PENGUKURAN DASAR MEKANIKA Nama : Handoyo Margi Waluyo NIM : H12112022 A. Latar Belakang dan Tujuan papan tersebut dapat dituliskan sebagai 5,2 0,1 cm. Hasil (“ kurang lebih 0,1 cm” Fisika adalah ilmu pengetahuan yang berbasis pada pengamatan terhadap gejala ) menyatkan perkiraan ketidakpastian pada alam. Inti dari pengamatan adalah pengukuran itu, sehingga lebar sebenarnya pengukuran. Dengan demikian, fisika adalah paling mungkin berada diantara 5,1 dan 5,3 ilmu pengetahuan yang berdasarkan pada cm. Persen ketidakpastian merupakan rasio pengukuran. Kebenaran tertinggi dalam antara ketidakpastian dan nilai yang fisika adalah hasil pengamatan terukur, dikalikan dengan 100. Misalnya, (eksperimen). Hal ini berarti jika ada teori jika pengukuran adalah 5,2 dan yang ramalannya tidak sesuai dengan hasil ketidakpastian antara sekitar 0,1 cm, persen pengamatan, maka teori tersebut ditolak ketidakpastian adalah . bagaimanapun bagusnya teori tersebut. Hal Seringkali, ketidakpastian pada suatu ini menunjukkan betapa pengamatan dalam nilai struktur tidak dinyatakan secara fisika itu sangat penting. Itulah sebabnya explisit. Pada kasus seperti ini, pengetahuan tentang cara pengukuran ketidakpastian biasanya dianggap sebagai merupakan kebutuhan yang penting. satu atau dua satuan ( atau bahkan tiga ) Kita harus mempelajari cara dari digit terakhir yang diberikan. di berikan. Sebagai pengukuran besaran fisika dan bagaimana contoh, jika panjang sebuah benda menggunakan alat ukur dengan benar. dinyatakan sebagai 5,2 cm, ketidakpastian Kesalahan dalam pengukuran alat ukur dianggap 0,1 cm ( atau mungkin 0,2 cm ). mengakibatkan data yang diperoleh tidak Dalam hal ini, adalah penting bagi anda dapat dipertanggunngjawabkan karena untuk tidak menulis 5,20 cm, karena hal ini mengandung kesalahan. Hal lebih fatal lagi menyatakan ketidakpastian sebesar 0,01 adalah kesalahan penggunaan alat ukur cm; dianggap bahwa panjang benda dapat merusak alat ukur itu sendiri, bahkan tersebut mungkin antara 5,19 dan 5,21 cm, dapat mencelakakan penggunanya. sementara sebenarnya anda menyangka B. Landasan Teori nilainya antara 5,1 dan 5,3 cm. Dalam penyelidikan untuk memahami Jumlah digit yang diketahui dapat dunia di sekitar kita, para ilmuwan mencari diandalkan disebut jumlah angka hubungan antara berbagai besaran fisika signifikan, dengan demikian ada empat yang mereka teliti dan ukur.Pengukuran angka sinifikan pada angka 32,21 dan dua yang akurat merupakan bagian penting pada 0,062 cm ( nol pada angka pertama dalam fisika. Tetapi tidak ada pengukuran dan kedua hanya merupakan “ pemegang yang benar – benar tepat. Ada empat “ yang menunjukan di mana koma ketidakpastian yang berhubungan dengan diletakan ). Jumlah angka signifikan setiap pengukuran. Ketidakpastian muncul mungkin tidak terlalu jelas. dari sumber yang berbeda. Di antara yang (Giancolli, 2001, hal 7-8) paling penting, selain kesalahan, adalah Pengukur sering mengindikasikan keterbatasan ketepatan setiap alat ukur dan akurasi dari nilai terukur – yaitu, seberapa ketidakmampuan membaca sebuah dekat nilai terukur itu terhadap nilai instrumen di luar batas bagian terkecilyang sebenarnya – dengan menuliskan bilangan ditunjukan. Misalnya, jika anda memakai diikuti symbol ±, dan bilangan kedua yang sebuah penggaris centimeter untuk ketidakpastian pengukuran. Jika diameter mengukur lebar sebuah papan , hasilnya sebuah batang baja dituliskan sebagai 56,47 dapat dipastikan akurat sampai 0,1 cm, ± 0,02 mm, ini artinya nilai sebenarnya yaitu bagian terkecil dari penggaris tidak mungkin kurang dari 56,45 mm atau tersebut. Alasannya adalah sulit bagi lebih dari 56,49 mm. dalam notasi pendek peneliti untuk memastikan suatu nilai di yang umumnya digunakan, bilangan antara garis pembagi terkecil tersebut, dan 1,6454(21) memiliki arti 1,6454 ± 0,0021. penggaris itu sendiri mungkin tidak di buat Bilangan di dalam tanda kurung atau dikalibrasi sampai ketepatan yang menunjukan ketidakpastian pada angka lebih baik dari ini. digit – digit – digit bilangan utama. Ketika menyatakan hasil pengukuran, (Young dan Freedman,1999) penting juga untuk menyatakan ketepatan, 1. Jangka Sorong atau perkiraan tidakpastian, pada pengukuran tersebut. Sebagai contoh, lebar
FMIPA FISIKA UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Page 1
2.
3.
Jangka sorong adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu panjang benda yang mempunyai batas ketelitian 0,1 mm. Setiap jangka sorong memiliki skala utama (SU) dan skala bantu atau sekala nonius (SN). Jangka sorong terdiri dari dua pasang rahang pasangan. Rahang yang pertama digunakan untuk mengukur diameter dalam, sedangkan rahang yang kedua digunakan untuk mengukur diameter luar. (Giancoli, 2001 : 19-20) Mikrometer Sekrup Mikro meter sekrup adalah alat ukur yang dapat melihat dan mengukur benda dengan satuan ukur yang memiliki 0,01 mm. Biasa digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda. Mikrometer sekrup memiliki dua bagian skala mendatar (SM) sebagai skala utama dan skala putar (SP) sebagai skala nonius. (Giancoli, 2001 : 16-17) Termometer Termometer adalah alat yang digunakan untuk temperature suatu zat. Ada dua jenis termometer yang umum digunakan dalam laboratorium, yaitu termometer air raksa dan termometer alcohol. Keduanya adalah termometer jenis batang gelas dengan batas ukur minimum -10 C dan batas ukur maksimum +110 C. Nilai skala terkecil untuk dua 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 ukuran yang diambill tersebut. (Giancoli, 2001 : 12-13) Neraca Analitik Neraca analitik adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa suatu benda. (Giancoli, 2001 : 21-22) Dengan menggunakan tiga lengan, masing – masing lengan neraca mempunyai skala . Lengan pertama mempunyai skala ratusan,lengan kedua mempunyai skala puluhan dan lengan ketiga mempunyai skala satuan. Untuk mengetahui massa benda yang diukur, kita hanya menggeser lengan skala tersebut. Viskositas Hidrometer adalah alat untuk mengukur berat jenis zat cair.
4.
5.
FMIPA FISIKA UNIVERSITAS TANJUNGPURA
C.
Hydrometer sering juga disebut aerometer. Alat ini terdiri dari sebuah tabung berskala yang bagian bawahnya diberi beban raksa, supaya dapat mengapung tegak lurus dalam zat cair yang akan diukur berat jenisnya. Pengukuran berat jenis zat cair dengan hydrometer masih harus dibantu dengan perhitungan. Misalnya kita akan mengukur berat jenis alcohol. Hydrometer atau aerometer yang mempunyai skala yang dapat langsung menunjukkan berat jenis zat cair disebut densimeter (tidak perlu dengan perhitungan). Adapula hydrometer yang tidak dipakai untuk menentukan berat jenis zat cair, tetapi untuk menentukan kadar larutan asam, susu, gula pasir, dan alcohol. Hydrometer yang khusus digunakan untuk mengukur kadar larutan gula pasir disebut sakarimeter. (Giancoli, 2001 : 14-15) Metodologi Pengamatan dilakukan pada hari rabu, 10 oktober 2012 di lab. Fisika dasar FMIPA UNTAN. Pengamatan yang di lakukan antara lain: 1. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong - Alat dan Bahan: Satu buah Jangka Sorong, satu buah Kubus, satu buah Cincin Silindris, dan Alat Tulis. - Kegiatan Pengukuran: Pertama, Jangka Sorong diambil kemudian ditentukan nilai skala utamanya dan dihitung jumlah skala noniusnya, dan tidak lupa jangka sorong untuk selalu dikalibrasikan setiap akan digunakan. Ditentukan dahulu NST jangka sorong yang akan digunakan. kubus yang telah disiapkan diukur dimensinya sebanyak tiga kali dan hasilnya dicatat dalam tabel. Selanjutnya untuk pengamatan kedua dengan jangka sorong, diameter dalam dan diameter luar dari cincin silindris di ukur masing-masing sebanyak tiga kali serta hasilnya dicatat dalam tabel. 2. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer - Alat dan Bahan: Satu buah mikrometer, satu buah koin, dan alat tulis. - Kegiatan Pengukkuran: Pertama, mikrometer diambil, kemudian ditentukan nilai skala
Page 2
utamanya dan dihitung jumlah skala menit dan berturut-turut, hasilnya noniusnya, dan tidak lupa dicatat dalam tabel. mikrometer sekrup untuk selalu 4. Neraca Analitik dikalibrasikan setiap akan digunakan. - Alat dan Bahan: ditentukan dahulu NST mikrometer Satu buah kubus, satu buah neraca sekrup yang akan digunakan. analitik, dan alat tulis. selanjutnya koin yang telah disiapkan - Kegiatan Pengukuran: diukur ketebalannya sebanyak tiga Pertama neraca analitik disiapkan kali dan hasilnya dicatat dalam tabel. dan dikalibrasikan terlebih dahulu. 3. Pengukuran Temperatur dengan Setelah itu, kubus diletakkan di atas Termometer neraca analitik. Massa yang ada pada - Alat dan Bahan: kubus, dihitung sebanyak tiga kali Satu buah gelas ukur, satu buah dan dicatat dalam tabel. termometer, satu buah pembakar 5. Menentukan Massa Jenis Zat Cair spirtus, satu buah batang statif dan - Alat dan Bahan: kakinya, air 100ml Satu buah hidrometer, tiga buah gelas - Kegiatan Pengukuran: ukur dan masing-masing diisi dengan Pertama batang statif dan kakinya air, minyak, dan oli. disatukan. Kemudian gelas ukur diisi - Kegiatan Pengukuran: dengan air 100ml dan gelas ukur Pertama gelas ukur diisi dengan disatukan dengan batang statif. air=500ml, minyak=950ml, dan Pembakar spirtus dihidupkan dan oli=750ml. Hidrometer dimasukkan diletakkan di bawah gelas ukur. dalam gelas ukur yang berisi air, Termometer di masukkan di dalam minyak dan oli secara bergantian dan Air dengan syarat tidak menyentuh berurutan. Setelah itu, massa jenis gelasnya. Didihkan air hingga ketiga zat cair tersebut dihitung mencapai suhu 70 dan pembakar masing masing sebanyak tiga kali. spirtus dimatikan. Setiap perbedaan Hasilnya dicatat dalam tabel. atau penurunan suhu selama satu D. Hasil dan Pembahasan 1. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong a) Tabel Benda Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) 1. 2 cm 1. 2 cm 1. 2 cm 2. 2 cm 2. 2 cm 2. 2 cm Kubus 3. 2 cm 3. 2 cm 3. 2 cm ̅ 2 cm ̅ 2 cm ̅ 2 cm Diameter Dalam (cm) Diameter Luar (cm) 1. 2,71 cm 1. 3,225 cm Cincin 2. 2,71 cm 2. 3,225 cm Silindris 3. 2,71 cm 3. 3,225 cm
b) Analisa Nilai Skala Utama : 1 mm = 0,1 cm Jumlah Skala Nonius : 20 Skala NST Jangka Sorong : 0,01 mm = 0,001 cm Penghitungan Ketidakpastian: Kubus :
̅
Panjang Kubus (p);
Lebar Kubus (l);
̅
FMIPA FISIKA UNIVERSITAS TANJUNGPURA
̅
Tebal Kubus (t);
Page 3
̅ | |
|̅ | | | Cincin Silindris
Diameter Dalam ( ) | | | |
2.
| ̅ | | | |
DiameterLuar ( ) | | | | |
Pengukuran Panjang dengan Mikrometer a) Tabel Benda Penunjukan SU 1. 1,5 mm Koin 2. 1,5 mm 3. 1,5 mm
Penunjukan SN 1. 40 x 0,01 = 0,4 mm
Tebal Benda (mm) 1. 1,9 mm
2. 40 x 0,01 = 0,4 mm 3. 40 x 0,01 = 0,4 mm
2. 1,9 mm 3. 1,9 mm
b) Analisa Nilai Skala Utama : 0,5 mm Jumlah Skala Nonius : 50 Skala NST Mikrometer : 0,01 mm Penghitungan Ketidakpastian: ̅
Tebal Lempeng Logam/Koin
| ̅ | | | 3.
Pengukuran Temperatur dengan Termometer a) Tabel No
Menit ke-
Temperatur
Perubahan Temperatur
1
1
69
69-29=40
2
2
67
67-29=38
3
3
65
65-29=36
4
4
64
64-29=35
5
5
63
63-29=34
6
6
62
62-29=33
b) Analisa NST Thermometer : 1 Temperatur mula-mula : 29 Hubungan antara lamanya pemanasan dengan perubahan temperature zat cair:
FMIPA FISIKA UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Page 4
4.
Suhu berpindah dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah, sehingga lamanya suatu zat yang dipanaskan akan mempengaruhi perubahan suhu. Dan juga, secara induktif makin besar kenaikan suhu makin besar pula kalor yang akan diserap oleh suatu benda. Neraca Analitik a) Tabel Benda Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) Massa (Kg) 1. 1,9 cm 1. 1,9 cm 1. 1,9 cm 1. 6,16 x 10 -2 Kg 2. 1,9 cm 2. 1,9 cm 2. 1,9 cm 2. 6,16 x 10 -2 Kg Kubus 3. 1,9 cm 3. 1,9 cm 3. 1,9 cm 3. 6,15 x 10 -2 Kg ̅ 1,9 cm ̅ 1,9 cm ̅ 1,9 cm 6,15 x 10-2 Kg b) Analisa Massa Jenis Benda: dik maa 1 gr 001 g
1 102
Penghitungan Ketidakpastian:
̅
̅
̅
Panjang Kubus (p);
Lebar Kubus (l);
Tebal Kubus (t);
̅ | |
|̅ | | |
| ̅ | | | |
Massa Kubus:
| | | | | | 5.
Menentukan Massa Jenis Zat Cair a) Tabel Air Viskositas
Minyak
Oli
1. 1,000 gr/cm 3
1. 0,905 gr/cm 3
1. 0,880 gr/cm 3
2. 0,990 gr/cm 3
2. 0.900 gr/cm 3
2. 0,880 gr/cm 3
3. 0,990 gr/cm 3
3. 0,905 gr/cm 3
3. 0,880 gr/cm 3
0,993 gr/cm3
0,903 gr/cm3
0,880 gr/cm3
b) Analisa Ketidakpastian Air:
FMIPA FISIKA UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Page 5
Massa Jenis Air adalah:
| | | |
Ketidakpastian Minyak
Massa Jenis Minyak adalah:
| | Ketidakpastian Oli:
Massa Jenis Oli adalah:
|| | E.
Kesimpulan Dari pengamatan diatas, dapat disimpulkan bahwa alat ukur panjang yang paling teliti adalah mikrometer sekrup yang memiliki ketelitian 0,01mm. Setiap alat ukur panjang memiliki ketelitian yang berbeda. Sebaiknya, jika ingin mengukur benda yang tipis, lebih baik menggunakan mikrometer sekrup. Jangka sorong memiliki ketelitian 0,1 mm, dan mikrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm. Untuk mengukur massa suatu benda, gunakan nera ca analitik. Untuk mengukur massa jenis zat cair, gunakan hidrometer. Dan untuk mengukur suhu, gunakan termometer. Dari suatu pengukuran yang berulang, kemungkinan didapat hasil yang berbeda ya ng disebut sebagai ketidakpastian. Pustaka Giancolli, Douglas. 2001. Fisika jilid 1. Jakarta : Erlangga Young, Freedman.1999. Fisika Universitas Edisi ke-10 jilid 1. 1 . Jakarta : Penerbit Erlangga Tippler, P.A.1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik jilid 1. 1 . Jakarta : Penerbit Erlangga
FMIPA FISIKA UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Page 6
