1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanpa kita sadari, setiap hari kita menggunakan alat ukur sebagai alat untuk mempermudah pekerjaan maupun untuk mempermudah aktivitas kita. Alat ukur yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari yang sering kita temui adalah alat ukur dari besaran pokok. Berbagai macam alat ukur dari besaran pokok inilah yang mempermudah kita mengetahui berapa hasil dari pengukuran yang didapat. Namun yang sering kita temui dan kita gunakan, dari 7 besaran pokok yang ditetapkan dalam satuan internasional berupa panjang, suhu, massa, waktu, kuat arus listirik, intensitas cahaya dan jumlah zat, untuk daerah di kabupaten situbondo hanya 5 besaran pokok yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari meiputi panjang, suhu, massa, waktu dan kuat arus listrik. Contoh sederhana penggunaan alat ukur besaran pokok adalah mahasiswa di kampus yang masih menggunakan mistar (penggaris) untuk mengerjakan
soal yang berhubungan dengan menggambar atau lainnya. Tak hanya itu saja, di kampus maupun di sekolah-sekolah memiliki laboratorium dimana dalam laboratorium terdapat
berbagai alat yang diantaranya merupakan alat ukur besaran pokok seperti termometer, jangka sorong, mikrometer sekrup dan stopwatch.
1.2 Tujuan
1.2.1 Untuk mengidentifkasi perbedaan besaran pokok dan besaran turunan serta satuannya.
1.2.2 Untuk mengidentifikasi alat ukur dan ketelitiannya. 1.2.3 Untuk mengidentifikasi ketidakpastian pengukuran.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Besaran Pokok dan Besaran Turunan serta Satuannya
Dalam ilmu fisika dikenal istilah “Besaran” dan “Satuan“, kedua istilah dalam bidang fisika tersebut dapat diartikan sebagai berikut. Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, mempunyai nilai yang dapat dinyatakan dengan angka dan memiliki satuan tertentu. Satuan adalah pernyataan yang menjelaskan arti dari suatu besaran.
2.1.1 Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Didalam Sistem Internasional (SI) terdapat 7 besaran pokok yang memiliki dimensi dan 2 besaran tambahan yang tidak memiliki dimensi.
Sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut besaran. Contoh besaran adalah panjang, massa, dan waktu. Besaran pada umumnya
memiliki satuan. Panjang memiliki satuan meter, massa memiliki satuan kilogram, dan waktu memiliki satuan sekon. Tetapi nanti akan ada beberapa
besaran yang tidak memiliki satuan, misalnya indeks bias cahaya dan massa jenis relatif.
Sebelum adanya standar internasional, hampir tiap negara menetapkan sistem satuannya sendiri. Penggunaan bermacam-macam satuan untuk suatu besaran ini menimbulkan kesukaran. Kesukaran pertama adalah diperlukannya bermacam-macam alat ukur yang sesuai dengan satuan yang digunakan. Kesukaran kedua adalah kerumitan konversi dari satu satuan ke satuan lainnya, misalnya dari jengkal ke kaki. Ini disebabkan tidak adanya keteraturan yang mengatur konversi satuan-satuan tersebut.
3 Besaran pokok dalam satuan sistem internasional (SI) yang memiliki dimensi ada 7, antara lain :
1. Besaran pokok panjang satuannya meter dengan lambang m 2. Besaran pokok suhu satuannya kelvin dengan lambang K 3. Besaran pokok waktu satuannya detik/sekon dengan lambang a
4. Besaran pokok arus listrik panjang satuannya ampere dengan lambang A 5. Besaran pokok massa satuannya kilogram dengan lambang kg
6. Besaran pokok intensitas cahaya satuannya candela/kandela dengan lambang cd
7. Besaran pokok jumlah zat satuannya mole dengan lambang mol
Sedangkan, besaran tambahan dalam satuan sistem internasional (SI) yang tidak memiliki dimensi ada 2, antara lain :
1. Besaran tambahan sudut datar satuan radian dengan lambang rad 2. Besaran tambahan sudut ruang satuan steradian dengan lambang sr
Berikut adalah tabel besaran pokok dalam satuan sistem internasional (SI) :
Besaran Pokok Satuan Singkatan Dimensi
panjang meter m [L]
massa kilogram kg [M]
waktu sekon s [T]
kuat arus listrik ampere A [I]
Suhu Kelvin K Teta
jumlah zat mol mol [N]
intensitas cahaya candela cd [J]
a. Panjang
Tetapi sangat sukar jika harus menggunakan satuan cubit, karena satu cubit setiap orang berbeda-beda.
Sekarang orang menggunakan meter sebagai satuan SI. Semula satu meter ditetapkan sebagi jarak antara dua goresan pada meter standar sehingga jarak dari kutub utara ke khatulistiwa melalui paris adalah 10 juta meter. Meter standar adalah sebuah batang yang terbuat dari campuran platina-iridium. Meter standar sulit dibuat ulang. Oleh karena itu, dibuat turunan-turunannya dengan proses yang sangat teliti.
Adapun kendala dalam penggunaan meter standar sebagai standar primer untuk panjang. Pertama, meter standar mudah rusak dan jika rusak batang itu sukar dibuat ulang. Kedua, ketelitian pengukuran tidak lagi memadai untuk ilmu pengetahuan dan teknologi modern.
Untuk mengatasi kendala-kendala tersebut, pada pertemuan ke 11 Konferensi Umum Timbangan dan Ukuran tahun 1960, ditetapkan suatu standar atomic untuk panjang. Pilihan jatuh kepada gelombang cahaya yang dipancarkan oleh gas kripton-86 (simbol Kr-86). Satu meter didefisinikan
sama dengan 1 650 761,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas kripton-86 didalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik (CGPM ke-11, 1960). Meter yang di ‘atom’ kan ini sama panjang dengan meter standar. Meter ini mudah dibuat dengan ketelitian yang tinggi.
CGPM adalah singkatan dari Conference Generale des Poids et
Measuresㅡ Konferensi Umum Timbangan dan Ukuran, yaitu suatu badan
yang bernaung dibawah Organisasi Internasional Timbangan dan Ukuran
(OIPMㅡOrganisation Internationale des Poids et Measures). Tugas badan
ini, yaitu mengadakan konferensi sedikitnya satu kali dalam enam tahun dan mengesahkan ketentuan baru dalam bidang metrologi dasar.
5 berhubungan dengan pancaran atom kripton dan menggantikannya dengan meter yang berhubungan dengan tetapan c dan sekon.
b. Massa
Orang awam sering menyamakan massa dengan berat. Dalam fisika kedua istilah itu berbeda. Massa berkaitan dengan jumlah zat (materi) yang dikandung suatu benda. Sedangkan berat adalah gaya berarah ke pusat bumi yang dikerjakan oleh bumi pada suatu benda. Oleh karena itu, massa tetap tidak bergantung pada lokasi benda, sedangkan berat bergantung pada lokasi benda.
Dalam SI saruan massa adalah kilogram (Kg). satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar (sebuah silinder terbuat dari platina-iridium), yang disimpan di lembaga Timbangan dan Ukuran Internasional (CGPM ke-1 ke-1899).
Untuk menentukan massa sebuah atom, ilmuwan menetapkan standar massa kedua, yaitu berdasarkan massa atom karbon-12. Berdasarkan persetujuan internasional, ditetapkan bahwa massa sebuah atom karbon-12
sama dengan 12u (u adalah lambing untuk atomic mass unit). 1 u = 1,6605402 x 10-17 Kg
Dalam menentukan massa sebuah atom, ilmuwan menggunakan spektrometer massa, yang didesain pertama kali oleh Francis William pada tahun 1919. Dalam spektrometer massa, kita menentukan perbandingan massa terhadap muatan (m/q) dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari orbit melingkar ion tersebut dalam medan magnetik seragam.
Dengan spektrometer massa pertama saja, perbedaan massa dapat diukur hingga ketelitian 1 bagian dalam 10 000.
c. Waktu
Dan satuan dari waktu adalah sekon atau detik. Satu sekon adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom sesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9 192 631 770 kali dalam transisi antara dua tingkat energi di tingkat energi dasarnya (CGPM ke-13; 1967)
d. Kuat Arus
Satuan kuat arus listrik adalah “ampere” (disingkat A). Satu ampere adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah kawat yang sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan dan diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2 × 10-7 newton pada setiap meter kawat. 1 A adalah arus yang dalam keadaan mengalir melalui dua konduktor berciri lurus dan sejajar dengan panjang tak terhingga dan luas penampang yang diabaikan serta ditempatkan pada ruang hampa dengan terpisah oleh jarak sepanjang 1 m, menghasilkan diantara kedua konduktor pada setiap meter panjangnya gaya sebesar 0,2.10 -6N.
e. Suhu
Satuan suhu adalah “kelvin” (disingkat K). Satu kelvin adalah 1/273,16 kali suhu termodinamika titik tripel air (CGPM ke-13, 1967). Dengan demikian, suhu termodinamika titik tripel air adalah 273,16 K. Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam keadaan seimbang dengan es dan uap jenuhnya. 1K adalah 1/273,17 suhu termodinamis dari air (H2O) pada
titik bekunya. Pada skala celcius, suhu titik beku air sama dengan 0.01oC. Dalam hal ini 0oC=273,16 K Interval skala temperature untuk 1oC sama dengan interval skala untuk 1 K
f. Jumlah Molekul
Satuan jumlah molekul adalah “mol”. 1 mol adalah banyaknya materi dari suatu zat yang sama dengan banyaknya partikel-partikel atom C-12 sebanyak 0,012 kg. Macam dari partikel-partikel harus disebutkan.
g. Intesitas Cahaya
7 cd adalah intensitas cahaya dari sumber radiasi sinar monokromatik dengan frekuensi 540 Thz (Terahertz) pada arah tertentu, dalam keadaan intensitas radiasi sumber cahaya tersebut pada arah ini adalah 1/683 W/sr (watt per steradial). 1 steradial adalah suatu satuan sudut ruang yang mencakup 1 m2 luas permukaan bola dengan jari-jari 1m. Luas permukaan keseluruhan dari bola ini dapat dituliskan sebagai Asp(1m) = 4 m2. Sehingga sudut ruang
keseluruhan dari steradial adalah = 4. 2.1.2 Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Dengan demikian satuan besaran turunan diturunkan dari satuan besaran pokok. Sebagai contoh adalah luas, volum, massa jenis, kecepatan, dan percepatan.
Berikut ini adalah berbagai contoh besaran turunan sesuai dengan sistem internasional / SI yang diturunkan dari sistem MKS (meter - kilogram - sekon/second) :
Besaran turunan energi satuannya joule dengan lambang J Besaran turunan gaya satuannya newton dengan lambang N Besaran turunan daya satuannya watt dengan lambang W Besaran turunan tekanan satuannya pascal dengan lambang Pa Besaran turunan frekuensi satuannya Hertz dengan lambang Hz Besaran turunan muatan listrik satuannya coulomb dengan lambang C Besaran turunan beda potensial satuannya volt dengan lambang V Besaran turunan hambatan listrik satuannya ohm
Besaran turunan kapasitas kapasitor satuannya farad dengan lambang F Besaran turunan fluks magnet satuannya tesla dengan lambang T
Besaran turunan induktansi satuannya henry dengan lambang H Besaran turunan fluks cahaya satuannya lumen dengan lambang ln
Dan dalam bentuk tabel, sebagai berikut :
Besaran Turunan Rumus Dimensi Satuan dan
Singkatan
Luas Panjang x lebar [L]2 m2
Volum Panjang x lebar x tinggi [L]3 m3
Massa jenis Massa / volum [M][L]-3 kgm-3
Kecepatan Perpindahan / waktu [L][T]-1 ms-1
Percepatan Kecepatan / waktu [L][T]-2 ms-2
Gaya Massa x perpindahan [M][L][T]-2 kgms-2 = newton (N)
Usaha dan Energi Gaya x perpindahan [M][L]2[T]-2 kgm2s-2 = joule (J)
Tekanan Gaya / luas [M][L]-1[T]-2 kgm
-1s-2 = pascal
(Pa)
Daya Usaha / waktu [M][L]2[T]-3 kgm2s-3 = watt (W)
Impuls dan
Momentum Gaya x waktu [M][L][T]
-1 kgms-1 = Ns
2.2 Alat Ukur dan Ketelitiannya 2.2.1 Alat Ukur Besaran Fisika
9 Berikut adalah beberapa alat ukur yang digunakan dalam proses pengukuran besaran fisika.
1. Alat ukur panjang
Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita), mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda.
Mistar
- Untuk mengukur benda yang panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm.
- Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ‘/s x 1 cm)
- Satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi. Untuk mendapatkan basil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak lotus dengan obyek dan mistar.
Meteran Pita
Digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisadilakukan deng an mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus. Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 1 mm.
Mikrometer Sekrup
- Gunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang sangat kecil
2. Alat Ukur Massa
Neraca Pasar, yaitu neraca yang biasa digunakan di pasar-pasar tradisional, bentuknya seperti pada gambar di samping. Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan meletakkan benda yang akan ditimbang di bagian yang berbentuk mirip baskom, lalu di bagian sebelahnya yang datar diletakkan bandul neraca yang hampir seimbang dengan bobot benda, selanjutnya lengan neraca akan bergerak dan hasil pengukuran dapat diketahui.
Neraca Dua Lengan, yaitu neraca yang biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di diatas. Cara pemakaian neraca ini hampir sama dengan cara pemakaian neraca pasar, bedanya bandul neraca yang terdapat pada
neraca pasar dapat digantikan dengan barang lain. Neraca Tiga Lengan, yaitu neraca yang juga biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di samping. Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan cara menggeser ketiga penunjuk ke sisi paling kiri (skalanya menjadi nol), kemudian letakkan benda yang akan diukur pada bagian kiri yang terdapat tempat untuk benda yang akan diukur, lalu geser ketiga penunjuk ke kanan hingga muncul keseimbangan, dan hasil pengukuran dapat diketahui.
2.2.2 Macam-Macam Alat Ukur Dalam Fisika 1. Amperemeter / Ampere Meter
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh
11 Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arca pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti melon magnet akan menimbulkan gayalorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yangmengalir maka semakin besar pula simpangannya.
2. Voltmeter / Volt Meter
Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah
alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali
lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus.
Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.
3. Ohmmeter / Ohm Meter
Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor.Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yangkemudian dikalibrasi ke satuan ohm.
4. Termometer
Pengukur suhu, baik suhu udara maupun suhu air. Satuan yang digunakan adalah celcius.
5. Jangka Sorong
tabung atau cincin, maupun kedalam sebuah tabung. Kegunaan jangka sorong adalah:
- Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit;
- Untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang(pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur;
- Untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan
cara”menancapkan/menusukkan” bagian pengukur. Bagian pengukur tidak terlihat pada gambar karena berada di sisi pemegang
4. Lux Meter
Alat ukur cahaya (lux meter) adalah alat yang
digunakan amok mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya
ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup.
Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital.
Harga dari besarnya cahayadapat ditampilkan pada layar LCD (Liquid Crystal Display) dengan menggunakan sebuah ADC (Analog to Digital Converter) Max ICL’7106 dengan tegangan masukan antara200 mV – 2 V dan tegangan referensi antara 100 mV – 1 V. Sensor cahaya yang digunakan adalah solar cell dengan tegangan keluaran sebesar 0.5 V dan arus20 mA sampai 30 mA. Alat ukur ini dibuat portable dengan menggunakan tegangan somber 9 V DC dari baterai.
5. Barometer
Barometer merupakan alat pengukur tekanan dalam satuan mb.
Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid. Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara, Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan.
13 sehingga perlu selalu pensettingan awal. Barometer raksa ada dua jenis yaitu
wheel barometer dan stick barometer.
Prinsip kerja wheel barometer adalah:
Peningkatan tekanan udara akan berpengaruh pada kolom merkuri menyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah kiri meningkat dan di
sebelah kanan
menurun terdapat pemberat kecil yang mengapung di atas merkuri, yang mengikuti pergerakan turun naik merkuri ini dan menyebabkan dorongan yangt
erhubung pads pointer dimana akan mengindikasikan kenaikan tekanan. Jika terjadi penurunan tekanan makan akan terjadi proses sebaliknya. Barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu sebelum digunakan.
Stick barometer mempunyai prinsip kerja sebagai berikut:
Barometer jenis ini dirancang untuk dapat
membaca tekanan pada sea level dan juga dapat langsung dibaca oleh penggna pada skala yang biasanya tercatat pada stick barometer tersebut, sehingga memerlukan pengaturan yang lebih rumit dibanding wheel barometer untuk menyesuaikannya dengan ketinggian. Prinsip kerjanya hampir sama dengan wheel barometer karena sama-sama menggunakan air raksa (merkuri). Barometer anaeroid, terdiri dari sate kapsul vacum yang bereaksi terhadap perubahan tekanan udara dan meneruskan pergerakan ringan pada ujung pengungkit B. Suatu seri kumparan C melanjutkan pergerakan ini pada
rantai D dan mendorong pegas E kepada pointer F yang disesuaikan. 2.3 Ketidakpastian Pengukuran
Saat melakukan pengukuran mengunakan alat, tidaklah mungkin Anda mendapatkan nilai yang pasti benar (xo), melainkan selalu terdapat ketidakpastian.
ketidakpastian hasil pengukuran ada tiga, yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik, dan kesalahan acak.
2.3.1 Kesalahan Umum
Kesalahan umum adalah kesalahan yang disebabkan keterbatasan pada pengamat saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini dapat disebabkan karena kesalahan membaca skala kecil, dan kekurangterampilan dalam menyusun dan memakai alat, terutama untuk alat yang melibatkan banyak komponen.
2.3.2 Kesalahan Sistematik
Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan dan atau lingkungan di sekitar alat yang memengaruhi kinerja alat. Misalnya, kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen alat atau kerusakan alat, kesalahan paralaks, perubahan suhu, dan kelembaban.
a. Kesalahan Kalibrasi
Kesalahan kalibrasi terjadi karena pemberian nilai skala pada saat pembuatan atau kalibrasi (standarisasi) tidak tepat. Hal ini mengakibatkan pembacaan hasil pengukuran menjadi lebih besar atau lebih kecil dari nilai sebenarnya.
Kesalahan ini dapat diatasi dengan mengkalibrasi ulang alat menggunakan alat yang telah terstandarisasi.
b. Kesalahan Titik Nol
Kesalahan titik nol terjadi karena titik nol skala pada alat yang digunakan tidak tepat berhimpit dengan jarum penunjuk atau jarum penunjuk yang tidak bisa kembali tepat pada skala nol. Akibatnya, hasil pengukuran dapat mengalami penambahan atau pengurangan sesuai dengan selisih dari skala nol semestinya. Kesalahan titik nol dapat diatasi dengan melakukan koreksi pada penulisan hasil pengukuran.
c. Kesalahan Komponen Alat
Kerusakan pada alat jelas sangat berpengaruh pada pembacaan alat ukur. Misalnya, pada neraca pegas. Jika pegas yang digunakan sudah lama dan aus, maka akan berpengaruh pada pengurangan konstanta pegas. Hal ini menjadikan jarum atau skala penunjuk tidak tepat pada angka nol yang membuat skala berikutnya bergeser.
15 Kesalahan paralaks terjadi bila ada jarak antara jarum penunjuk dengan garis-garis skala dan posisi mata pengamat tidak tegak lurus dengan jarum.
2.3.3 Kesalahan Acak
Kesalahan acak adalah kesalahaan yang terjadi karena adanya fluktuasi-fluktuasi halus pada saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini dapat disebabkan karena adanya gerak brown molekul udara, fluktuasi tegangan listrik, landasan bergetar, bising, dan radiasi.
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 Tegangan 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.
c. Landasan yang Bergetar
Getaran pada landasan tempat alat berada dapat berakibat pembacaan skala yang berbeda, terutama alat yang sensitif terhadap gerak. Alat 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
Adanya banyak faktor yang menyebabkan kemungkinan terjadinya kesalahan dalam suatu pengukuran, menjadikan tidak mungkin mendapatkan hasil pengukuran yang tepat benar. Oleh karena itu, harus menuliskan ketidakpastiannya setiap kali melaporkan hasil dari suatu pengukuran. Untuk menyatakan hasil ketidakpastian suatu pengukuran dapat menggunakan cara penulisan x = (xo± Δx), dengan x merupakan nilai pendekatan hasil pengukuran terhadap nilai benar, xo merupakan nilai hasil pengukuran, dan Δx merupakan ketidakpastiannya (angka taksiran ketidakpastian).
2.4 Angka Penting
2.4.1 Penulisan Angka Penting
Penulisan angka nol pada angka penting, ternyata memberikan implikasi yang amat berharga. Untuk mengidentifikasi apakah suatu angka tertentu termasuk angka penting atau bukan, dapat diikuti beberapa kriteria di bawah ini: Semua angka bukan nol termasuk angka penting.
Contoh: 2,45 memiliki 3 angka penting.
Semua angka nol yang tertulis setelah titik desimal termasuk angka penting. Contoh: 2,60 memiliki 3 angka penting 16,00 memiliki 4 angka penting. Angka nol yang tertulis di antara angka-angka penting (angka-angka bukan
nol), juga termasuk angka penting.
Contoh: 305 memiliki 3 angka penting. 20,60 memiliki 4 angka penting. Angka nol yang tertulis sebelum angka bukan nol dan hanya berfungsi sebagai
penunjuk titik desimal, tidak termasuk angka penting.
Contoh: 0,5 memiliki 1 angka penting. 0,0860 memiliki 3 angka penting. Hasil pengukuran 186.000 meter memiliki berapa angka penting? Sulit untuk menjawab pertanyaan ini. Angka 6 mungkin angka taksiran dan tiga angka nol di belakangnya menunjukkan titik desimal. Tetapi dapat pula semua angka tersebut merupakan hasil pengukuran. Ada dua cara untuk memecahkan kesulitan ini. Pertama: titik desimal diubah menjadi satuan, diperoleh 186 km (terdiri 3 angka penting) atau 186,000 km (terdiri 6 angka penting). Kedua: ditulis dalam bentuk notasi baku, yaitu 1,86 x 105 m (terdiri 3 angka penting) atau 1,86000 x 105 m (terdiri 6 angka penting).
17 penting yang dituliskan, berarti pengukuran yang dilakukan semakin teliti. Berikut beberapa contoh penulisan hasil pengukuran dengan memperhatikan angka penting:
Satu angka penting 2, 0,1 0,002 0,01 x 10-2
Dua angka penting 2,6 1,0 0,010 0,10 x 10-2 Tiga angka penting 20,1 1,25 0,0621 3,01 x 10-2
Empat angka penting 20,12 1,000 0,1020 1,001 x 10-2
2.4.2 Perhitungan dengan Angka Penting
Setelah mencatat hasil pengukuran dengan tepat, diperoleh data-data kuantitatif yang mengandung sejumlah angka-angka penting. Sering kali, angka-angka tersebut harus dijumlahkan, dikurangkan, dibagi, atau dikalikan. Ketika kita mengoperasikan angka-angka penting hasil pengukuran, jangan lupa hasil yang kita dapatkan melalui perhitungan tidak mungkin memiliki ketelitian melebihi ketelitian hasil pengukuran.
a. Penjumlahan dan pengurangan
Bila angka-angka penting dijumlahkan atau dikurangkan, maka hasil penjumlahan atau pengurangan tersebut memiliki ketelitian sama dengan
ketelitian angka-angka yang dijumlahkan atau dikurangkan, yang paling tidak teliti.
Contoh:
24,681 ketelitian hingga seperseribu 2,34 ketelitian hingga seperseratus 3,2 + ketelitian hingga sepersepuluh
30,221 ® Penulisan hasil yang benar 30,2 ketelitian hingga sepersepuluh. Bila jawaban ditulis 30,22 ketelitiannya hingga seperseratus. Hal ini
menunjukkan hasil perhitungan lebih teliti dibanding hasil pengukuran, karena hasil pengukuran yang dijumlahkan ada yang
ketelitiannya hanya sampai sepersepuluh, yaitu 3,2. Apakah mungkin? Apalagi bila hasil perhitungan ditulis 30,221, berarti ketelitian hasil perhitungan hingga seperseribu.
b. Perkalian dan pembagian
yang dioperasikan. Contoh:
3,22 cm x 2,1 cm = 6,762 cm2, ditulis 6,8 cm2 c. Aturan pembulatan angka-angka penting
Sebagaimana telah didiskusikan pada bagian sebelumnya, perhitungan yang melibatkan angka penting tidak dapat diperlakukan sama seperti operasi matematik biasa. Ada beberapa aturan yang harus diperhatikan, sehingga hasil perhitungannya tidak memiliki ketelitian melebihi ketelitian hasil pengukuran yang dioperasikan.
Kita ambil kembali contoh penjumlahan dan perkalian sebelumnya; 24,681 + 2,343 + 3,21 = 30,234 ditulis 30,23
3,22 x 2,1 = 6,762 ditulis 6,8
Mengapa pada hasil penjumlahan nilai 0,004 dihilangkan, sedangkan pada hasil perkalian nilai 0,062 dibulatkan menjadi 0,1? Untuk membulatkan angka-angka penting, ada beberapa aturan yang harus kita ikuti:
Angka kurang dari 5, dibulatkan ke bawah (ditiadakan) Contoh: 12,74 dibulatkan menjadi 12,7
Angka lebih dari 5, dibulatkan ke atas Contoh: 12,78 dibulatkan menjadi 12,8
Angka 5, dibulatkan ke atas bila angka sebelumnya ganjil dan ditiadakan bila angka sebelumnya genap.
Contoh: 12,75 dibulatkan menjadi 12,8 . 12,65 dibulatkan menjadi 12,6 Berikut aturan angka penting yang umum :
1. Angka yang bukan nol adalah angka penting, misal : 14569 = 5 angka penting, 2546 = 4 angka penting
2. Angka nol di sebelah kanan tanda desimal dan tidak diapit bukan angka nol bukan angka penting, misal : 25,00 = 2 angka penting. 25,000 = 2 angka penting , 2500 = 4 angka penting ( mengapa ? sebab tidak ada tanda desimalnya) 2500,00 = 4 angka penting
19 4. Angka nol yang berada di antara angka bukan nol termasuk angka penting. Misal :
0,005006 = 4 angka penting
5. Dalam penjumlahan dan pengurangan angka penting, hasil dinyatakan memiliki 1 angka perkiraan dan 1 angka yang meragukan. Contoh : 1,425 + 2,56 = 3,985 dan hasilnya ditulis sebagai 3,99.
(I) 25,340 + 5,465 + 0,322 = 31,127 ditulis sebagai 31,127 (5 angka penting) (II) 58,0 + 0,0038 + 0,00001 = 58,00281 ditulis menjadi 58,0 (III) 4,20 + 1,6523 + 0,015 = 5,8673 ditulis menjadi 5,87 (IV) 415,5 + 3,64 + 0,238 = 419,378 ditulis menjadi 419,4 Pada contoh (I) ditulis tetap karena kesemua unsur memiliki angka yang berada di belakang tanda desimal jumlahnya sama. Pada contoh (II) ditulis menjadi 58,0 karena mengikuti angka penting terakhir aalah angka yang diragukan kepastiannya. Pada contoh (III) ditulis menjadi 5,87 karena mengikuti aturan angka penting terakhir ialah angka yang diragukan kepastiannya. Hal yang sama juga ditulis sebagaimana contoh (IV).
6. Dalam perkalian dan pembagian, hasil operasi dinyatakan dalam jumlah angka
penting yang paling sedikit sebagaimana banyaknya angka penting dari bilangan-bilangan yang dioperasikan. Hasilnya harus dibulatkan hingga jumlah angka penting sama dengan jumlah angka penting berdasarkan faktor yang paling kecil jumlah angka pentingnya.
Contoh : 3,25 x 4,005 = … 3,25 = mengandung 3 angka penting
angka terakhir bilangan faktor yang turut dalam unsur pembagian (9,3) memberi kesalahan relatif sebesar (kira-kira 1%) atau dapat ditulis sebagai 1,06 + 0,01 Alasan yang serupa juga diberikan pada soalan 0,92 x 1,13 hasilnya ditulis sebagai
1,04 dibandingkan menjadi 1,0396 (yang sudah sangat jelas lebih dari faktor angka
penting paling sedikit yang diproses dalam pembagian tampak jika ditulis 1,039
memiliki 4 angka penting, jika ditulis 1,0396 memiliki 5 angka penting).
Jika dikalikan, hasilnya diperoleh menjadi 13,01625 maka hasilnya ditulis menjadi 1,30 x 101
21
BAB III
PENUTUP
3.1 Simpulan
3.1.1 Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, mempunyai nilai yang dapat dinyatakan dengan angka dan memiliki satuan tertentu. Satuan adalah pernyataan yang menjelaskan arti dari suatu besaran. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Di dalam Sistem Internasional (SI) terdapat 7 besaran pokok yang memiliki dimensi yaitu panjang, suhu, waktu, arus listrik, massa intensitas cahaya dan jumlah zat, dan 2 besaran tambahan yang tidak memiliki dimensi yaitu sudut datar dan sudut ruang. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Dengan demikian satuan besaran turunan diturunkan dari satuan besaran pokok. Sebagai contoh adalah luas, volum, massa jenis, kecepatan, dan percepatan.
3.1.2 Alat ukur besaran fisika meliputi alat ukur panjang yang terdiri dari mistar, meteran pita serta mikrometer sekrup, alat ukur massa yang terdiri dari neraca
pasar, neraca dua lengan, neraca tiga lengan. Alat ukur dalam fisika yaitu amperemeter, voltmeter, ohmmeter, termometer, jangka sorong, lux meter, dan barometer.
3.1.3 Ketidakpastian pengukuran ada tiga yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik (kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen alat, kesalahan paralaks), dan kesalahan acak yang disebabkan gerak brown molekul udara, fluktuasi tegangan listrik, landasan yang bergetar, bising serta radiasi latar belakang.
3.1.4 Angka penting merupakan bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terjadi dari angka-angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan
