

disebabkan oleh alat yangdigunakan dan atau lingkungan

di sekitar alat yang memengaruhi kinerja

alat. Misalnya, kesalahan kalibrasi, kesalahan titik

nol, kesalahan komponen

alat atau kerusakan alat,kesalahan paralaks serta

kesalahan akibat pengaruh suhu dan kelembaban

a. Kesalahan Kalibrasi

Kesalahankalibrasiterjadikarenapemberiannilaiskala

padasaatpembuatanatau kalibrasi (standarisasi)

tidaktepat.Hal

inimengakibatkanpembacaanhasilpengukuranmenjadilebihbes

arataulebihkecildarinilaisebenarnya.Kesalahaninidapatdi

atasidenganmengkalibrasiulangalatmenggunakanalat yang

telahterstandarisasi.

40

Misalnya :

Terbacaarus 2,5 A

sedangkanhasilkalibrasimenunjukkan 2,5 A sesuaidengan

2,8 A padaalatstandar, maka yang

digunakansebagaihasilpengukuranadalah 2,8 A

b. KesalahanTitikNol

Kesalahantitiknolterjadikarenatitiknolskalapadaala

t yang digunakant

tidaktepatberhimpitdenganjarumpenunjukataujarumpenunjuk

yang tidak bias kembalitepatpadaskala nol. Akibatnya,

hasilpengukurandapat

mengalamipenambahanataupengurangansesuaidenganselisihda

riskalanolsemestinya.

Kesalahantitiknoldapatdiatasidengan melakukankoreksi

padapenulisanhasilpengukuran.

c. KesalahanKomponenAlat

Kerusakanpadaalatjelassangatberpengaruhpadapembaca

analatukur.Misalnya, padaneracapegas.Jikapegas yang

41

digunakansudah lama danaus,

makaakanberpengaruhpadapengurangankonstantapegas. Hal

ini

menjadikanjarumatauskalapenunjuktidaktepatpadaangkanol

yangmembuatskalaberikutnyabergeser.

d. KesalahanParalaks ( KesalahanArah Pandang )

Kesalahan paralaks terjadi bila ada jarak antara

jarum penunjuk dengan garis-garis skala dan posisi mata

pengamat tidak tegak lurus dengan jarum

e. Kesalahan karena Suhu dan Kelembaban

Kesalahan ini dikarenakan oleh faktor pemilihan

waktu yang yidak tepat. Contohnya pada mistar plastik

jika penggunaannya dilakukan diterik matahari akan

mempengaruhi hasil pengamatan. Hal tersebut, dapat

menyebabkan pemuaian pada misttar yang berakibat pada

kesalahan pengukuran.

42

Kesalahan sistematik sesuai namanya memberikan

penyimpangan tertentu yang prinsipnya dapat dikoreksi/

diperhitungkan

3. Ketidakpastian Acak yang Tak Disengaja (random

errors)

Kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak

dapat langsung diketahui. Antara lain sebab perubahan-

perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi

secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan

kesalahan-kesalahan ini biasanya hanya kecil. Tetapi

untuk pekerjaan-pekerjaan yang memerlukan ketelitian

tinggi akan berpengaruh.

Kesalahan acak(random)adalah kesalahaan yang terjadi

karena adanya fluktuasi-fluktuasi halus pada saat

melakukan pengukuran.Penyebab kesalahan random pada

umumnya bersumber dari dua hal, yaitu :

1. Gejala yang tidak dapat dikendalikan secara pasti

atau diatasi secara tuntas. Gejala tersebut pada

43

umumnya merupakan perubahan yang sangat cepat dan

acak hinga pengaturan dan pengontrolannya diluar

kemampuan kita. Misalnya :

a. Gerak Brown Molekul Udara

Molekul udara seperti Anda ketahui keadaannya

selalu bergerak secara tidak teratur atau rambang.Gerak

ini dapat mengalami fluktuasi yang sangat cepat dan

menyebabkan jarum penunjuk yang sangat halus seperti

pada mikrogalvanometer terganggu karena tumbukan dengan

molekul udara.

b. Fluktuasi Besaran Listrik

Tegangan listrik selalu mengalami fluktuasi

(perubahan terus menerus secara cepat dan acak).

Akibatnya kalau kita ukur, nilainya juga berfluktuasi.

Demikian pula saat kita mengukur kuat arus listrik.

Tegangan listrik PLN atau sumber tegangan lain seperti

aki dan baterai selalu mengalami perubahan kecil yang

tidak teratur dan cepat sehingga menghasilkan data

pengukuran besaran listrik yang tidak konsisten.

44

c. Landasan yang Bergetar

Getaran pada landasan tempat alat berada dapat

berakibat pembacaan skala yang berbeda, terutama alat

yang sensitif terhadap gerak.Alat yang sangat peka

seperti seismograf butuh tempat yang stabil dan tidak

bergetar. Jika landasannya bergetar, maka akan

berpengaruh pada penunjukkan skala pada saat terjadi

gempa bumi.

d. Bising

Bising merupakan gangguan yang selalu Anda jumpai

pada alat elektronik.Gangguan ini dapat berupa

fluktuasi yang cepat pada tegangan akibat dari komponen

alat bersuhu.

e. Radiasi Latar Belakang

Radiasi gelombang elektromagnetik dari kosmos

(luar angkasa) dapat mengganggu pembacaan dan menganggu

operasional alat.Misalnya, ponsel tidak boleh digunakan

di SPBU dan pesawat karena bisa mengganggu alat ukur

45

dalam SPBU atau pesawat.Gangguan ini dikarenakan

gelombang elektromagnetik pada telepon seluler dapat

mengasilkan gelombang radiasi yang mengacaukan alat

ukur pada SPBU atau pesawat.

4. Ketidakpastian Pengamatan

Ketidakpastian pengamatan adalah ketidakpastian

yang bersumber dari kurang terampilnya manusia saat

melakukan kegiatan pengukuran. Kesalahan seperti ini

memang tidak dapat dihindari, tetapi harus dicegah dan

perlu perbaikan. Sumber ketidakpastian ini juga tidak

boleh dianggap enteng, karena keterampilan seseorang

dalam melakukan praktik-praktik tersebut sangatlah

penting.

Ketidakpastian ini disebabkan oleh beberapa hal

diantaranya yaitu:

a. Kesalahan pemakaian alat ukur, misalnya ketika

membaca skala pada jangka sorong atau penggaris, arah

pandangan harus tepat tegak lurus pada tanda garis

46

skala yang dibaca. Jika tidak, maka akan terjadi

kesalahan paralaks (metode pembacaan skala yang tidak

tegak lurus). Perhatikan Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1.4 membacar skala pada penggaris (a) salah;

(b) Benar; (c) salah

b. Kesalahan pada pemindahan data contohnya yaitu

pencatatan hasil pengukuran yang berbeda dari

pembacaannya.

c. Penyetelan instrumen yang tidak tepat. Misalnya

jika kita ingin menimbang berat badan di timbangan,

maka kita terlabihdahlu harus mengatur pengenolan

meternya dengan tepat agar data yang di dapatpun bisa

akurat.

47

2.5 Cara Meminimalisir Ketidakpastian pada Pengukuran

Melakukan persiapan sebelum pelaksanaan (seperti

kalibrasi dan pengecekan alat ).

Tahu tentang teori pengukuran.

Paham dengan jenis- jenis alat ukur dan cara

koreksinya.

Menguasai metode- metode hitung peralatan.

Bekerja dengan loyalitas tinggi dan rasa tanggung

jawab waktu pelaksanaan.

Menghindari pelaksanaan survey atau pengukuran

dengan intensitas panas tinggi ( 10.00 – 14.00).

48

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan:

1. Pengukuran adalah suatu teknik untuk menyatakan

suatu sifat fisis dalam bilangan sebagai hasil

49

membandingkannya dengan suatu besaran baku yang

diterima sebagai satuan.

2. Besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda

yang dinyatakan secara kuantitas.

3. Alat pengukuran

Nama           : Panjang

Satuan SI : Meter (m)

Alat ukur  : Mistar, jangka sorong,

mikrometer sekrup

Nama  : Massa

Satuan SI : Kilogram (kg)

 Alat ukur : Neraca

Nama : Waktu

Satuan S : Sekon (s)

Alat ukur : Stopwatch

Nama : Kuat arus

Satuan SI  : Ampere (A)

Alat ukur : Amperemeter

50

Nama : Suhu

Satuan SI : Kelvin (K)

Alat ukur : Termometer Kelvin

Nama : Intensitas Cahaya

 Satuan : Candela (Cd)

 Alat Ukur : Fotometer

Nama  : Jumlah Zat

Satuan : mol (mol)

 Alat ukur  : -

4. Penyebab ketidakpastian

Nilai skala terkecil

Ketidakpastian sistematik

Ketidakpastian acak

Keterbatasan pengamat

5. Cara meminimalisir kesalahan pengukuran antara

lain dengan melakukan persiapan sebelum

pelaksanaan (seperti kalibrasi dan pengecekan

alat ), mengetahui tentang teori pengukuran,

memahami jenis- jenis alat ukur dan cara

51

koreksinya, menguasai metode- metode hitung

peralatan, menghindari pelaksanaan survey atau

pengukuran dengan intensitas panas tinggi ( 10.00

– 14.00).

Daftar Pustaka :

Kandi. 2010. PENGUKURAN UNTUK GURU SMP. Jakarta: Pusat

Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga

Kependidikan Ilmu Pengetahuan Alam (PPPPTK IPA)

Nurachmandani, Setya. 2009. FISIKA 1 UNTUK SMA/MA KELAS X.

Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen Pendidkan

Nasional.

Sugiyarto, Teguh. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam 1 untuk SMP/

MTs Kelas VII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen

Pendidikan Nasional.

Sustini, Euis. Soejoto.1992. PETUNJUK PRAKTIKUM FISIKA

DASAR. Bandung. Departemen Pendidikan Nasional

52

Waluyanti, Sri dkk. 2008. ALAT UKUR DAN TEKNIK PENGUKURAN

JILID 1 UNTUK SMK. Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen

Pendidkan Nasional.

Winarsih, Any dkk. 2008. IPA Terpadu untuk SMP/ MTS Kelas

VII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan

Nasional

http://zullyandri47.weblog.esaunggul.ac.id/wp-content/

uploads/sites/51/2013/04/TUGAS-ONLINE-2-FISIKA-

2.pdf

53