ALAT UKUR DAN DASAR I

(1)

ALAT UKUR DASAR I. Tujuan percobaan

Adapun tujuan dari percobaan yang kami lakukan adalah : 1. Dapat mengkalibrasi/membaca alat ukur dasar

2. dapat menggunakan alat ukur dasar

3. Dapat memahami ketelitian alat ukur dasar

4. dapat membaca hasil pengukuran menggunakan alat ukur dasarAlat dan Bahan

II. ALAT DAN BAHAN

Alat Banyaknya

Jangka sorong 1 buah

Micrometer sekrup 1 buah

Neraca ohaus 1 buah

Neraca digital 1 buah

Basic meter 1 buah

Bahan/benda Banyaknya

Baterai 1 buah

Lampu 1 buah

Kabel Seukupnya

Dudukan lampu 1 buah

Kubus tembaga 1 buah

Kubus besi 1 buah

III. LANDASAN TEORITIS DAN PRSEDUR PENGUKURAN

(2)

Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup merupakan salah satu alat ukur panjang.

Mikrometer sekrup adalah alat ukur panjang yang memiliki tingkat ketelitian tertinggi. Tingkat ketelitian mikrometersekrup mencapai 0,01 mm atau 0,001 cm. Dengan ketelitiannya yang sangat tinggi, mikrometersekrup dapat digunakan untuk mengukur dimensi luar dari benda yang sangat kecil maupun tipis seperti kertas, pisau silet, maupun kawat.

Secara umum, mikrometer sekrup digunakan sebagai alat ukur dalam teknik mesin elektro untuk mengukur ketebalan secara tepat dari blok-blok, luar dan garis tengah dari kerendahan dan

batang-batang slot.Alat ini biasanya difungsikan untuk mengukur diameter benda-benda berukuran milimeter atau beberapa centimeter saja.

Mikrometer sekrup terdiri atas rahang utama sebagai skala utama dan rahang putar sebagai skala nonius. Skala nonius terdiri dari 50 skala. Setiap kali skala nonius diputar 1 kali, maka skala nonius bergerak maju atau mundur sejauh 0,5 mm. Ketelitian micrometer sekrup adalah setengah dari skala terkecilnya. Satu skala nonius memiliki nilai 0,01 mm. Hal ini dapat diketahui ketika kita memutar selubung bagian luar sebanyak satu kali putaran penuh, akan diperoleh nilai 0,5 mm skalautama. Oleh karena itu, nilai satu skala nonius adalah0,5/50mm = 0,01 mm.

Adapun kegunaan dari mikrometer sekrup adalah sebagai alat ukur panjang dengan tingkat ketelitian tinggi. Dengan ketelitiannya yang sangat tinggi, mikrometersekrup dapat digunakan untuk mengukur dimensi luar dari benda yang sangat kecil maupun tipis seperti kertas, pisau silet, maupun kawat. Alat ini biasanya difungsikan untuk mengukur diameter benda-benda berukuran milimeter atau beberapa centimeter saja.

Neraca Ohaus

(3)

berguna untuk menentukan massa benda, yang cara kerjanya dengan menggeser beban pemberat di sepanjang batang. Neraca Digital Neraca diigital (neraca elektronik) di dalam penggunaanya sangat praktis, karena besar massa benda yang diukur langsung ditunjuk dan terbaca pada layarnya.Ketelitian neraca digital ini sampai dengan 0,001 gram. Neraca yang akan dibahas dalam makalah ini adalah neraca Ohaus.

1. Fungsi dan Prinsip kerja Neraca Ohaus.

Alat ukur massa yang sering digunakan dalam laboratorium fisika adalah neraca Ohaus. Tingkat ketelitian alat ini lebih baik daripada neraca pasar yang sering dijumpai di toko-toko atau di warung. Neraca Ohaus adalah alat ukur massa benda dengan ketelitian 0.01 gram. Prinsip kerja neraca ini adalah sekedar membanding massa benda yang akan dikur dengan anak timbangan. Anak timbangan neraca Ohaus berada pada neraca itu sendiri. Kemampuan pengukuran neraca ini dapat diubah dengan menggeser posisi anak timbangan sepanjang lengan. Anak timbangan dapat digeser menjauh atau mendekati poros neraca . Massa benda dapat diketahui dari penjumlahan masing-masing posisi anak timbangan sepanjang lengan setelah neraca dalam keadaan setimbang. Ada juga yang mengatakan prinsip kerja massa seperti prinsip kerja tuas.

2. Skala dalam Neraca Ohaus.

Banyaknya skala dalam neraca bergantung pada neraca lengan yang digunakan. Setiap neraca mempunyai skala yang berbeda-beda, tergantung dengan lengan yang digunakannya. Ketelitian neraca merupakan skala terkecil yang terdapat dalam neraca yang digunakan disaat pengukuran. Misalnya pada neraca Ohauss dengan tiga lengan dan batas pengukuran 310 gram mempunyai ketelitian 0,01 gram. Hal ini erat kaitannya ketika hendak menentukan besarnya ketidakpastian dalam pengukuran. Berdasarkan referensi bahwa ketidakpastian adalah ½ dari ketelitian alat.Secara matematis dapat ditulis: Ketidakpastian = ½ x skala terkecil. Misalnya untuk neraca dengan tiga lengan dan batas ukur 310 gram mempunyai skala terkecil 0,1 gram, sehingga diperoleh ketidakpaastian ½ × 0,1 = 0,05.

Bagian-bagian Neraca Ohaus yaitu:

 Tempat beban yang digunakan untuk menempatkan benda yang akan diukur.

 Tombol kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi neraca ketika neraca tidak dapat digunakan untuk mengukur.

 Lengan neraca untuk neraca 3 lengan berarti terdapat tiga lengan dan untuk neraca ohauss 4 lengan terdapat empat lengan.

 d. Pemberat (anting) yang diletakkan pada masing-masing lengan yang dapat digeser-geser dan sebagai penunjuk hasil pengukuran.

 Titik 0 atau garis kesetimbangan, yang digunakan untuk menentukan titik kesetimbangan. 3. Kalibrasi.

(4)

dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Sistem manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif, termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi, untuk semua perangkat pengukuran. ISO 9000 dan ISO 17025 memerlukan sistem kalibrasi yang efektif.

Kalibrasi diperlukan untuk:  Perangkat baru

 Suatu perangkat setiap waktu tertentu

 Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu (jam operasi)

 Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang berpotensi mengubah kalibrasi

 Ketika hasil observasi dipertanyakan

Kalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Adapun teknik pengkalibrasian pada neraca ohauss adalah dengan memutar tombol kalibrasi pada ujung neraca ohauss sehingga titik kesetimbangan lengan atau ujung lengan tepat pada garis kesetimbanagn , namun sebelumnya pastikan semua anting pemberatnya terletak tepat pada angka nol di masing-masing lengan.

4. Cara pengukuran massa benda dengan neraca Ohaus

Dalam mengukur massa benda dengan neraca Ohaus dua lengan atau tiga lengan sama. Ada beberapa langkah di dalam melakukan pengukuran dengan menggunakan neraca ohaus, antara lain:

 Melakukan kalibrasi terhadap neraca yang akan digunakan untuk menimbang, dengan cara memutar sekrup yang berada disamping atas piringan neraca ke kiri atau ke kanan posisi dua garis pada neraca sejajar;

 Meletakkan benda yang akan diukur massanya;

 Menggeser skalanya dimulai dari yang skala besar baru gunakan skala yang kecil. Jika panahnya sudah berada di titik setimbang 0; dan

 Jika dua garis sejajar sudah seimbang maka baru memulai membaca hasil pengukurannya.

Neraca Digital

(5)

menyimpan hasil dari setiap penimbangan) (Timbangandigital, 2010). Menimbang benda adalah menimbang sesuatu yang tidak memerlukan tempat dan biasanya tidak dipergunakan pad reaksi kimia, seperti menimbang cawan, gelas kimia dan lain-lain.

Menimbang zat adalah menimbang zat kimia yang dipergunakan untuk membuat larutan atau akan direaksikan. Untuk menimbang zat ini diperlukan tempat penimbangan yang dapat digunakan seperti gelas kimia, kaca arloji dan kertas timbang Menimbang zat dengan penimbangan selisih dilakukan jika zat yang ditimbang dikhawatirkan akan menempel pada tempat menimbang dan sukar untuk dibilas. Pada penimbangan selisih akan diperoleh berat zat yang masuk ke dalam tempat yang diinginkan bukan pada tempat menimbang.

Dalam praktikum biologi neraca ini biasa digunakan untuk menimbang bahan-bahan yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat kecil. Beberapa praktikum yang sering memerlukan alat ini yaitu praktikum mikrobiologi dan kultur jaringan, dimana neraca ini digunakan untuk menimbang bahan yang akan digunakan untuk membuat media untuk bakteri, jamur ataupun

untuk media tanam kultur jaringan.

Selain itu dengan adanya tingkat ketelitian yang tinggi maka hal tersebut dapat meminimalkan kesalahan dalam pengambilan media yang dibutuhkan. Jumlah media yang tidak tepat dalam pembuatan media baik untuk kultur jaringan ataupun media bakteri tentunya akan berpengaruh terhadap konsentrasi zat dalam media. Hal tersebut dapat menyebabkan terjadinya kekeliruan dalam hasil praktikum yang dilaksanakan. Neraca analitik digital merupakan salah satu neraca yang memiliki tingkat ketelitian tinggi, neraca ini mampu menimbang zat atau benda sampai batas 0,0001 g.

Basic Meter

Alat Lab Meter Dasar/ Basic Meter adalah alat ukur listrik selain dari mutimeter. Basic Meter ini digunakan sebagai alat ukur arus dan tegangan DC dengan shunt dan pengganda terpasang pada alat. Dilengkapi dengan tutup geser untuk mengubah fungsi sebagai amperemeter atau voltmeter. Pada posisi A, alat berfungsi sebagai amperemeter dengan batas 100 mA, 1A, 5A, (DC). Pada posisi V (DC). Skala ganda, dengan batasan -10; 0; 100 dan -5; 0; 50. Hambatan dalam sekitar 1000 Ohm dengan pencegah pembebanan lebih, dilengkapi pengatur kalibrasi jarum. Ketelitian + 2,5% pada simpangan penuh.

(6)

Dasar/ Basic Meter terdapat lubang soket sistem diameter 4 mm. Batang steaker harus dapat masuk seluruhnya (tenggelam) ke soket

B.Prosedur Kegiatan - Alat ukur panjang

1. Menyiapkan ala ukur yang diperlukan melakukn kalibrasi 2. Mengukur benda yang telah di sediakan berturut-turut

menggunakan jangka serong, dan micrometer sekrup 3. Mencatat hasil pengukuran

- Alat ukur massa

1. Menyiapkan ala ukur yang diperlukan dan melakukn kalibrasi 2. Menimbang benda yang telah disediakan menggunakan neraca

ohaus dan neraca digital

3. Mencatat hasil pengukuran yang telah dilakukan - Alat ukur listrik

1. Menyiapkan ala ukur yang diperlukan dan melakukn kalibrasi. 2. Mengukur tegangan (V) dan arus (I) pada rangkaian yang telah di sediakan.

3. Mencatat hasil pengukuran yang telah dilakukan

IV. Data hasil pengukuran

Hasil pengukuran panjang

Benda Jangka sorong

(cm)

Benda Micrometer sekrup (cm) Kubus tembaga X1 = 2cm

X2= 2,65 cm X3 = 2cm X4= 2,2 cm

Kubus besi

X1 = 1,866 cm

X2= 1,865 cm

(7)

X5 = 2, 125 cm 1,865cm X4= 1,915 cm

X5 = 2,01 cm

Table 1. hasil pengukuran panjang

Hasil pengukuran massa

Benda Neraca ohaus Benda Neraca digital Kubus besi M1 = 61,54 Table 2. hasil pengukuran massa

Hasil Pengukuran Listrik

Benda Ampere meter Volt meter

(8)

Table 3. hasil pengukuran massa

IV. Analisis Data dan Jawaban Tugas

A. Analisis data

(9)

=2,001 cm

Analisis pengukuran Panjang pada micrometer sekrup Percobaan

(SU + (SN x ketelitian))

1 (satu) 18,5 mm 16 0,01 18,5+ (16 x 0,01) = 18,66

Analisis pengukuran massa kubus besi pada neraca ohaus Percobaan

(10)

)

Analisis pengukuran arus listrik baterai menggunakan amperemeter

Percobaan

skala maksimum

x batas

ukur

(11)

Percobaan ke

Skala yang ditunjukkan

Skala

maksimum Batas ukur

Hasil perhitungan

Skala yg ditunjuk

skala maksimum

x batas

ukur

1(satu) 6 50 10

6

50 x

10 =

1,2

v

2(dua) 6 50 10

6

50 x

10 =

1,2

v

3(tiga) 6 50 10

6

50 x

10 =

1,2

v

4 (empat) 6 50 10

6

50 x

10 =

1,2

v

5 (lima) 6 50 10

6

50 x

10 =

1,2

v

B. TUGAS Soal

1. Perhatikan table 1,2, dan 3 apakah hasil pengukuran yang anda peroleh sama atau tidak? Jelaskan mengapa ?

(12)

3. Menurut anda, apakah percobaan mengenai alat ukur dasar ini bermanfaat bagi anda sebagai mahasiswa jurusan teknik pertambangan?

Jawaban soal :

1. Berikut data pengukuran yang kami peroleh Hasil pengukuran panjang

Benda Jangka sorong

(cm)

Benda Micrometer sekrup (cm)

Table 1. hasil pengukuran panjang

Hasil pengukuran massa

(13)

M4 = 61,51 Table 2. hasil pengukuran massa

Hasil Pengukuran Listrik

Benda Ampere meter Volt meter

I1= 0,2 A Table 3. hasil pengukuran listrik

Dari ketiga table di atas, semua hasi pengkuran yang kami peroleh “berbeda” pada setiap bahan dengan alat ukur yang berbeda.

Perbedaan tersebut karena benda yang diukur berbeda

2. Alat ukur yang paling teliti adalah

Pada tabel 1 : Mikrometer sekrup lebih teliti

Karena ketelitian nya 0,01 sedangkan jangka sorong hanya 0,05

Pada tabel 2 : Neraca Ohauss lebih teliti karena ketelitiannya

Pada table 3: tidak bisa diketahui alat mana yang paling teliti karena yang diukur berbeda. Yang satu diukur arus listriknya dan satu lagi di ukur tegangannya.

(14)

V. DISKUSI KESIMPULAN DAN SARAN A. Kendala dalam percobaan

- Alat dalam praktikum kurang memadai

B. Kesimpulan

1. Ada beberapa alat ukur dasar yang biasa digunakan dalam laboratorium yaitu :

- Alat ukur panjang

Yaitu alat yang digunakan untuk mengukur panjang suatu benda.

Diantaranya yaitu : mistar, jangka sorong, micrometer sekrup

- Alat ukur massa

Yaitu alat untuk mengukur massa suatu benda Diantaranya yaitu : neraca ohaus, neraca digital ,dll. - Alat ukur listrik

a. Volt meter

Yaitu alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik

b. Ampere meter

Yaitu alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik c. Ohm meter

Yaitu alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik

2. Ketelitian yang dimiliki setiap alat ukur

Mistar 0,5 mm/ 0,05 cm ; jangka sorong 0,05 cm ; micrometer sekrup 0,01 ; neraca Ohauss 0,1gr ; neraca digital 0,1 gr .

3. Cara menghitung hasil pengukuran

Jangka sorong : skala utama + skala nonius

(15)

Neraca ohauss : skala lengan belakang + skala lengan tengah + skala lengan depan

Basic meter :

Skala yg ditunjukkan

_{skala maksimum}

x

batas ukur

C. Saran

- Alat alat dalam laboratorium harus dilengkapi untuk

mempermudah praktikan dalam memahami dan mengenal semua jenis alat ukur dasar

-- Analisis pengukuran panjang a. Pada kubus tembaga

Pada pengukuran yang kami lakukan pada kubus

tembaga dengan jangka sorong, kami memperoleh data sebagai berikut :

No X (cm) X2 _(kuadrat)

1 2 4

2 2,05 4,2025

3 2 4

4 2,2 4,84

5 2,15 4,6225

∑(x, x2₎

(16)

Berdasarkan table di atas dapat di hitung nilai ketidak pastian mutlaknya sebagai berikut:

n = 5

∑x = 10,4` ∑x2 _{= 21,665}

´

x

=

10.4 ₅

= 2.08 Jadi nilai st :

St =

√

n∑ x

2 −

(

∑ x

)

2

n

(

n

−

1 )

St =

√

108,325

−

108,16

5 (

4 )

St =

√

0,165

20

St = √

0,00825

St = 0,0908

Jadi, hasil pengukuran : X =

´

x

± st

= 2,08 ± 0,0908

Ketidak pastian relative (KR) KR = St x 100 %

= 0,0908 x 100% = 9,08 %

b. Pada kubus besi

(17)

No X (cm) X2 _(kuadrat)

1 1,866 3.482

2 1,866 3.482

3 1,865 3.478

4 1,913 3,66

5 2,01 4,04

∑(x, x2₎

9,5205 18,142

n = 5

∑x = 9,5205 ∑x2 _{= 18,142}

´

x

=

9,5205

₅

= 1,904 Jadi nilai st :

St =

√

n∑ x

2 −

(

∑ x

)

2

n

(

n

−

1 )

St =

√

5 x

18,142

−

(

9,5205

)

2

5 (

5 −

1 )

St =

√

90,71

−

90,64

5 (

4 )

St =

√

0,07

20

St = √

0,0035

St = 0,059

(18)

= 1,904 ± 0,059

= 0,059 x 100% = 5,9 %

X. LAMPIRAN

- Analisis pengukuran massa a. Pada kubus besi

Pada pengukuran yang kami lakukan pada kubus besi dengan neraca ohaus, kami memperoleh data sebagai berikut :

No m (cm) m2 _(kuadrat)

1 61,54 3787,1716

2 61,535 3786,55622

3 61,53 3785,9409

4 61,51 3783,4801

5 61,51 3783,4801

∑(m, m2₎

307,625 18926,6289

(19)

∑m = 307,625 ∑m2 _{= 18926,628}

´

m

=

307,625

₅

St =

√

n∑ m

2

−

(

∑m

)2

n

(

n

−

1 )

St =

√

5 x

18926,628

−

(

307,625

)

2

5 (

5 −

1 )

St =

√

94633,1445

−

94633.14

5 (

4 )

St =

√

0,0045

₂₀

St = √

0,000225

St = 0,015

Jadi, hasil pengukuran : m =

m

´

± st

= 61,525 ± 0,015

= 0,015 x 100% = 1,5 %

b. Pada kubus tembaga

Pada pengukuran yang kami lakukan pada kubus

tembaga dengan neraca digital, kami memperoleh data sebagai berikut :

(20)

1 66,3 4395,69

2 66,3 4395,69

3 66,3 4395,69

4 66,3 4395,69

5 66,3 4395,69

∑(m, m2₎

331,5 21978,45

n = 5

∑m = 331,5 ∑m2 _{= 21978,45}

´

m

=

331,5

₅

St =

√

n∑ m

2

−

(

∑m

)2

n

(

n

−

1 )

St =

√

5 x

21978,45

−

(

331,5

)

2

5 (

5 −

1 )

St =

√

109892,25

−

109892,25

5 (

4 )

St =

√

0

20

St = √

0

St = 0

(21)

= 66,3 ± 0

= 0 x 100% = 0%

- Alat ukur listrik 1. Ampere meter

Pada pengukuran yang kami lakukan pada sebuah baterai yang telah dihubungkan dengan lampu dengan AMPERE meter, kami memperoleh data sebagai berikut :

No I (cm) I2 _(kuadrat)

1 0,2 0,04

2 0,2 0,04

3 0,2 0,04

4 0,22 0,0484

5 0,2 0,04

∑(I,I

2₎

1,02 0,2084

n = 5

∑I = 1,02 ∑I2 _{= 0,2084}

´

I

=

1,02

₅

(22)

Jadi nilai st :

St =

√

n∑ I

2

−

(

∑ I

)2

n

(

n

−

1 )

St =

√

5 x

0,2084

−

(

1,02

)

2

5 (

5 −

1 )

St =

√

1,042

−

1,0404

5 (

4 )

St =

√

0,0016

20

St = √

0,00008

St = 0,0089

Jadi, hasil pengukuran :

I =

´

_I

_{± st}

= 0,204± 0,0089

= 0,0089 x 100% = 0,89%

2. Volt meter

Pada pengukuran yang kami lakukan pada sebuah baterai yang telah dihubungkan dengan lampu dengan volt meter, kami memperoleh data sebagai berikut : No I (cm) I2 _(kuadrat)

1 1,2 1,44

2 1,2 1,44

3 1,2 1,44

4 1,2 1,44

(23)

∑(v,v

2₎

6 7,2

n = 5

∑v = 6 ∑v2 _{= 7,2}

´

v

=

6 ₅

St =

√

n∑ v

2

−

(

∑v

)2

n

(

n

−

1 )

St =

n

√

5 x

7,2

−

(

6

)

2

5 (

5 −

1 )

St =

√

36 −

36

5 (

4 )

St =

√

₂₀

0

St = √

0

St = 0

Jadi, hasil pengukuran :

I =

´

_I

_{± st}

= 1,2± 0

(24)

DAFTAR PUSTAKA

http://rikadiantoro.wordpress.com/tag/mikrometer-sekrup/ : Senin 28/4/2014 22.38 http://martinasihombing.blogspot.com/2013/12/makalah-fisika-dasar-pengukuran.htmlSENIN 28/4/2014 22.37