1
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Dalam ilmu fisika, pengukuran dan besaran merupakan hal yang bersifat dasar, dan pengukuran merupakan salah satu syarat yang tidak boleh ditinggalkan. Aktivitas mengukur menjadi sesuatu yang sangat penting untuk selalu dilakukan dalam mempelajari berbagai fenomena yang sedang dipelajari.
Sebelumnya ada baiknya jika kita mengingat definisi pengukuran atau mengukur itu sendiri. Mengukur adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang telah disepakati. Misalnya menghitung volume balok, maka harus mengukur untuk dapat mengetahui panjang, lebar dan tinggi balok, setelah itu baru menghitung volume.
Mengukur dapat dikatakan sebagai usaha untuk mendefinisikan karakteristik suatu fenomena atau permasalahan secara kualintatik. Dan jika dikaitkan dengan proses penelitian atau sekedar pembuktian suatu hipotesis maka pengukuran menjadi jalan untuk mencari data-data yang mendukung. Dengan pengukuran ini kemudian akan diperoleh data-data numeric yang menunjukan pola-pola tertentu sebagai bentuk karakteristik dari permasalahan tersebut.
Pentingnya besaran dalam pengukuran, maka dilakukan praktikum ini yang dapat membantu untuk memahami materi dasar-dasar pengukuran. Dalam mengamati suatu gejala tidak lengkap apabila tidak dilengkapi dengan data yang didapat dari hasi pengukuran yang kemudian besaran-besaran yang didapat dari hasil pengukuran kemudian ditetapkan sebagai satuan.
Dengan salah satu argument di atas, setelah dapat kita ketahui betapa penting dan dibutuhkannya aktivitas pengukuran dalam fisika, untuk memperoleh hasil / data dari suatu pengukuran yang akurat dan dapat dipercaya.
B. Tujuan
1. Mempelajari prinsip-prinsip dasar pengukuran.
2. Menentukan panjang, diameter luar dan ketebalan benda. 3. Melakukan pengukuran massa benda.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA A. Tinjuauan pustaka
Pembentuk utama fisika adalah besaran-besaran fisis yang dipakai untuk menyatakan hukum-hukum fisika, misalnya: panjang, massa, gaya, kecepatan, rapat(density), resistivitas, temperatur, intensitas cahaya dan banyak lagi yang lain ( Silaban,1985).
Kita mengu - misalnya meter (m) untuk besaran panjang. Sebuah nilai baku yang sesua dengan 1,0 satuan besaran. Seperti yang dapat dilihat, standar untuk panjang yang sesuai dengan tepat 1,0m adalah jarak yang ditempcahay dalam ruang hampa selama fraksi waktu tertentu. Kita dapat mendefinisikan satuan dan standarnya dengan cara apapun yang kita inginkan. Namun yang terpenting adalah untuk melakukannya dengan suatu cara dimana para ilmuan si deluruh dunia setuju bahwa definisi yang kita buat tersebut masuk akal dan praktis ((Halliday dkk, 2010).
Tedapat banyak sekali besaran fisika, sehingga sulit untuk mengelompokkannya. Untungnya, tidak semua besaran berdiri sendiri: misalnya laju adalah rasio antara jarak dan waktu. Jadi, yang kita lakukan adalah memilih den gan perset dan waktu , kemudian menetapkan standar untuk masing-masing besaran terursebut. Kemudian kita mendefinisikan besaran fisika lainnya dalam besaran pokok tersebut dan menggunakan standar yang digunakannya (disebut standar pokok). Sebagai contoh, laju didefinisikan dalam besaran pokok panjang dan waktu, dan meggunakan standar pokok keduanya. Standar pokok harus dapat diperoleh dan seragam/tetap (Halliday dkk, 2010).
Pada tahun 1971, General Conference on Weights and Measures ke-14 memilih tujuh besaran sebagai besaran pokok dan menjadi dasar terbentuknya Satuan Sistem Interrnasional yang disingkat menjadi SI dari nama Prancis-nya dan dikenal dengan sebutan sistem matrik. Berikut ini daftar satuan untuk besaran pokok SI:
3 No Besaran Pokok Nama Satuan Lambang Unit Simbol Besaran
1 Panjang Meter M L
2 Waktu Detik Detik T
3 Massa Kilogram Kg M
4 Suhu Kelvin K T
5 Intensitas cahaya Kandela Cd J 6 Kuat arus listrik Ampere A I
7 Jumlah zat Mol Mol N
Banyak satuan turunan SI didefinisikan dalam satuan pokok ini. Misalnya, satuan SI untuk daya yaitu watt (w), didefiniskan dalam satuan pokok untuk massa, panjang dan waktu. Untuk mengubah satuan dari besaran fisik yang dinyatakan kita dapat melakukan dengan suatu metode yang disebut konveksi-link-berantai (chain-link-conversation) yaitu menglihkan data asli secara berurutan dengan faktor-faktor konveksi yang ditulis sebagai satu kesatuan dan satuan-satuan dimanupulasi secara besaran aljabar hingga diperoleh satuan yang dikehendaki (Halliday dkk, 2010).
Standar panjang yang pertama adalah sebuah batang yang terbuat dari suasa platinum-iridium yang disebut meter-standar dan disimpan di The International Bureau of Weights and Measurer. Panjang satu meter didefinisikan sebagai jarak antara dua garis halus yang diguratkan pada kepingan emas dekat ujung- 0˚C mekanik dengan cara tertentu ( Silaban,1985).
Pada tahun 1960, dipakai standar baru untuk meter, berdasarkan pada panjang gelombang cahaya. Namun pada tahun 1983, tuntutan akan ketelitian yang lenig tinggi mencapai pada satu titik dimana standar kripton-86 tidak dapat memenuhi tuntutan tersebut dan ditahun tersebut dibuat satu langkah besar. Meter didefinisikan kembali sebagai jarak yang ditempuh cahaya pada interval waktu tertentu. Dalam General Conference on Weights and measures ke-17, dituliskan bahwa meter adalah waktu panjang lintasan yang ditempuh oleh cahaya didalam rung vakum selama interval waktu 1/2999 792 458 detik. Interval waktu ini
4 dipilih agar kecepatan cahaya c manjadi tepat yaitu : c = 2999 792 458 m/s (Halliday dkk, 2010).
Namun dewasa ini, alat ukur besaran untuk panjang yang banyak digunakan berupa mistar, jangka sorong, atau mikrometer sekrup. Mistar, sebaiknya digunakan untuk nilai ukur orde 10 cm. Dan jangka sorong lebih baik digunakan untuk mengukur pada kawasan nilai ukur 1cm (misalnya diameter pensil) dan mikrometer sekrup untuk kawasan ukur 0,5 cm (misalnya diameter kawat) (Jati dan Tri, 2009).
Jika standar panjang berupa batang, beda halnya dengan massa. Standar SI untuk massa adalah sebuah silinder platinum-iridium yang tersimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, dan berdasarkan perjanjian internasional yang disebut sebagai massa sebesar satu kilogram. Standar sekunder dikirim ke laboratorium standar di berbagai negara dan massa dari benda-benda lain dapat ditentukan dengan menggunakan teknik neraca berlengan sama (equal-armbalance) dengan ketelitian 2 bagian dalam 108. Berikut ini beberapa massa yang dinyatakan dengan kilogram :
No. Objek Massa dalam kilogram 1 Alam semesta 1 x 1053 2 Galaksi kita 2 x 1041 3 Matahari 2 x 1030 4 Bulan 7 x 1022 5 Asteroid eros 5 x 1015 6 Pegunungan kecil 1x 1012 7 Kapal laut 7x 107 8 Gajah 5x 103 9 Buah anggur 3x 10-3 10 Partikel debu 7x 10-10 11 Molekul pinisilin 5x 10-17 12 Atom uranium 4x 10-25 13 Proton 2x 10-27 14 Elektron 9 x 10-31
5 (Pantur Silaban & Drs. Erwin Sucipto M.Sc,1985)
Standar massa kedua yaitu atom karbon-12, yang dengan persetujuan internasional telah ditetapkan sebagai massa dari ssatuan massa atom (u) (Halliday dkk, 2010).
Lalu mengenai standar waktu. Ada dua segi dalam pengukuran waktu. Untuk sipil dan untuk beberapa keperluan ilmu pengetahuan dibutuhkan waktu hari, supaya kejadian-kejadian dapat di susun secara berurutan. Pada kebanyakan pekerjaan ilmiah yang dibutuhkan adalah lamanya selang waktu suatu kejadian berlangsung dilakukan selama beberapa minggu. Waktu universal harus diukur berdasarkan pengamatan astronomis yang dilakukan selama beberapa minggu. Karena itu kita membutuhkan jam bumi yang baik, yang ditera oleh pengamat astronomis.
Untuk memenuhi kebutuhan waktu standar yang lebih baik, dikembnagkanlah jam atom. Jam atom yang berada di National Institue Of Standards And Technology (NIST) di Boulderr, Colorado, menjadi standar untuk Coordinate Universal Time (UTC) di Amerika Serikat. Sinyal waktunya tersedia dalam gelombang pendek radio (WWV dan WWVH) dan memlalui telepon (Halliday dkk, 2010).
General Conference on Weights and Measures ke-13 pada tahun 1967 mengadopsi standar detik berdasarkan jam cesium : satu detik adalah waktu yang ditempuh oleh 9 192 631 770 osilsi cshay (dengan panjang gelombang tertentu) yang dipancarkan oleh atom cesium-133 (Halliday dkk, 2010).
Jam atom sangat konsissten, sehingga dua buah jam cesium, baru akan terbaca berbeda lebih dari 1 detik setelah bergerak selama 6000tahun. Bahkan keakuratan jam atom tersebut tidak ada artinya bila dibandingkan dengan jam yang sedang dikembangkan sekarang; ketelitiannya sekitar 1 per1018 yaitu 1 detik dalam 1 x 1018 detik (sekitar 3 x 1010 tahun) (Halliday dkk, 2010).
6
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Waktu Praktikum Fisika Dasar 1 dilaksanakan pada hari Sabtu, pada tanggal 11 Oktober 2014 pukul 09.30-12.30 WIB. Di Laboratorium Fisika Institut Agama Islam Raden Fatah Palembang.
B. Alat :
a. Jangka sorong berfungsi untuk mengukur diamter, dimensi luar suatu benda dan diameter dalam suatu benda .
b. Mikrometer sekrup berfungsi untuk mengukur ketebalan benda yang tipis, panjang benda yang kecil dan dimensi luar yang kecil.
c. Timbangan neraca Ohauss berfungsi untuk mengukur massa benda atau logam dalam praktikum.
d. Pipa berfungsi sebagai objek untuk diukur diameter dalamnya dengan menggunakan jangka sorong
e. Koin berfungsi sebagai objek untuk diukur diameter luarnya dengan menggunakan jangka sorong.
f. Plat berfungsi sebagai objek untuk diukur ketebalannya dengan menggunakan mikrometer sekrup.
g. Kelereng berfungsi sebagai objek untuk diukur oleh jengka sorong.
C. Cara kerja
1. Jangka Sorong :
a. Kendurkan baut pengunci dan geser rahang geser, pastikan rahang geser bekerja dengan baik, jangan lupa untuk mengkalibrasi ketika rahang tertutup harus menunjukan angka 0 (nol), jika tidak menunjukan angka nol maka sebaiknya diatur terlebih dahulu.
7 b. Membersihkan permukaan benda dan permukaan rahang agar tidak ada benda yang menempel yagn bisa menyebabkan kesalahan pengukuran.
c. Tutup rahang hingga mengapit benda sesuia dengan pengukuran yang ingin diambil lalu tinggal membaca skalanya yang tertera
2. Mikrometer Sekrup :
a. Cek terlebih dahulu mikrometer sekrup yang akan di gunakan, jika poros tetap dan poros geser di rapatkan dengan memutar pemutar ke arah kanan. Skala utama harus menunjukkan nol. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh kerusakan alat.
b. Buka rahang (poros geser) dengan memutar pemutar ke arah benda yang akan di ukur bisa masuk.
c. Letakkan benda yang akan di ukur lalu tutup kembali ke rahang dengan memutar pemutar ke arah kanan hingga benda yang akan di ukur terjepit.
d. Kunci rahang dengan pemutar mengunci hingga terdengar bunyi “ ”
e. Lihat nilai terbesar yang di tunjukkan oleh skala utama. Skala ini dalam mm.
f. Lihat nilai skala nonius cara menentukan skala nonius adalah dengan menentukkan garis skala nonius yang sejajar dengan garis tengah skala utama. Kalikan nilai skala nonius dengan 0,01.
g. Jumlahkan nilai yang di tunjukkan skala utama dengan nilai yang di tunjukkan skala nonius.
3. Neraca Ohaus :
a. Melakukan kalibrasi terhadap neraca yang akan di gunakan untuk menimbang dengan cara memutar sekrup yang berada di samping atas piringan neraca ke kiri atau ke kanan posisi dua garis pada neraca sejajar.
8 c. Menggeser skalanya di mulai dari skala besar baru gunakan skala
yang kecil jika panahnya sudah berada di titik seimbang.
d. Jika dua garis sejajar sudah seimbang maka baru di mulai membaca hasil pengukurannya.
9
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil 1. Jangka Sorong a. Luar Pipa (D) No D D 2 1 2,63 cm 6,9169 cm 2 2,63 cm 6,9169 cm 3 2,63 cm 6,9169 cm 4 2,63 cm 6,9169 cm 5 2,63 cm 6,9169 cm 6 2,63 cm 6,9169 cm 7 2,63 cm 6,9169 cm 8 2,63 cm 6,9169 cm 9 2,63 cm 6,9169 cm 10 2,63 cm 6,9169 cm n = 10 ΣD1 = 26,3 cm ΣD2 = 69,169 cm ̅ = = = 2,63 cm ΔD = √ ̅ = √ = √ = √
10 = √ = 0 b. Dalam pipa (D1) No D1 D1 2 1 2,38 cm 5,6644 cm 2 2,39 cm 5,7121 cm 3 2,40 cm 5,76 cm 4 2,32 cm 5,3424 cm 5 2,31 cm 5,3361 cm 6 2,31 cm 5,3361 cm 7 2,31 cm 5,3361 cm 8 2,31 cm 5,3361 cm 9 2,40 cm 5,76 cm 10 2,31 cm 5,3361 cm n = 10 D1 = 23,44 cm D1 2 = 54,95944 cm ̅̅̅= = 0 = 2,344 cm ∆ = √ ̅̅̅̅ = √ = √ = √ = √
11 = √ = 0,013366 c. Koin (D2) No 2 1 2,70 cm 7,29 cm 2 2,71 cm 7,3441 cm 3 2,70 cm 7,29 cm 4 2,70 cm 7,29 cm 5 2,70 cm 7,29 cm 6 2,79 cm 7,7841 cm 7 2,70 cm 7,29 cm 8 2,79 cm 7,7841 cm 9 2,70 cm 7,29 cm 10 2,70 cm 7.29 cm n = 10 D2 = 27,19 cm D2 2 = 73,9423 cm Koin ( ) ̅2 = = = 2,719 cm ΔD2 = √ ̅̅̅̅ = √ = √ = √
12 = √ = √ = 0,011 2. Neraca Ohaus (m) No M 1 48,97 g 2398,0609 g 2 48,96 g 2397,0816 g 3 49,43 g 2443,3249 g 4 49,29 g 2429,5041 g 5 49,26 g 2426,5476 g M=5 m= 245,91 g m 2 = 12094,5191 g ̅ = = = 4,591 g Δ = √ ̅ = √ = √ = √ = √ = √ = 8,1971 3. Mikrometer Sekrup a. Plat (x)
13 No X x 2 1 1,62 mm 2,6244 mm 2 1,6 mm 2,56 mm 3 1,59 mm 2,5281 mm 4 1,61 mm 2,5921 mm 5 1,64 mm 2,6898 mm 6 1,58 mm 2,4964 mm 7 1,595 mm 2.544025 mm 8 1,59 mm 2,5281 mm 9 1,65 mm 2,7225 mm 10 1,62 mm 2,6244 mm n=10 x= 16,095 mm x 2 = 25,909625 mm Plat (x) ̅ = = = 1,6095 mm ∆x = √ ̅ = √ = √ = √ = √ = 0,0000544722
14 b. Kelereng ( ) No 2 1 15,9 mm 252,81 mm 2 15,93 mm 253,7649 mm 3 15,86 mm 251,5396 mm 4 15,88 mm 252,1744 mm 5 15,82 mm 250,2724 mm 6 15,83 mm 250,5889 mm 7 15,92 mm 253,4464 mm 8 15,86 mm 251,5396 mm 9 15,93 mm 253,7649 mm 10 15,845 mm 251,064025 mm n=10 x= 16,095 mm x2= 25,909625 mm Kelereng ( ) ̅̅̅= = = 15,8775 mm Σ = √ ̅̅̅̅ = √ = √ – = √ = √ = 0,01416
15
B. Pembahasan
Ketika melakukan pengukuran, kita bisa menggunakan penggaris, meteran, miktometer sekrup, jangka sorong, dan neraca ohauss. Pada praktikum ini kita melakukan pengukuran menggunakan alat jangka sorong, mikrometer sekrup, dan neraca ohauss. Alat pengukuran tersebut memiliki kegunaan dan fungsi yang berbeda serta meliki ketelitian yang berbeda juga. Pada alat jangka sorong berfungsi untuk mengukur ketebalan suatu benda, diameter suatu benda, baik diameter dalam maupun diameter luar. Jangka sorong memiliki ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong memiliki skala utama dan skala nonius. Mikrometer sekrup memiliki fungsi untuk mengukur panjang benda dengan sangat teliti. Micrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm. Mikrometer sekrup memiliki skala utama dan skala putar. Sedangkan neraca ohauss berfungsi untuk mengukur massa suatu benda. Neraca ohauss memiliki berbagai macam bentuk, yaitu neraca tiga lengan dan neraca empat lengan. Prinsip kerja neraca atau timbangan menggunakan prinsip tuas.
Dari data praktikum yang telah kami hasilkan kali ini terdapat beberapa kesalahan atau kekeliruan. Pertama, pada jangka sorong ketika mengukur diameter dalam pipa. Kedua, pada neraca ohauss dan yang terakhir pada mikrometer sekrup ketika mengukur ketebalan sebuah plat . Kesalahalan ini dapat terjadi disebabkan beberapa faktor. Faktor tersebut yaitu :
1. Kesalahan kalibrasi. Cara memberi nilai skala pada waktu pembuatan alat
tidak tepat sehingga berakibat setiap kali alat digunakan, suatu ketidakpastian melekat pada hasil pengukuran. Kesalahan ini dapat diketahui dengan cara membandingkan alat tersebut dengan alat baku. Alat baku, meskipun buatan manusia juga, dianggap sempurna padanya hampir tidak terdapat kesalahan apapun.
2. Kesalahan titik nol. Titik nol skala alat tidak berimpit dengan titik nol jarum
petunjuk atau jarum tidak kembali tepat pada angka nol.
3. Kelelahan komponen alat. Misalnya dalam pegas; pegas yang telah dipakai
beberapa lama dapat agak melembek hingga dapat mempengaruhi gerak jarum penunjuk.
16 4. Gesekan-gesekan selalu timbul antara bagian yang satu yang bergerak
terhadap bagian alat yang lain
17
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan
Dari percobaan, pengamatan, dan perhitungan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa :
1. Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter luar dan dalam benda. 2. Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur ketebalan dan diameter luar
suatu benda dengan ketelitian lebih tinggi di bandingkan jangka sorong.
3. Mengukur ketebalan benda seperti plat besi dan diameter koin (lingkaran) lebih mudah dan hasil pengukuran lebih tepat dibandingkan mengukur benda yang berbentuk seperti kelereng.
B. Saran
Sebelum melakukan percobaan dan pengukuran disarankan untuk :
1. Memahami dahulu konsep pengukuran, alat ukur yang akan digunakan, besaran, dan satuan agar praktikum berjalan dengan lancar dan mudah dipahami.
2. Lakukan pengukuran ketebalan dan diameter sebanyak 10 kali dan 5 kali untuk massa dari sudut yang berbeda namun tepat agar mendapatkan hasil yang maksimal.
18
LAMPIRAN
1. SOAL EVALUASI
1. Apa yang dimaksud dengan pengukuran ? Bagaimana cara untuk menghindari terjadinya kesalahan dalam pengukuran ?
2. Apakah perbedaan antara massa dengan berat benda ? 3. Jelaskan perbedaan mandasar antara :
a. Jangka sorong b. Mikrometer sekrup Jawaban
1. Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan.
Cara unutk menghindai kesalahan dalam pegukuran :
Pengukuran lebih dari satu kali
Pengukuran dengan model dan teknik tertentu
Pengukuran dilakukan dengan 2 orang atau lebih sesuai tugasnya..
Alat perlu dikalibrasi sblm digunakan.
Dengan cara-cara pengukuran tertentu ( pengamatan biasa dan luar biasa dan hasilnya dirata-rata).
Koreksi pada pengolahan data.
Menggunakan alat presisi tinggi
1Waktu pengambilan data à pagi 07.00-11.00, sore 14.00-17.00.
menggunakan metode pengolahan data tertentu (grafis, bouwditch, perataan, kuadrat terkecil, dan lain-lain)
2. Perbedaan massa dan berat Massa :
1. Menyatakan banyaknya materi yang terkandung pada suatu benda. 2. Besarnya di mana-mana tetap.
3. Termasuk besaran skalar (besaran yang hanya memiliki besar saja, tidak memperhitungkan arah).
4. Satuan dalam internasional (SI) adalah kilogram. 5. Diukur dengan menggunakan neraca Ohauss. Berat
1. Menyatakan besarnya gaya tarik gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda.
19 gravitasi di tempat tersebut).
Semakin jauh dari pusat bumi berat suatu benda semakin berkurang. Demikian juga berat benda di kutub akan lebih besar dibandingkan berat benda di khatulistiwa.
3. Termasuk besaran vektor (besaran yang memiliki besar dan arah). 4. Satuan dalam internasional (SI) adalah newton.
5. Diukur dengan menggunakan neraca pegas (dinamometer).
3. Perbedaan nya adalah jangka sorong digunakan untuk mengukur panjang yang lebih teliti , jangka sorong memiliki skala terkeci 0,1mm sedangkan mimrometer sekrup digunakan untuk mengukur panjang yg lebih teliti dari pada jangka sorong, mikrometer sekrup mempunyai skala terkecil 0,01mm.
20
Gambar Alat Praktikum tentang Pengukuran :
Gambar 1. Neraca Ohaus dan beban.
21 Gambar 3. Jangka sorong, silinder pipa dan kaoin Rp. 500,00
22
Daftar Pustaka
Silaban, Pantur.1985.Fisika.Erlangga:Jakarta
Halliday & Resnick.1986.Fisika Dasar.Jilid 1.Erlangga:Jakarta
Jati,Bambang Murdaka Eka.Fisika Dasar Untuk Mahasiswa Ilmu Komputer Dan
