KEGIATAN I BESARAN DAN SATUAN
Besaran dan satuan merupakan dasar dalam kita mempelajari ilmu fisika. Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka. Sedangkan satuan merupakan ukuran dari sebuah besaran. Dalam mempelajari fisika tidak terlepas dari kegiatan mengukur, karena setiap besaran dalam fisika harus dapat dibuktikan secara teori dan secara praktek atau percobaan. Dalam kita melakukan suatu pengukuran tidak terlepas dari kesalahan yang kita lakukan atau yang disebut ketidakpastiang pengukuran. Dalam Kegiatan 1 ini kita akan membahas tentang jenis-jenis kesalahan dan cara mengatasi kesalahan tersebut dalam percobaan fisika.
a. Tujuan
Setelah membaca modul ini diharapkan anda dapat :
- Menyebutkan jenis-jenis kesalahan dalam melakukan percobaan fisika.
- Menjelaskan cara mengatasi kesalahan dalam melakukan percobaan fisika
- Menghitung kesalahan relatif dalam percobaan fisika
- Menghitung kesalahan mutlak antara hasil percobaan dengan harga yang terdapat dalam literature fisika.
b. Uraian Materi dan Contoh
1.1. Jenis-jenis Kesalahan
angka 15 Kg. Angka 15 Kg adalah angka hasil pengukuran yang langsung terbaca pada neraca yang yang digunakan. Sedangkan pengukuran secara tidak langsung adalah mengukur suatu besaran memerlukan perhitungan-perhitungan tambahan dengan menggunakan rumus-rumus untuk mendapatkan nilai yang kita inginkan. Misalnya mengukur luas sebuah persegi panjang, yang kita ukur adalah panjang dan lebar. Sedangkan luas persegi panjang kita hitung dengan menggunakan rumus yaitu panjang dikali dengan lebar.
Dalam kita melakukan percobaan fisika biasanya terdapat dua jenis kesalahan, yaitu kesalahan sistematis dan kesalahan random (acak). Sebelum kita membahas kedua jenis kesalahan tersebut terlebih dahulu kita membahas beberapa sumber kesalahan dalam percobaan fisika.
a. Kesalahan alami
Kesalahan alami yaitu kesalahan yang disebabkan oleh pengaruh alam atau lingkungan yang tidak dapat kita kontrol dimana tempat kita melakukan percobaan. Misalnya pengaruh suhu, tekanan udara (atmosfir), Kecepatan angin atau gesekan udara dan pengaruh gravitasi bumi.
b. Kesalahan alat
Kesalahan alat yaitu kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur kita gunakan dalam pecobaan fisika. Misalnya alat ukur yang sama yang dibuat oleh pabrik yang berbeda mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda atau kesalahan kalibrasi alat.
c. Kesalahan manusia
1. 2. Kesalahan Sistematik
Kesalahan sistematik adalah kesalahan-kesalahan yang berkaitan dengan kesalahan pengaturan alat, kalibrasi alat ukur atau pengaruh lingkungan tempat pengukuran dilakukan. Misalnya sebuah meteran plastik yang digunakan tukang bangunan untuk mengukur jarak antara dua titik memanjang karena pengaruh panas matahari. Karena kesalahan sistematik bisa dilacak sumbernya, maka kesalahan ini bisa dikoreksi atau dikurangi.
Cara mengatasi kesalahan sistematik adalah dengan mendesain pengukuran secara teliti, termasuk mengisolasi lingkungan dimana percobaan dilakukan. Cara lain untuk mengatasi kesalahan sistematik adalah dengan melakukan kalibrasi pada alat ukur yang kita gunakan, sehingga hasil pengukuran sesuai dengan yang kita inginkan.
1.3. Kesalahan Random (acak)
Kesalahan random adalah kesalahan yang terjadi karena faktor manusia dan alat. Manusia tidak dapat mengukur dengan sangat tepat, selalu ada ketidaksempunaan dalam melakukan pengukuran, misalnya kesalahan paralak, yaitu kesalahan baca yang terjadi karena kita tidak tepat mengarahkan pandangan mata kita ke benda yang diamati.dan sebagainya. Kesalahan random terjadi ketika kita berusaha melakukan “Pengukuran dengan tepat” tetapi selalu saja terjadi sedikit kesalahan dalam menentukan apa yang dianggap tepat tersebut karena ketidaksempurnaan alat dan manusia.
Kesalahan random akan selalu muncul, tetapi dapat dikurangi atau diperkecil yaitu dengan melakukan pengukuran secara berulang-ulang. Selanjutnya dengan menggunakan metode statistik, kita dapat menghitung besarnya kesalahan random ini.
Hasil pengukuran percepatan gravitasi bumi melalui konsep gerak jatuh bebas diperoleh data seperti pada Tabel 2.1. Tentukan : Percepatan rata-rata, Standar deviasi Sd), Kesalahan relatif (dr), Hasil pengukuran (Hp) dan Ketelitian pengukuran (Kp). Tabel 1.1 Data hasil pengukuran
No Massa benda Tinggi benda Percepatan gravitasi bumi
Berdasarkan data pada tabel 2.1 di atas dapat dilakukan analisis data sebagai berikut: a. Harga percepatan gravitasi bumi rata-rata:
Hasil pengukuran hambatan sebuah kawat penghantar dari bahan tembaga diperoleh
data seperti pada Tabel 2.2. Tentukan : Hambatan jenis rata-rata (), Standar deviasi
Sd), Kesalahan relatif (dr), Hasil pengukuran (Hp) dan Ketelitian pengukuran (Kp).
Tabel 3.1 Data hasil pengukuran
No Panjang Kawat (L) Hambatan ( R ) Diameter ( D ) Ket
1 2 meter 0,2 ohm 0,49 mm
2 2 meter 0,2 ohm 0,49 mm
3 2 meter 0,2 ohm 0,49 mm
4 2 meter 0,2 ohm 0,49 mm
5 2 meter 1,9 ohm 0,49 mm
6. 2 meter 1,9 ohm 0,49 mm
Kunci jawaban:
- Hambatan jenis rata-rata () = 1,852
108 ohm.m- Standar deviasi Sd) =4,8541010
- Hasil pengukuran (Hp) =1,852108 4,851010 - Kesalahan relatif (dr) =2,6 %
