BAB I PENGENALAN ALAT UKUR DASAR

(1)

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BAB I

PENGENALAN ALAT UKUR DASAR

1.1. Tujuan Praktikum

Pada praktikum fisika dasar bab 1 ini memiliki tujuan untuk praktikan dengan harapan dan maksud sebagai berikut :

1. Mampu menggunakan alat ukur yang digunakan dalam praktikum fisika. 2. Mengenal besar ketelitian pengukuran dari alat-alat ukur.

1.2. Dasar Teori

1. Besaran

Pengukuran adalah cara untuk mendapatkan informasi yang kuantitatif terhadap sifat-sifat fisis. Artinya dengan pengukuran tersebut sifat-sifat fisis fenomena alam dapat dinyatakan dengan suatu bilangan. Sifat-sifat fisis ini disebut besaran, misalnya panjang, volume, momentum, dan lain-lain.

Dalam Fisika, besaran-besaran dapat dinyatakan dengan besaran lain yang lebih sederhana, misalnya besaran gaya dinyatakan dengan besaran massa, panjang dan waktu. Ketiga besaran tidak dapat dinyatakan dengan besaran lain yang lebih sederhana. Besaran massa, panjang dan waktu dinamakan besaran pokok (besaran dasar), sedangkan besaran yang diturunkan dari besaran pokok disebut besaran turunan.

(Rahman fauzi, 2007)

Berdasarkan asal satuannya besaran secara fisika dibagi menjadi dua yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

a. Besaran Pokok (Base Quantities)

Besaran yang digunakan dalam fisika dibedakan menjadi dua, yaitu besaran pokok (Base Quantities) dan besaran turunan (Derived Quantities).

Besaran pokok adalah besaran adalah besaran yang Satuannya didefinisikan terlebih dahulu dan tidak dapat dijabarkan dari besaran lain. Besaran pokok (Base Quantities) ada tujuh buah.

(2)

Besaran Pokok dan Satuannya

1) St

andar alat ukur panjang

Panjang adalah jarak antara dua titik di dalam ruang. Menurut satuan SI, besaran panjang dinyatakan dalam meter. Satu meter sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon. Besaran panjang diukur dengan menggunakan mistar, stikmeter (meteran gulung), jangka sorong dan mikrometer skrup. Adapun ketelitian dari masing-masing alat tersebut adalah sebagai berikut :

a) Mistar memiliki ketelitian 1 mm

b) Stikmeter memiliki ketelitian 1 mm

c) Jangka sorong ketelitiannya 0,1 mm

d) Mikrometer Skrup ketelitiannya 0,01 mm

2) Standar dan alat ukur massa

Massa suatu benda adalah banyak zat yang dikandung benda tersebut. Menurut satuan SI, satuan massa adalah kilogram (kg). Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan istilah berat. Misalnya, berat badan Budi 55 kg.

Menurut fisika ungkapan tersebut tidak tepat, karena 55 kg adalah massa badan Budi. Berat dalam fisika memiliki pengertian yang berbeda dengan berat dalam kehidupan sehari hari.

Menurut fisika, berat adalah gaya yang dialami oleh suatu benda yang mempunyai massa yang diakibatkan karena adanya gaya tarik bumi. Sesuai dengan pengertian ini, maka berat suatu benda di tempat tempat yang berlainan mungkin berbeda-beda

No Besaran Satuan Lambang

(3)

Satu kilogram didefinisikan sebagai massa dari suatu silinder yang dibuat dari campuran platina-iridium yang disebut kilogram standar, yang disimpan di lembaga berat dan ukuran Internasional di Paris, Perancis. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran massa adalah neraca. Terdapat beberapa jenis neraca, antara lain neraca duduk, neraca elektronik, dan neraca lengan. 3) Standar dan alat ukur waktu

Satuan standar untuk waktu adalah sekon atau detik. Satu sekon didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran waktu antara lain arloji dan stopwatch.

4) Standar dan alat ukur suhu

Suhu merupakan derajat panas dinginnya suatu benda. Satuan standar untuk suhu adalah Kelvin. Satuan lain yang sering digunakan di Indonesia adalah derajat Celcius, sedangkan di Amerika dan Inggris pada umumnya menggunakan derajat fahrenheit. Alat untuk mengukur suhu adalah termometer.

b. Besaran Turunan (Derived Quantities)

Besaran turunan adalah besaran yang satuan-satuannya diturunkan dari satuan-satuan besaran pokok. Jumlah besaran turunan sangat banyak, semakin berkembangnya ilmu fisika, dimungkinkan akan muncul lagi besaran turunan yang baru.

Tabel 1.2.

Besaran Turunan dan Satuannya

(4)

kilogram per meter kubik watt

joule

*Sumber: Tipler, 1998

Alat ukur besaran turunan pada pembahasan alat ukur sebelumnya, seluruhnya termasuk alat ukur besaran pokok. Tekanan udara diukur dengan barometer, gaya diukur dengan dinanometer dan volume air diukur dengan gelas ukur. Sementara itu untuk mengukur luas atau volume suatu benda yang bentuknya beraturan kita dapat menggunakan rumus matematika.

(Tripler,1998) 2. Sistem Satuan

Pengukuran terhadap sifat-sifat fisis dilakukan dengan membandingkan besaran yang akan diukur dengan suatu besaran standar yang dinyatakan dengan bilangan dan satuan. Besaran standar hanya diberikan untuk besaran pokok saja.

Besaran-besaran pokok yang diakui berdasarkan perjanjian Internasional beserta satuan Sistem Internasional (SI) adalah sebagai berikut :

Tabel 1.3.

Besaran Pokok dan Satuannya dalam SI

NO BESARAN POKOK SATUAN SIMBOL DIMENSI

1. Panjang Meter m [L]

(5)

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT *Sumber: Rahman Fauzi, 2007

(Rahman Fauzi, 2007)

3. Pengukuran Panjang

Pengukuran besaran panjang dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai alat ukur, misalnya mistar ukur, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Berikut ini akan dijelaskan cara pengukuran besaran panjang dengan menggunakan alat ukur tersebut.

a. Mistar ukur

(6)

*Sumber: Dokumentasi pribadi, 2014

Gambar 1.1. Mistar

b. Jangka sorong

Jangka sorong terdiri dari dua pasang rahang, sepasang untuk pengukur luar dan sepasang untuk pengukur dalam. Dari pasangan itu ada rahang yang tetap dan ada rahang yang dapat digeser-geser. Pada rahang tetap terdapat batang skala yang diberi skala dalam cm dan mm sebagai skala utama. Pada rahang geser terdapat 10 skala yang panjangnya 9 mm sebagai skala nonius. Oleh karena, 1 skala nonius sama dengan 0,9 mm. Jadi, skala nonius berselisih 0,1 mm dengan skala mm pada skala utama Angka 0,1 mm menyatakan ketelitian.

Gambar 1.2. Jangka Sorong

c. Mikrometer sekrup

(7)

noniussama dengan 0,01 mm atau 0,001 cm, yang menyatakan tingkat ketelitian mikrometer sekrup.

*Sumber: nurulaprina.wordpress.com, 2014

Gambar 1.3. Mikrometer Sekrup (Supiyanto, 2006)

1.3. Alat dan Bahan

Untuk melaksanakan praktikum ini kita membutuhkan beberapa alat dan bahan sebagai pendukungnya. Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

1. Jangka sorong, digunakan untuk mengukur diameter kelereng, silinder, batang statif.

(8)

Jangka sorong

2. Batang Kaki Statif Pendek, digunakan sebagai objek yang akan diukur.

Gambar 1.5.

Batang Kaki Statif Pendek

3. Silinder Ukur, digunakan sebagai objek yang akan diukur.

Gambar 1.6. Silinder Ukur

(9)

Gambar 1.7.

1. Persiapan percobaan jangka sorong, ukurlah 2. Langkah-langkah kegiatan :

a. Dengan menggunakan jangka dan catat hasil pengukurannya ke dalam tabel :

1) Diameter batang statif.

2) Diameter kelereng.

3) Diameter bagian luar dan dalam dari silinder ukur, serta ukur pula kedalaman silinder ukur.

3. Lengkapi isian tabel pada hasil pengamatan.

4. Kemasi alat dan bahan yang telah dipakai, diskusikan seluruh kegiatan untuk dapat ditarik kesimpulan.

1.5. Hasil Pengamatan

Dari percobaan pengukuran diameter beberapa benda yang telah kami lakukan dapat diperoleh hasil sebagai berikut:

1. Hasil pengamatan kelereng

(10)

2. Hasil pengamatan batang statif

Tabel 1.5.

Pengukuran Batang Statif

Percobaan Diameter Panjang

1 10.1 250

3. Hasil pengamatan silinder

Tabel 1.6.

1 36.45 40,50 113,8

2 36.45 40,50 113,7

(11)

6 36.44 40,50 113,8

7 36.45 40,50 113,7

8 36.46 40,50 113,8

9 36.45 40,50 113,8

10 36.45 40,50 113,7

1.6. Pengolahan Data

1.6.1. Perhitungan

a. Pada diameter silinder ukur Diketahui:

4) Kuadrat Deviasi = ………? 5) δ = ……..?

6) Nilai sebenarnya = ………? 7) Keseksamaan = ………? Jawab:

 Diameter luar

1) Jumlah data hasil pengukuran :

= 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50 + 40,50

(12)

= 405

10 = 40,5 mm

2) Diameter a) Deviasi

di - = 40,50 – 40,5 = 0 b) Kuadrat Deviasi

(di - ) 2 = 0

c) Deviasi standar rata-rata

=

= 0

d) Nilai sebenarnya

d = ± δ = 40,595 mm

e) Nilai keseksamaan

d1- d2 = 40,595 mm – 40,595 mm = 0

Tabel 1.4.

Hasil Penghitungan Diameter Luar pada Silinder Ukur

No. _{luar (mm)}Diameter di - (di - 2 _d

1 40,50 0 0 0 40,50

2 40,50 0 0 0 40,50

3 40,50 0 0 0 40,50

4 40,50 0 0 0 40,50

No. Diameter

luar (mm) di - (di - 2 d

5 40,50 0 0 0 40,50

(13)

6) Nilai sebenarnya = ………? 7) Keseksamaan

Jawab:

1) Jumlah data hasil pengukuran :

= 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45 + 36,45

= 364,5 mm

Nilai rata-rata :

= 364,5

(14)

=

= 0

d) Nilai sebenarnya

d = ± δ = 36,45 mm e) Nilai keseksamaan

d1- d2 = 36,45 mm – 36,45 mm = 0

Tabel 1.5.

Hasil penghitungan diameter dalam pada silinder ukur

b. Pada diameter kelereng Diketahui:

d1 = 20,4 mm d6 = 20,4 mm

No. Diameter

dalam (mm) di - (di - 2 d

1 36,45 0 0 0 36,45

2 36,45 0 0 0 36,45

3 36,45 0 0 0 36,45

4 36,45 0 0 0 36,45

5 36,45 0 0 0 36,45

6 36,45 0 0 0 36,45

No. _{luar (mm)}Diameter di - (di - 2 _D

7 36,45 0 0 0 36,45

8 36,45 0 0 0 36,45

9 36,45 0 0 0 36,45

(15)

d4 = 20,4 mm d9 = 20,4 mm d5 = 20,4 mm d10 = 20,4 mm Ditanya:

1) = ……. ?

2) = ……….?

3) Deviasi = …….?

6) Nilai sebenarnya = ………? 7) Keseksamaan

Jawab:

1)Jumlah data hasil pengukuran

=

= 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4 + 20,4

= 204 mm Nilai rata-rata

= 204 =20,4

10

2)Diameter a) Deviasi

di - = 20,4 – 20,4 = 0

b) Kuadrat Deviasi

(di - ) 2 = (0) 2 = 0

(16)

Hasil pengamatan diameter pada kelereng

c. Pada diameter Batang statif Diketahui:

(17)

=

= 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1 + 10,1

= 101 mm Nilai rata-rata

= 101

10 = 10,1 mm 2) Diameter

a) Deviasi

di - =10,1– 10,1 = 0

b) Kuadrat Deviasi

(di - ) 2 = (0) 2 = 0

=

= 0

d) Nilai sebenarnya

d = ± δ = 10,1 e) Nilai keseksamaan

d1- d2 = 10,1 mm – 10,1 mm = 0 Tabel 1.7

(18)

1.7. Pembahasan

Percobaan yang kali ini memberikan satu pembahasan yaitu benda-benda diatas memiliki ketebalan atau diameter yang berbeda-beda. Untuk mengukur dimensi benda diperlukan alat-alat ukur seperti mistar dan jangka sorong.

Berdasarkan ketelitiannya, alat ukur tersebut memiliki tingkat ketelitian yang berbeda. Misalnya pada mistar memiliki tingkat ketelitian hingga 1 mm, sedangkan jangka sorong memiliki tingkat ketelitian hingga 0,01 mm.

(19)

1.8. Kesimpulan

Pada saat percobaan kita melakukan pengukuran pada sebuah benda untuk mengetahui suatu besaran benda tersebut. Dengan menggunakan alat ukur dengan besar ketelitian masing-masing alat ukur tersebut.

Pada percobaan tersebut didapatkan pula jumlah data, nilai rata-rata, deviasi, deviasi kuadrat, standar deviasi, serta keseksamaan.

1.9 Saran

(20)