LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR PENGUKURA (1)

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR PENGUKURAN DASAR

Disusun Oleh Kelompok 1F

1. Navisa Alfanin Noviolita Glendys (151810301001) 2. Kholifatur Rizki Nurfitriani (151810301005) 3. Tri Wulan Ramadhani (151810301006) 4. Rosyida Amini (151810301008) 5. Ageliya Dwi Pratiwi (151810301009) 6. Chanifah Dwi Happy Pratiwi (151810301010) 7. Desy Dwi Rahmawati (151810301012)

Jurusan : Kimia Nama Asisten :Puput

LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER

2015

Dalam ilmu bidang fisika, pengukuran merupakan dasar materi yang harus dipahami terlebih dahulu. Mengukur dapat diartikan sebagai pengamatan kuantitas atau jumlah. Pengukuran berarti suatu metode atau cara yang digunakan untuk menyatakan sifat fisis dalam bentuk bilangan sebagai hasil perbandingan dengan sebuah besaran baku sebagai satuan. Membandingkan keadaan yang diukur dengan instrument pengukur yang ditetapkan skalanya untuk melakukan pengukuran pada setiap besaran.

Keakuratan pada hasil pengukuran sangat diperlukan dalam melakukan suatu pengukuran sangat diperlukan dalam melakukan suatu pengukuran, namun pada kenyataannya tidak ada satupun pengukuran yang benar-benar tepat. Kurang tepatnya pengukuran tersebut menimbulkan adanya ketidakpastian. Ketidakpastian berasal dari perbedaan sumber, alat pengukuran yang dipakai maupun ketelitian yang kurang ketika membaca skala membaca skala pada alat ukur.

Pengukuran sangat penting baik dalam ilmu fisika maupun dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu kita melakukan percobaan yang berhubungan dengan pengukuran dasar. Percobaan ini diperlukan sebagai suatu rujukan terhadap kita untuk lebih mengenal dan memahami pengukuran dalam fisika.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam praktikum ini adalah : 1. Bagaimana menggunakan alat ukur ?

2. Bagaimana menentukan nilai nst dari alat ukur ?

3. Bagaimana perbedaan pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung ?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang akan dicapai pada praktikum ini adalah : 1. Mampu menggunakan alat ukur

2. Mampu menentukan nilai nst dari alat ukur

Adapun manfaat pada praktikum pengukuran dasar adalah untuk mengetahui macam-macam alat ukur dan cara menggunakannya. Serta untuk mengetahui segala sesuatu yang berhubungan dengan pengukuran. Manfaat lain adalah dapat menentukan alat ukur untuk mengukur suatu benda yang berbeda.

BAB 2. DASAR TEORI

Dalam pengukuran, ada beberapa alat bantu pengukran dalam fisika diantaranya yaitu jangka sorong, mikrometer sekrup, voltmeter, neraca, termometer dan masih banyak yang lainnya (Jordan,1996).

Setiap alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda. Ketelitian yang diperoleh dari suatu pengukuran ditentukan oleh alat pengukuran dan cara yang dilakukan saat pengukuran. Ketelitian alat ukur ditentukan oleh nilai skala terkecil yang dapat ditunjukkan oleh sistem skala yang terdapat pada alat ukur tersebut (Padri,1985).

1. Pengukuran Panjang

Alat yang digunakan untuk mengukur panjang adalah penggaris, jangka sorong dan mikrometer sekrup. Masing-masing dari alat ukur tersebut memiliki tingkat ketelitian yang berbeda (Padri,1985).

a) Penggaris

Pada umumnya skala terkecil pada penggaris menyatakan panjang 0,1 cm. Oleh karena itu pengukuran penggaris hanya sampai 0,1 cm. Akan tetapi biasanya diambil setengah dari skala terkecil, sehingga ketelitian penggaris menjadi 0,05 cm.

Dalam setiap pengukuran dengan skala , sedapat mungkin hindari kesalahan paralak. Sebab paralak dapat diberikan hasil pengukuran yang lebih besar ataupun lebih kecil. Pengukuran tanpa paralak harus dilakukan secara tegak lurus dengan skala yang diamati (Padri,1985).

b) Jangka Sorong

Alat ukur lainnya yaitu jangka sorong. Seperti halnya mistar (penggaris) jangka sorong juga digunakan dalam mengukur besaran panjang, diantaranya yaitu pengukuran panjang, lebar, tinggi,diameter luas dan dalam serta kedalaman lubang suatu benda (Yulianti,1997).

Gambar 2.1 jangka sorong (www.google.com,2015) Adapun bagian-bagian jangka sorong, yaitu : 1. Rahang pengukur diameter luar

2. Rahang pengukur diameter dalam 3. Batang pengukur kedalaman 4. Skala utama dalam cm 5. Skala utama dalam inchi 6. Skala bantu/ nonius dalam cm 7. Skala bantu/ nonius dalam inchi 8. Scroll penggeser

Cara penggunaan alat ukur jangka sorong, yaitu :

1. Meletakkan benda pada posisi rahang pengukuran diameter luar atau rahang pengukuran dalam atau juga pengukuran kedalaman sesuai dengan perhitungan apa yang kita ukur.

2. Mengendurkan skrup pengunci agar posisi dapat diubah-ubah.

3. Membaca skala utama dan skala noniusnya, jika pada skala utama penuh, yaitu menandakan 1 mm (Yulianti,1997).

c) Mikrometer Sekrup

Mikrometer skrup memiliki fungsi yang sama dengan jangka sorong, namun mikrometer sekrup dapat dikatakan lebih teliti karena memiliki ketelitian hingga 0,01mm

Bagian-bagian mikrometer sekrup adalah : 1. Landasan (anvil) penjepit bahan uji

2. Permukaan batang ulir penjepit bahan uji 3. Batang ulir

4.Pengunci

5. Selubung brisi skala utama

6. Selongsong putar penggerak batang ulir yang berisi skala nonius 7. Roda gigi

Cara penggunaan alat ukur mikrometer sekrup adalah :

1. Sebelum menggunakan mikrometer. Periksa terlebih dahulu apakah mikrometer perlu ralat sistematis.

3. Perhatikan titik nolnya, apakah skala dasar tepat pada nol, kalau tidak perlu maka dilakukan ralat sistematis.

4. Letakkan benda diantara batang empulur.

5. Baca skala utamanya (lihat angka yang ada pada badan skala utama). 6. Baca skala noniusnya (lihat angka yang berimpitan pada skala utama dengan ketelitian alat).

7. Jumlahkan angaka hasil yang terbaca pada skala utama dengan skala angka hasil yang terbaca pada skala nonius (Yulianti,1997).

2. Pengukuran Massa

Neraca adalah alat ukur untuk mengukur massa suatu benda contohnya neraca sama lengan, neraca pegas dan lain sebagainya. Proses pengukuran dilakukan dengan cara membandingkan berat benda dengan berat massa standart waktu neraca setimbang, karena percepatan gravitasi yang dialami benda dan massa standart sama, maka massa benda dengan massa standart yang digunakan. Neraca ohaus memiliki tingkat ketelitian sebesar 0,1 gram (Padri,1985)

3. Pengukuran Waktu

Stopwatch dapat digunakan untuk mengukur waktu dengan cukup teliti. Stopwatch memiliki 2 jenis yakni stopwatch analog dan stopwatch digital. Ketelitiannya ada yang 0,5 detik dan 0,1 detik. Sebab ada yang 1 kali putaran menunjukkan 1 menit (60 detik) dan ada pula yang 1 kali putaran menunjukkan 30 detik (Padri,1985).

4. Cara Mendapatkan Ralat a. Ralat langsung

Bila hasil ukur dari pengukuran langsung terdiri dari pengukuran hanya sekali, pengukuran sebanyak ‘n’ kali. Maka hasil yang diperoleh adalah hasil ralat (∆ x) yang disebut ralat mutlak. Hanya memberikan informasi mengenai mutu alat ukur yang digunakan, namun belum mengungkapkan mutu pengukuran. Untuk menyatakan ketelitian pengukuran yang menggambarkan mutu pengukuran, digunakan :

Ralat Relatif Ralat Nisbi =

[

∆ x ´

b. Ralat tidak langsung

Ralat ini tidak dapat dikendalikan misalnya pada pengukuran berulang dengan hasil yang berbeda. Pengukuran berulang adalah dengan menggunakan nilai rata-rata untuk mendekati harga sesungguhnya. Tetapi untuk pengukuran berulang dengan hasil yang berbeda diperlukan ralat suatu pengukuran. Ralat suatu hasil pengukuran harus dicantumkan dalam hasil pengukuran. Ralat ini disebut dengan ralat kebetulan.

5. Menentukan Nilai Skala Terkecil (nst), Standart Deviasi dan Grafik

Menentukan nilai skala terkecil (nst) pada setiap alat ukur menjadi penyebab adanya ketidakpastian pada hasil pengukuran. Pengertian nst itu sendiri adalah nilai skala terkecil, nilai yang sudah tidak dapat dibagi pada suatu alat ukur. Hasil ukur yang diperoleh jika kita merata-rata pada pengurangan kontribusi dari efek ralat acak yang biasanya dilakukan pengurangan barulang-ulang dan dilakukan dengan teknik statistik disebut standart deviasi.

Membuat grafik kecepatan agar dapat digunakan sesuai dengan tujuan maka sebuah grafik harus memenuhi beberapa ketentuan di bawah ini :

1. Grafik harus mempunyai judul atau keterangan.

2. Pada grafik katesian, sumbu datar biasanya dipakai untuk perubahan bebas dan sumbu vertikal untuk perubahan tak bebas.

3. Nama besaran atau simbol ditulis pada sumbu dan dilengkapi dengan skala dan satuan.

4. Satuan dan pangkat sepuluh jika perlu dicantumkan pada setiap sumbu. 5. Grafik dibuat pada kertas milimeter.

6. Buatlah skala sedemikian rupa suhingga semua angka penting digunakan.

7. Tarik garis melalui titik yang didapat(Yulianti,1997).

Menentukan massa jenis adalah salah satu penggunaan ralat tidak langsung. Bentuk persamaan massa jenis

ρ=m

v : volume

Bentuk ralat dari massa jenis jika m dan v diulang tiga kali : ∆ m

Bentuk ralat dari massa jenis m dan v diukur satu kali : ∆ ρ=

(

dp

Bentuk ralat dari massa jenis jika m diukur satu kali dan tiga kali :

∆ ρ=

[

(

dρ

Bentuk persamaan kecepatan adalah : v=s

Bentuk ralat kecepatan benda ( ∆ v¿ jika s dan t diukur sebanyak 3 kali :

∆v =

[

(

dv

ds

)

²(∆ s)²+

(

dv

dt

)

²(∆ t)²

]

1/2

∆s = ½ nst

∆t = t t−´¿

¿ ¿ ¿

⅀¿

√¿ ¿ ¿

BAB 3. METODE KERJA

3.1 Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum pengukuran dasar adalah :

1. Jangka sorong digunakan sebagai alat pengukur dari kebesaran panjang. Alat ini dipakai untuk mengukur panjang, lebar, tinggi, diameter luar dan dalam, serta kedalaman lubang suatu benda dengan cukup detail

2. Mikrometer merupakan alat ukur yang digunakan khusus untuk mengukur panjang, tebal maupun diameter luar dari sebuah benda yang berukuran relatif kecil.

3. Amperemeter digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian tertutup yang menghubungkan sebuah sumber tegangan dengan beban (seperti hambatan, lampu, dan alat elektronik lainnya).

4. Volmeter digunakan untuk mengukur besar tegangan dalam sebuah beban yang dialiri oleh arus listrik

5. Neraca berfungsi untuk mengukur massa suatu benda

6. Stopwath berfungsi sebagai alat ukur waktu dengan sensitiv hingga 0,0001 sekon.

7. Mistar berfungsi untuk mengukur panjang dan lebar benda yang berukuran relatif besar.

8. Termometer berfungsi sebagai alat ukur suhu

9. Balok logam berfungsi sebagai bahan yang diukur massa, panjang, tinggi, diameter luar dan dalam

3.2 Desain Percobaan

Adapun desain percobaan pada praktikum pengukuran dasar adalah : 1. Jangka Sorong

Gambar 3.1 Jangka Sorong

(Sumber : www.google.com,2015)

2. Mikrometer

Gambar 3.2 Mikrometer

(Sumber : www.google.com,2015)

3. Voltmeter

Gambar 3.3 Voltmeter

4. Amperemeter

Gambar 3.4 Amperemeter

(Sumber : www.google.com, 2015) 5. Stopwatch

Gambar 3.5 Stopwatch

(Sumber : www.google.com, 2015) 6. Mistar

Gambar 3.6 Mistar

7. Neraca Pegas

Gambar 3.7 Neraca Pegas

(Sumber : www.google.com, 2015) 8. Neraca/timbangan

Gambar 3.8 Neraca/timbangan (Sumber : www.google.com, 2015) 9. Termometer

Gambar 3.8 Termometer

3.3 Langkah Kerja

Adapun langkah kerja pada praktikum pengukuran dasar adalah : A. Menentukan Nilai Skala Terkecil (nst) dan Kesalahan Titik Nol

1. Jangka sorong diambil dan ditentukan nstnya. Skalanya dicatat apabila tidak menunjukkan titik nol saat jangka sorong belum digunakan.

2. Mikrometer diambil dan ditentukan nstnya. Skalanya dicatat apabila tidak menunjukkan titik nol saat mikrometer belum digunakan.

3. Amperemeter diambil dan ditentukan nstnya. Skalanya dicatat apabila tidak menunjukkan titik nol saat amperemeter belum digunakan.

4. Voltmeter diambil dan ditentukan nstnya. Jarum dicatat apabila tidak menunjukkan titik nol saat tida ada tegangan.

5. Termometer diambil dan nstnya ditentukan.

6. Neraca pegas diambil dan nstnya ditentukan. Skalanya dicatat apabila tidak menunjukkan titik nol saat pegas belum terbebani.

7. Stopwatch diambil, nstnya ditentukan.

8. Mistar/penggaris panjang diambil, nstnya ditentukan 9. Neraca/timbangan diambil, nstnya ditentukan.

B. Pengukuran Langsung dengan Menggunakan Nilai Skala Terkecil Catatan : hanya dilakukan satu kali.

1. Jangka sorong diambil, diameter dalam dan diameter luar sebuah cincin diukur.

2. Mikrometer diambil, diameter dalam dan diameter luar sebuah bola besi kecil diukur.

3. Amperemeter dan voltmeter dihubungkan dalam sebuah rangkaian tertututup, besar arus dan tegangan yang muncul dicatat.

4. Neraca diberi beban dan nstnya dicatat.

5. Panjang, lebar dan tinggi balok yang tersedia diukur dengan menggunakan mistar panjang.

C. Pengukuran Langsung dengan Menggunakan Standart Deviasi

Catatan : Semua langkah-langkah percobaannya seperti point B (no. 1-6) hanya masing-masing diualang 3 kali.

1. Jangka sorong diambil, diameter dalam dan diameter luar sebuah cincin diukur.

2. Mikrometer diambil, diameter dalam dan diameter luar sebuah bola besi kecil diukur.

3. Amperemeter dan voltmeter dihubungkan dalam sebuah rangkaian tertututup, besar arus dan tegangan yang muncul dicatat.

4. Neraca diberi beban dan nstnya dicatat.

5. Panjang, lebar dan tinggi balok yang tersedia diukur dengan menggunakan mistar panjang.

6. Berjalan dari titik A ke B sejauh 2,0 meter, waktunya dihitung dengan stopwatch.

D. Pengukuran Tidak Langsung dengan Menggunakan Nilai Skala Terkecil Catatan : dilakukan satu kali

1. Langkah pada point B no.5 dilakukan kembali dengan balok yang sama, kemudian massa balok tersebut ditimbang.

2. Langkah yang sama pada point B no.6 diulangi untuk jarak 2,4 meter, 3 meter dan 3,5 meter, masing-masing waktunya dicatat.

E. Pengukuran Tidak Langsung dengan Menggunakan Standart Deviasi Catatan : kegiatan dilakukan seperti point D sebanyak 3 kali.

F. Pengukuran Tidak Langsung dengan Menggunakan Nilai Skala Terkecil dan Standart Deviasi

1. Langkah pada point C no. 4 dilakukan kembali dengan balok yang sama, panjang, lebar dan tinggi diukur dengan menggunakan standart deviasi dan kemudian penimbangan massa balok menggunakan nst.

3.4 Metode Analisis Data

Adapun metode analisis data pada praktikum ini adalah : 1. Pengukuran langsung

a. Nst dengan satu kali pengamatan ∆ x=1 2nst b. Standart deviasi dengan n kali pengamatan

∆ s=

√

∑

(x−´x) 2. Pengukuran tidak langsung

a. Ralat nst

b. Ralat standart deviasi

∆ z=

√

(

|

[

δz d. Ralat massa jenis

∆ ρ=

|

dp

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil

Berdasarkan percobaan yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut : Tabel 4.1 Nilai satuan terkecil dan kesalah titik nol dari berbagai alat ukur

N o

Jenis Alat Range Kesalahan

Titik Nol

nst ½ nst

1 Jangka Sorong 0-0,25 cm - 0,005 cm 0,0025 cm 2 Mikrometer 0-50 mm Ada (0,5mm) 0,001mm 0,0005mm 3 Amperemeter 2,5 mA Ada 0,2 mA 0,1 mA

4 Voltmeter 0-15 V Ada 0,5 V 0,25 V

5 Stopwatch 0-60 s - 10-4 _{s 5.10}-5 _s

6 Mistar 0-30 cm - 1 cm 0,5 cm

7 Neraca Timbangan 0-100 gr - 0,1 gr 0,05 gr

8 Neraca Pegas 0-2,5 gr - 5 gr 2,5 gr

Tabel 4.2 Hasil pengamatan dari perhitungan langsung dan tak langsung

No Jenis Alat ´x AP I(%) K(%) ´x ± ∆ x

Tabel 4.3 Pengukuran langsung dengan menggunakan standart deviasi

o

1 Jangka sorong

Diameter luar 2,09 0,253 12,1% 87,9% 3 2,09±0,253 Diameter dalam 1,78 0,105 5,90% 94,1% 3 1,78±0,105 2 Mikrometer 5,63 0,095 1,69% 98,3% 3 5,63±0,095 3 Amperemeter 21 0,57 2,7% 97% 2 21±0,57

4 Voltmeter 2,5 0 0% 100% 2 2,5±0

5 Neraca 72,3 0,818 1,1% 98,9% 3 72,3±0,818

6 Mistar 26,7 0 0% 100% 3 26,7±0

7 Stopwatch 6,38 0,286 4,48% 95,5% 3 6,38±0,286

Tabel 4.4 pengukuran tidak langsung menggunkan nst

No Jenis Alat ´x ∆ x I(%) K(%) AP ´x ± ∆ x

Pada setiap pengukuran di masing-masing data menimbulkan perumusan angka penting. Sebelum menentukan angka penting harus menentukan x dan ∆ x nya, karena angka penting terdapat perbandingan kedua variabel. Untuk menentukan atau membaca skala yang ditunjukkan oleh suatu alat ukur dalam pengukuran suatu benda yaitu dengan pembacaan pada skala utama dan skala nonius pada jangka sorong, mikrometer. Karena skala utama dan skala nonius memliki satuan panjang yang berbeda maka disamakan terlebih dahulu satuannya lalu ditambahkan antara skala utama dan skala nonius yang ditunjuk pada alat ukur.

Hal – hal yang harus diperhatikan adalah

a. Skala terkecil harus diketahui terlebih dahulu untuk menetukan ketelitian alat ukur tersebut.

b. Pembacaan skala utama dan skala nonius ( pada jangka sorong dan mikrometer )

c. Ukuran benda yang akan disesuaikan dengan alat ukur.

d. Agar hasil lebih akurat makan diperlukan pengulangan dalam pengukuran. e. Nst pada setiap alat ukur menetukan kakuratan data yang diperoleh.

Menentukan pengukuran langsung dengan menggunakan nst atau ralat nst yaitu dengan menentukan terlebih dahulu. Merupakan hasil yang diperoleh dari ½ nst. Cara menentukan pengukuran langsung dengan menggunakan standart deviasi dengan menggunakan / melakukan dapat diperoleh hasil I,K dan AP.

Pengukuran tidak langsung yaitu pengukuran yang dilakukan berulang. Pada praktikum ini pengukuran tidak langsung dilakukan pada semua alat ukur namun pengukuran tidak langsung dibagi menjadi 2 yaitu pengukuran tidak langsung menggunakan standart deviasi dan menggunakan nst. Pengukuran tak langsung menggunakan standart deviasi yaitu jangka sorong, mikrometer, amperemeter, voltmeter, neraca, mistar dan stopwatch, sedangkan mistar dan stopwatch dilakukan kembali dengan pengukuran tidak langsung menggunakan nst.

BAB 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan

pengukuran tidak langsung dilakukan pengukuran berulang, maka hasil yang diperoleh lebih akurat.

5.2 Saran

Sebelum melakukan praktikum, sebaiknya praktikan mengetahui dan memahami tata cara menggunakan alat ukur agar tidak terjadi kesalahan dalam mengukur suatu benda. Praktikan juga sebaiknya mengetahui cara menentukan nst. Jika terjadi hal yang tidak diketahui oleh pratikan atau praktikan mengalami kesulitan sebaiknya bertanya kepada asisten.

DAFTAR PUSTAKA

Jordan .1996.Pengukuran. Jember : Universitas Jember Padri, I Made. 1985. Fisika I. Jakarta : Universitas Terbuka

Purwandari.2012.Modul Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember : Universitas Jember

Jember

Yanti, A. 2010. Fisika Dasar. Jakarta : Bina Cipta.