PROJECT PENGUKURAN DAN ANALISIS DATA
ANALISIS HASIL PENGUKURAN MASSA MENGGUNAKAN NERACA OHAUSS DAN NERACA DIGITAL
(Disusun untuk Memenuhi Tugas Pengukuran dan Analisis Data)
Disusun Oleh:
Eka Laela Nun Karina (1306621008) Anindita Prameswari Safitri (1306621010)
Rahma Maulidia (1306621025)
Navida Rizkina (1306621032)
Nadhifah Najwa Rasditya (1306621071)
Dosen Pengampu:
Dr. Umiatin, M.Si
Ahmad Zatnika Purwalaksana, M.Si
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
2023
ANALISIS HASIL PENGUKURAN MASSA DARI NERACA OHAUSS, NERACA LENGAN DAN NERACA PEGAS
A. TUJUAN
1. Menentukan hasil pengukuran massa dari tiga jenis neraca berbeda.
2. Membandingkan ketepatan dan ketelitian hasil pengukuran yang diperoleh.
3. Menganalisis hasil pengukuran.
B. TEORI DASAR 1. Pengukuran
Pengukuran merupakan serangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu besaran dalam bentuk angka (kuantitatif) maupun berupa pernyataan yang merupakan sebuah simpulan (kualitatif). Jadi mengukur adalah suatu proses mengaitkan angka secara empirik dan objektif pada sifat-sifat objek atau kejadian nyata sehingga angka yang diperoleh tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai objek atau kejadian yang diukur. Atau secara umum (sederhana) adalah membandingkan suatu besaran yang tidak diketahui harganya dengan besaran lain yang telah diketahui nilainya. Alat ukur digunakan untuk keperluan pengukuran.
Alat ukur digunakan untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel. Prinsip kerja alat ukur harus dipahami agar alat ukur dapat digunakan dengan cermat dan sesuai dengan pemakaian yang telah direncanakan. Contoh alat ukur untuk : (1) dimensi PANJANG : Meteran Kain, Penggaris/Mistar , Roll Meter, Caliper, dll ; (2) dimensi BERAT / MASSA : Timbangan Pegas, Timbangan Skala, Timbangan Balance, dll ; (3) dimensi SUHU : Termometer ; dan (4) dimensi WAKTU : Jam tangan , Stop Watch, dll. (Sulistiadji & Pitoyo, 2009).
2. Sistem Satuan dalam Pengukuran
β Sistem Satuan Dasar
Ilmu pengetahuan dan teknik menggunakan dua jenis satuan, yaitu satuan dasar dan satuan turunan. Satuan-satuan dasar dalam mekanika terdiri dari panjang, massa dan waktu. Biasa disebut dengan satuan - satuan dasar utama.
Dalam beberapa besaran fisis tertentu pada ilmu termal, listrik dan penerangan juga dinyatakan satuan-satuan dasar. Arus listrik, temperatur, intensitas cahaya disebut dengan satuan dasar tambahan. Sistem satuan dasar tersebut selanjutnya dikenal sebagai sistem internasional yang disebut sistem SI. Sistem ini memuat 6 satuan dasar seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Besaran-besaran satuan dasar SI
Satuan-satuan lain yang dapat dinyatakan dengan satuan-satuan dasar disebut satuan-satuan turunan. Untuk memudahkan beberapa satuan turunan telah diberi nama baru, contoh untuk daya dalam SI dinamakan watt yaitu menggantikan j/s.
Tabel 2. Beberapa contoh satuan yang diturunkan
β Sistem - sistem Satuan
Asosiasi pengembangan Ilmu Pengetahuan Inggris telah menetapkan sentimeter sebagai satuan dasar untuk panjang dan gram sebagai satuan dasar untuk massa. Dari sini dikembangkan sistem satuan centimeter-gram sekon (CGS). Dalam sistem elektrostatik CGS, satuan muatan listrik diturunkan dari sentimeter, gram, dan sekon dengan menetapkan bahwa permitivitas ruang hampa pada hukum coulomb mengenai muatan listrik adalah satu. Satuan- satuan turunan untuk arus listrik dan potensial listrik dalam sistem elektromagnetik, yaitu ampere dan volt digunakan dalam pengukuran pengukuran praktis. Kedua satuan ini beserta salah satu dari satuan lainnya seperti: coulomb, ohm, henry, farad, dan sebagainya digabungkan di dalam satuan ketiga yang disebut sistem praktis (practical system).
Tahun 1960 atas persetujuan internasional ditunjuk sebagai sistem internasional (SI). Sistem SI digunakan enam satuan dasar, yaitu meter, kilogram, sekon, dan ampere (MKSA) dan sebagai satuan dasar tambahan adalah derajat kelvin dan lilin (kandela) yaitu sebagai satuan temperatur dan intensitas cahaya, seperti terlihat pada tabel 2. Demikian pula dibuat pengalian dari satuan satuan dasar, yaitu dalam sistem desimal seperti terlihat pada tabel 2.
Tabel 3. Perkalian Desimal
Ada pula satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama dengan satuan SI.
Beserta kelipatan - kelipatannya, digunakan dalam pemakaian umum. Lebih jelasnya dapat diperhatikan pada tabel 3.
Tabel 4. Satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama dengan satuan
3. Neraca Ohauss
Gambar 1. Neraca Ohauss
Neraca ohauss merupakan salah satu alat ukur besaran fisika yaitu massa (Yandra, et al., 2016). Neraca ini sering digunakan dalam pengukuran laboratorium karena memiliki tingkat ketelitian yang tinggi yaitu mencapai 0,01 gram. Adapun bagian-bagian dari Neraca Ohaus yakni:
1. Tombol kalibrasi, merupakan sebuah sekrup atau knop yang digunakan untuk mengenolkan atau mengkalibrasi neraca ketika neraca akan digunakan.
2. Tempat beban, merupakan sebuah piringan logam yang digunakan untuk meletakkan benda yang akan diukur massanya.
3. Pemberat (anting), merupakan sebuah logam yang menggantung pada lengan yang berfungsi sebagai penunjuk hasil pengukuran. Pemberat dapat digeser- geser dan setiap lengan neraca memilikinya.
4. Lengan Neraca, merupakan plat logam yang terdiri dari skala dengan ukuran tertentu. Jumlah lengan pada neraca bisa 2, 3 atau 4 tergantung jenisnya.
Masing-masing lengan menunjukkan skala dengan satuan yang berbeda.
5. Garis kesetimbangan (titik nol), digunakan untuk menentukan titik kesetimbangan pada proses penimbangan atau pengukuran massa benda (Fidiantara, et al., 2021).
Neraca ohaus terdiri dari 3 skala. Skala pertama memakai ratus gram, skala kedua memakai puluhan gram dan skala ketiga memakai satuan gram. Prinsip kerja dari neraca ini ialah membandingkan massa benda yang akan diukur dengan anak timbangan yang berada pada neraca Ohaus itu sendiri. Cara menggunakan neraca ohauss adalah dengan cara meletakkan benda pada piringannya lalu beban pada skala dapat di geser hingga dapat menemukan posisi setimbang. Setelah posisi setimbang barulah kita dapat menghitung massa dari benda yang telah kita ukur tersebut (Faradiba, 2020).
Kemampuan pengukuran neraca ini dapat diubah dengan menggeser posisi anak timbangan sepanjang lengan. Anak timbangan dapat digeser menjauhi atau mendekati poros neraca. Massa benda dapat diketahui dari penjumlahan masing- masing anak timbangan sepanjang lengan setelah neraca dalam keadaan setimbang.
Neraca ohaus memiliki tingkat ketelitian yang lebih baik dari neraca dua lengan atau neraca langkah (Mukhlis, 2017).
4. Neraca Digital
Gambar 2. Neraca Digital
Neraca digital pada umumnya menggunakan Liquid Crystal Display (LCD) atau seven segment untuk menampilkan hasil pengukuran. Kelebihan yang dimiliki neraca digital adalah ukurannya lebih fleksibel, akurasi tinggi, dan sensitivitas tinggi (orde mili gram). Kekurangan yang dimiliki neraca digital adalah harganya lebih mahal (high cost) daripada neraca analog, membutuhkan sumber energi listrik, rawan terhadap korosi dan benturan. Neraca digital mempunyai tingkat kepresisian yang lebih baik dan pengoperasian yang lebih efisien (Saputra, et al., 2022).
Neraca digital lebih menggunakan konsep elektronika, dari rangkaian jembatan Wheatstone yang tersusun oleh beberapa strain gauge yang kemudian dikonversi dalam bentuk sebuah sensor load cell, dimana perbedaan potensial menjadi acuannya. Perbedaan akan terdeteksi dalam bentuk perambatan tegangan yang diakibatkan oleh tekanan mekanis yang bekerja. Load cell sendiri merupakan sensor gaya yang didalamnya berisi pegas logam mekanik yang terbuat dari beberapa foil metal strain gauge. Strain dari pegas mekanik muncul sebagai pengaruh dari pembebanan yang kemudian ditransmisikan pada strain gauge. Pengukuran sinyal yang dihasilkan dari load cell adalah dari perubahan resistansi strain gauge yang linier dengan gaya yang diaplikasikan (Putra, I.
G.,2014).
Neraca digital memliki ketelitian 0,001 gram Hal ini membuat neraca digital banyak digunakan untuk menimbang bahan-bahan kecil karena memiliki ketelitian yang akurat. Selain itu, sekarang neraca digital juga lebih banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari seperti banyak terdapat di toko maupun minimarket dan supermarket karena neraca digital lebih mudah digunakan dan hasil pengukurannya lebih pasti dan mengukurnya tidak memerlukan waktu yang lama (Hidayani, et al., 2021).
C. ALAT DAN BAHAN 1. Neraca Ohauss 3 Lengan 2. Neraca Ohauss 4 Lengan 3. Neraca Digital
4. Bandul
D. DATA PENGAMATAN
No Neraca Ohauss 3 Lengan
1 bandul (gram) 2 bandul (gram) 3 bandul (gram)
1 99,2 198 296,5
2 99,4 198,2 296,3
3 98,6 197,5 296,1
4 98,8 198,4 296,6
5 98,9 197,8 296,1
6 98,2 197,4 296,1
7 98,9 198,0 296,3
8 98,8 197,5 296,4
9 99,2 197,6 296,1
10 99,2 197,9 296,5
No Neraca Ohauss 4 Lengan
1 bandul (gram) 2 bandul (gram) 3 bandul (gram)
1 98,76 197,72 296,69
2 98,77 197,73 296,66
3 98,75 197,76 296,66
4 98,78 197,70 296,64
5 98,75 197,76 296,65
6 98,76 197,74 296,64
7 98,78 197,74 296,64
8 98,78 197,75 296,67
9 98,76 197,74 296,64
10 98,75 197,73 296,66
No Neraca Digital
1 bandul (gram) 2 bandul (gram) 3 bandul (gram)
1 98,7 197,5 296,4
2 98,7 197,5 296,5
3 98,7 197,5 296,5
4 98,7 197,4 296,5
5 98,7 197,5 296,4
6 98,7 197,6 296,5
7 98,7 197,5 296,5
8 98,8 197,5 296,5
9 98,7 197,5 296,5
10 98,7 197,5 296,4
E. PENGOLAHAN DATA
1. Nilai Rata-Rata dan Standar Deviasi
β Neraca Ohauss 3 Lengan π1 = 1 π΅ππππ’π
π2 = 2 π΅ππππ’π π3 = 3 π΅ππππ’π
β’ 1 Bandul πΜ 1 =Ξ£π1
π =989,2
10 = ππ, ππ π₯π1= ββπ΅π=π (ππβ1πβπΜ 1)2= β1,116
10β1= π, πππππππππ β π, ππππ πΎππ = π₯ππΜ 1
1 Γ 100% =0,352198,92 Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π1 = πΜ 1Β± π₯π1= (ππ, π Β± π, πππ) π π«ππ¦
β’ 2 Bandul πΜ 2=Ξ£π2
π =1978,3
10 = πππ, ππ π₯π2= ββπ΅π=π (ππβπΜ 2)2
πβ1 = β0,981
10β1= π, ππππππππ β π, ππππ πΎππ = π₯π2
πΜ 2 Γ 100% =0,3301
197,83Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π2 = πΜ 2Β± π₯ππ = (πππ Β± π, πππ) ππππ
No πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π
1 99,2 0,0784 198 0,0289 296,5 0,04
2 99,4 0,2304 198,2 0,1369 296,3 0
3 98,6 0,1024 197,5 0,1089 296,1 0,04
4 98,8 0,0144 198,4 0,3249 296,6 0,09
5 98,9 0,0004 197,8 0,0009 296,1 0,04
6 98,2 0,5184 197,4 0,1849 296,1 0,04
7 98,9 0,0004 198,0 0,0289 296,3 0
8 98,8 0,0144 197,5 0,1089 296,4 0,01
9 99,2 0,0784 197,6 0,0529 296,1 0,04
10 99,2 0,0784 197,9 0,0049 296,5 0,04
π΄ 989,2 1,116 1978,3 0,981 2963 0,34
Rata- rata
98,92 197,83 296,3
β’ 3 Bandul πΜ 3=Ξ£π3
π =2963
10 = πππ, π
π₯π3= ββπ΅π=π (ππβπΜ 3)2
πβ1 = β0,34
10β1= π, πππππππππ β π, ππππ πΎππ = π₯π3
πΜ 3 Γ 100% =0,1943
296,3 Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π3 = πΜ 3Β± π₯ππ = (πππ, π Β± π, ππππ) ππππ
β Neraca Ohauss 4 Lengan π1 = 1 π΅ππππ’π
π2 = 2 π΅ππππ’π π3 = 3 π΅ππππ’π
β’ 1 Bandul πΜ 1 =Ξ£π1
π =987,64
10 = ππ, πππ π₯π1= ββπ΅π=π (ππβπΜ 1)2
πβ1 = β0,003348
10β1 = π, πππππππππ β π, πππππ πΎππ = π₯ππΜ 1
1 Γ 100% =0,019398,764Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π1 = πΜ 1Β± π₯π1= (ππ, ππ Β± π, πππππ) π π«ππ¦
No πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π 1 98,76 0,000001 197,72 0,000289 296,69 0,001225 2 98,77 0,00081 197,73 0,000049 296,66 0,000025 3 98,75 0,000121 197,76 0,000529 296,66 0,000025 4 98,78 0,000361 197,70 0,001369 296,64 0,000225 5 98,75 0,000121 197,76 0,000529 296,65 0,000025 6 98,76 0,000001 197,74 0,000009 296,64 0,000225 7 98,78 0,000361 197,74 0,000009 296,64 0,000225 8 98,78 0,000361 197,75 0,000169 296,67 0,000225 9 98,76 0,000001 197,74 0,000009 296,64 0,000225 10 98,75 0,00121 197,73 0,000049 296,66 0,000025 π΄ 987,64 0,003348 1977,37 0,00301 2966,55 0,00245 Rata-
rata
98,764 197,737 296,655
β’ 2 Bandul πΜ 2=Ξ£π2
π =1977,37
10 = πππ, πππ π₯π2= ββπ΅π=π (ππβπΜ 2)2
πβ1 = β0,00301
10β1 = π, πππππππππ β ππππππ πΎππ = π₯π2
πΜ 2 Γ 100% = 0,0183
197,737Γ 100% = π, πππππ% (π ππ) π2 = πΜ 2Β± π₯ππ = (πππ, π Β± π, πππππ) ππππ
β’ 3 Bandul πΜ 3=Ξ£π3
π =2966,55
10 = πππ, πππ
π₯π3= ββπ΅π=π (ππβ1πβπΜ 3)2= β0,0024510β1 = π, πππππππππ β π, πππππ πΎππ = π₯π3
πΜ 3 Γ 100% = 0,0165
296,655Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π3 = πΜ 3Β± π₯ππ = (πππ, π Β± π, πππππ) ππππ
β Neraca Digital π1 = 1 π΅ππππ’π π2 = 2 π΅ππππ’π π3 = 3 π΅ππππ’π
No πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π πΏπ (πΏπβ πΏΜ )π
1 98,7 0,0001 197,5 0,0001 296,4 0,0049
2 98,7 0,0001 197,5 0,0001 296,5 0,0009
3 98,7 0,0001 197,5 0,0001 296,5 0,0009
4 98,7 0,0001 197,4 0,0121 296,5 0,0009
5 98,7 0,0001 197,5 0,0001 296,4 0,0049
6 98,7 0,0001 197,6 0,0081 296,5 0,0009
7 98,7 0,0001 197,6 0,0081 296,5 0,0009
8 98,8 0,0081 197,5 0,0001 296,5 0,0009
9 98,7 0,0001 197,5 0,0001 296,5 0,0009
10 98,7 0,0001 197,5 0,0001 296,4 0,0049
π΄ 987,1 0,0089 1975,1 0,0289 2964,7 0,0210 Rata-
rata
98,71 197,51 296,47
β’ 1 Bandul
πΜ 1 =Ξ£ππ1=987,110 = ππ, ππ
π₯π1= ββπ΅π=π (ππβ1πβπΜ 1)2= β0,008910β1 = π, πππππ πΎππ = π₯π1
πΜ 1 Γ 100% =0,01048
98,71 Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π1 = πΜ 1Β± π₯π1= (ππ, ππ Β± π, πππππ) π π«ππ¦
β’ 2 Bandul πΜ 2=Ξ£π2
π =1975,1
10 = πππ, ππ π₯π2= ββπ΅π=π (ππβπΜ 2)2
πβ1 = β0,0289
10β1 = π, πππππ πΎππ = π₯ππΜ 2
2 Γ 100% =0,05666197,51 Γ 100% = π, ππππ% (π ππ) π2 = πΜ 2Β± π₯ππ = (πππ, π Β± π, πππππ) ππππ
β’ 3 Bandul πΜ 3=Ξ£π3
π =2964,7
10 = πππ, ππ
π₯π3= ββπ΅π=π (ππβπΜ 3)2
πβ1 = β0,00210
10β1 = π, πππππ πΎππ = π₯π3
πΜ 3 Γ 100% =0,04830
296,47 Γ 100% = π, ππππππ% (π ππ) π3 = πΜ 3Β± π₯ππ = (πππ, π Β± π, πππππ) ππππ
2. Nilai Error Pengukuran
Alat ukur standar: Neraca Digital π₯π1= 0,01048
π₯π2= 0,05666 π₯π3= 0,04830
β Neraca Ohaus 3 Lengan
β’ 1 Bandul π₯π1 =0,3521
πΈππππ = π₯|ππππππ πβππ’π 3 πΏπππππ β ππππππ π·ππππ‘ππ|
πΈππππ = |0,3521 β 0,01048| Γ 100%
πΈππππ = 34,162 %
β’ 2 Bandul π₯π2 =0,3301
πΈππππ = π₯|ππππππ πβππ’π 3 πΏπππππ β ππππππ π·ππππ‘ππ|
πΈππππ = |0,3301 β 0,05666| Γ 100%
πΈππππ = 27,344 %
β’ 3 Bandul π₯π3 =0,1943
πΈππππ = π₯|ππππππ πβππ’π 3 πΏπππππ β ππππππ π·ππππ‘ππ|
πΈππππ = |0,1943 β 0,04830| Γ100%
πΈππππ = 14,6 %
β Neraca Ohaus 4 Lengan
β’ 1 Bandul π₯π1 =0,01286
πΈππππ = π₯|ππππππ πβππ’π 4 πΏπππππ β ππππππ π·ππππ‘ππ|
πΈππππ = |0,01929β0,01048| Γ100%
πΈππππ = 0,881 %
β’ 2 Bandul π₯π2 =0,01829
πΈππππ = π₯|ππππππ πβππ’π 4 πΏπππππ β ππππππ π·ππππ‘ππ|
πΈππππ = |0,01829β0,05666| Γ100%
πΈππππ = β3,837%
β’ 3 Bandul π₯π3 =0,01649
πΈππππ = π₯|ππππππ πβππ’π 4 πΏπππππ β ππππππ π·ππππ‘ππ|
πΈππππ = |0,01649β0,04830| Γ100%
πΈππππ = β3,181 %
3. Kalibrasi
β Alat ukur standar: Neraca Digital (Y)
β Alat ukur: Neraca Ohauss 3 Lengan (X)
β’ 1 Bandul
π =π΄ππ΄π2β π΄ππ΄ππ
π(π΄π2) β (π΄π)2 =(987,1)(97852,78) β (989,2)(97643,92)
10(97852,78) β (989,2)2 = 99,77366 π = ππ΄ππ β π΄ππ΄π
π(π΄π2) β (π΄π)2 =10(97643,92) β (989,2)(987,1)
10(97852,78) β (989,2)2 = β0,0107527 π = π + ππ
π = βπ, πππππΏ + ππ, πππ
No πΏ πΏπ π ππ πΏπ
1 99,2 9840,64 98,7 9741,69 9791,04
2 99,4 9880,36 98,7 9741,69 9810,78
3 98,6 9721,96 98,7 9741,69 9731,82
4 98,8 9761,44 98,7 9741,69 9751,56
5 98,9 9781,21 98,7 9741,69 9761,43
6 98,2 9643,24 98,7 9741,69 9692,34
7 98,9 9781,21 98,7 9741,69 9761,43
8 98,8 9761,44 98,8 9741,44 9761,44
9 99,2 9840,64 98,7 9741,69 9791,04
10 99,2 9840,64 98,7 9741,69 9791,04
π΄ 989,2 97852,78 987,1 97436,65 97643,92
β’ 2 Bandul
π =π΄ππ΄π2β π΄ππ΄ππ
π(π΄π2) β (π΄π)2 =(1975,1)(391368,07) β (1978,3)(390733,95)
10(391368,07) β (1978,3)2 = 214,247 π = ππ΄ππ β π΄ππ΄π
π(π΄π2) β (π΄π)2=10(390733,95) β (1978,3)(1975,1)
10(391368,07) β (1978,3)2 = β0,0846075
π = π + ππ
π = βπ, πππππ + πππ, ππ
No πΏ πΏπ π ππ πΏπ
1 198 39204 197,5 39006,25 39105
2 198,2 39283,24 197,5 39006,25 39144,5
3 197,5 39006,25 197,5 39006,25 39006,25
4 198,4 39362,56 197,4 38966,76 39164,16
5 197,8 39124,84 197,5 39006,25 39065,5
6 197,4 38966,76 197,6 39045,76 39006,24
7 198,0 39204 197,6 39045,76 39124,8
8 197,5 39006,25 197,5 39006,25 39006,25
9 197,6 39045,76 197,5 39006,25 39026
10 197,9 39164,41 197,5 39006,25 39085,25 π΄ 1978,3 391368,07 1975,1 390102,03 390733,95
β’ 3 Bandul
π =π΄ππ΄π2β π΄ππ΄ππ
π(π΄π2) β (π΄π)2 =(2964,7)(877937,24) β (2963)(878440,59)
10(877937,24) β (2963)2 = 313,89 π = ππ΄ππ β π΄ππ΄π
π(π΄π2) β (π΄π)2 =10(878440,59) β (2963)(2964,7)
10(877937,24) β (2963)2 = β0,0588 π = π + ππ
π = βπ, πππππ + πππ, π
No πΏ πΏπ π ππ πΏπ
1 296,5 87912,25 296,4 87852,96 87882,6
2 296,3 87793,69 296,5 87912,25 87852,95
3 296,1 87675,21 296,5 87912,25 87793,65
4 296,6 87971,56 296,5 87912,25 87941,9
5 296,1 87675,21 296,4 87852,96 87764,04
6 296,1 87675,21 296,5 87912,25 87793,65
7 296,3 87793,69 296,5 87912,25 87852,95
8 296,4 87852,96 296,5 87912,25 87882,6
9 296,1 87675,21 296,5 87912,25 87793,65
10 296,5 87912,25 296,4 87852,96 87882,6
π΄ 2963 877937,24 2964,7 878944,63 878440,59
β Alat ukur: Neraca Ohauss 4 Lengan (X)
β’ 1 Bandul
π =π΄ππ΄π2βπ΄ππ΄ππ
π(π΄π2)β(π΄π)2 =(987,10)(97543,28)β(987,64)(97486,983)
10(97543,28)β(987,64)2 = β11,028 π = ππ΄ππ β π΄ππ΄π
π(π΄π2) β (π΄π)2 =10(97486,983) β (987,64)(987,10)
10(97543,28) β (987,64)2 = 1,111 π = π + ππ
π = π. πππππ β ππ, πππ
No πΏ πΏπ π ππ πΏπ
1 98,76 9753,5376 98,7 9741,69 9747,612
2 98,77 9755,5129 98,7 9741,69 9748,599
3 98,75 9751,5625 98,7 9741,69 9746,625
4 98,78 9757,4884 98,7 9741,69 9749,586
5 98,75 9751,5625 98,7 9741,69 9746,625
6 98,76 9753,5376 98,7 9741,69 9747,612
7 98,78 9757,4884 98,7 9741,69 9749,586
8 98,78 9757,4884 98,8 9741,44 9757,488
9 98,76 9753,5376 98,7 9741,69 9747,612
10 98,75 9751,5625 98,7 9741,69 6745,638
π΄ 987,64 97543,28 987,10 97436,65 97486,983
β’ 2 Bandul
π =π΄ππ΄π2β π΄ππ΄ππ
π(π΄π2) β (π΄π)2 =(1975,10)(390999,21) β (1977,37)(390550,4)
10(390999,21) β (1977,37)2 = β84,9714 π = ππ΄ππ β π΄ππ΄π
π(π΄π2) β (π΄π)2=10(390550,4) β (1977,37)(1975,10)
10(390999,21) β (1977,37)2 =1,4286 π = π + ππ
π = π, πππππΏ β ππ, ππππ
No πΏ πΏπ π ππ πΏπ
1 197,72 39093,1984 197,5 39006,25 39049,7 2 197,73 3907,1529 197,5 39006,25 39051,58 3 197,76 39109,0176 197,5 39006,25 39057,36 4 197,70 39085,29 197,4 38966,76 39025,98 5 197,76 39109,0176 197,5 39066,25 39057,36 6 197,74 39101,1076 197,6 39045,76 39037,6 7 197,74 39101,1076 197,6 39045,76 39073,42 8 197,75 39105,0625 197,5 39006,25 39073,42 9 197,74 39101,1076 197,5 39006,25 39055,63 10 197,73 39097,1529 197,5 39006,25 39051,68 π΄ 1977,37 390999,21 1975,10 390102 390550,4
β’ 3 Bandul
π =π΄ππ΄π2βπ΄ππ΄ππ
π(π΄π2)β(π΄π)2 = (2964,7)(880041,893)β(2966,55)(87943,1)
10(880041,893)β(2966,55)2 = 720,2628 π = ππ΄ππ β π΄ππ΄π
π(π΄π2) β (π΄π)2=10(87943,1) β (2966,55)(2964,7)
10(880041,893) β (2966,55)2 = β1,4286 π = π + ππ₯
π = βπ, πππππΏ + πππ, ππππ
No πΏ πΏπ π ππ πΏπ
1 296,69 88024,9561 296,4 87852,96 87938,92 2 296,66 88007,1556 296,5 87912,25 8759,69 3 296,66 88007,1556 296,5 87912,25 8759,69 4 296,64 87995,2896 296,5 87912,25 87953,76 5 296,65 88001,2225 296,4 87852,96 87927,06 6 296,64 87995,2896 296,5 87912,25 87953,76 7 296,64 87995,2896 296,5 87912,25 87953,76 8 296,67 88013,0889 296,5 87912,25 87962,66 9 296,64 87995,2896 296,5 87912,25 87953,76 10 296,66 88007,1556 296,4 87852,96 87930,02 π΄ 2966,55 880041,893 2964,7 978944,6 87943,1
F. ANALISIS DATA DAN GRAFIK
Percobaan kali ini berjudul Analisis Hasil Pengukuran Massa Menggunakan Neraca Ohauss dan Neraca Digital yang bertujuan untuk menentukan hasil pengukuran massa dari tiga jenis neraca berbeda, membandingkan ketepatan dan ketelitian hasil pengukuran yang diperoleh, serta menganalisis hasil pengukuran. Pada percobaan kali ini menggunakan tiga jenis alat pengukuran massa yaitu neraca Ohauss 3 lengan, neraca Ohauss 4 lengan, dan neraca digital.
Langkah pertama yang dilakukan yaitu mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk percobaan pengukuran massa menggunakan alat ukur massa yaitu neraca ohauss 3 lengan, neraca ohauss 4 lengan, dan neraca digital. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu beban massa berupa bandul. Setelah itu, melakukan kalibrasi pada masing-masing alat ukur sesuai prosedur yang ada.
Kemudian, mengambil data pengukuran massa secara berulang sebanyak 10 kali untuk tiap objek yang ditentukan. Selanjutnya, melakukan pengolahan data.
Berdasarkan pengolahan data diperoleh hasil sebagai berikut.
Objek
Neraca Ohauss 3 Lengan NST π
π NST πΏΜ βπΏ KSR πΏΜ Β±ππΏ (gram) Bandul 1
0,1 0,05
98,92 0,3521 0,3559% (98,9 Β± 0,352) Bandul 2 197,83 0,3301 0,1668% (198 Β± 0,330) Bandul 3 296,3 0,1943 0,0655% (296,3 Β± 0,1943)
Objek
Neraca Ohauss 4 Lengan NST π
π NST πΏΜ ππΏ KSR πΏΜ Β±ππΏ (gram)
Bandul 1
0,01 0,005
98,764 0,01929 0,0195% (98,76 Β± 0,01929) Bandul 2 197,737 0,01829 0,00092% (197,7 Β± 0,01829) Bandul 3 296,655 0,01649 0,0055% (296,7 Β± 0,01650)
Tabel di atas menunjukkan nilai rata-rata (π), ketidakpastian mutlak (π₯π), ketidakpastian relatif (KSR), dan hasil terukur(π Β± π₯π) beban massa dari percobaan pengukuran massa menggunakan alat ukur massa secara berulang sebanyak 10 kali.
Dari tabel tersebut, dapat terlihat bahwa nilai π₯π dari hasil pengukuran 3 objek pada neraca digital tidak lebih besar dari (12NST) neraca digital, yaitu 0,05.
Objek
Neraca Digital NS
T
π
π NST πΏΜ ππΏ KSR πΏΜ Β±ππΏ (gram) Bandul 1
0,1 0,05
98,71 0,01048 0,0106% (98,71 Β± 0,01048) Bandul 2 197,51 0,05666 0,0286% (197,5 Β± 0,05666) Bandul 3 296,47 0,04830 0,000016% (296,5 Β± 0,04830)
Sedangkan, nilai π₯π dari hasil pengukuran 3 objek pada neraca ohauss 3 lengan dan neraca ohauss 4 lengan memiliki nilai π₯π yang lebih besar dari (12NST) masing-masing neraca, yaitu 0,05 dan 0,005. Hal ini menunjukkan bahwa neraca digital merupakan alat ukur yang memiliki kualitas lebih baik dibanding neraca ohauss 3 lengan maupun neraca ohauss 4 lengan. Sehingga, hasil pengukuran dari neraca digital memiliki ketepatan yang lebih baik dibanding neraca ohauss 3 lengan atau neraca ohauss 4 lengan. Maka dari itu, neraca digital dipilih sebagai alat ukur standar pada percobaan kali ini.
Selanjutnya kami melakukan perhitungan nilai error pengukuran dari neraca ohauss 3 lengan dan neraca ohauss 4 lengan. Dengan menggunakan nilai ketidakpastian dari neraca digital sebagai alat ukur standar, maka didapatkan nilai error yaitu:
Objek
Neraca Ohauss 3 Lengan Neraca Ohauss 4 Lengan Nilai Error Nilai Error
1 Bandul 34,162% 0,881%
2 Bandul 27,344% - 3,837%
3 Bandul 14,6% - 3,181%
Dari tabel diatas menunjukkan bahwa neraca ohausss 3 lengan menghasilkan nilai error lebih besar dibandingkan dengan neraca ohauss 4 lengan. Berikut diperoleh grafik hubungan alat ukur neraca terhadap nilai error hasil pengukuran.
Kemudian, berdasarkan perhitungan data yang telah dilakukan, diperoleh grafik kurva kalibrasi untuk neraca ohauss 3 lengan sebagai berikut dengan neraca digital sebagai alat ukur standar.
Berdasarkan grafik kurva kalibrasi neraca ohauss 3 lengan, dapat dilihat bahwa ketiga grafik tersebut memiliki garis linier negatif dengan persamaan regresi linier π = β0,0108π +99,774 untuk hasil pengukuran 1 bandul, π = β0,0846π +214,25 untuk hasil pengukuran 2 bandul, dan π = β0,0588π +313,9 untuk hasil pengukuran 3 bandul. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi terdapat hubungan negatif yang cukup kuat antara hasil pengukuran neraca ohauss 3 lengan dengan hasil pengukuran neraca digital. Hubungan ini menunjukkan bahwa pada saat hasil pengukuran alat ukur standar (neraca digital) menurun, hasil pengukuran neraca ohauss 3 lengan meningkat.
Sehingga, hasil pengukuran neraca ohauss 3 lengan kurang akurat dan tidak mendekati hasil pengukuran sebenarnya. Hal ini menandakan bahwa ada kesalahan dalam kalibrasi alat ukur. Hal ini juga dapat terjadi akibat kesalahan acak tidak terduga yang mempengaruhi hasil pengukuran, seperti ketidakstabilan lengan neraca akibat getaran/guncangan, pembebanan objek yang tidak merata, dan lain-lain.
Selanjutnya, diperoleh pula grafik kurva kalibrasi untuk neraca ohauss 4 lengan sebagai berikut dengan neraca digital sebagai alat ukur standar.
Berdasarkan grafik kurva kalibrasi neraca ohauss 4 lengan, dapat dilihat bahwa terdapat dua grafik yang memiliki garis linier positif yaitu pada pengukuran 1 bandul dan 2 bandul dengan persamaan regresi linier π =1,1111π β11,028 dan π = 1,4286π β84,971. Terdapat hubungan positif yang cukup kuat antara hasil pengukuran neraca ohauss 4 lengan dengan hasil pengukuran alat ukur standar (neraca digital). Hal ini menunjukkan bahwa terdapat kecocokan data antara hasil pengukuran neraca ohauss 4 lengan dengan neraca digital. Kecocokan data ini dapat diindikasikan hasil pengukuran neraca ohauss 4 lengan mendekati hasil pengukuran sebenarnya.
Selain itu, terdapat satu grafik yang memiliki garis linier negatif yaitu pada pengukuran 3 bandul dengan persamaan regresi linier π = β1,4286π +720,26. Hal ini menunjukkan bahwa pada pengukuran 3 bandul, terdapat hubungan negatif yang cukup kuat antara hasil pengukuran neraca ohauss 4 lengan dengan hasil pengukuran neraca digital. Hubungan ini menunjukkan bahwa pada saat hasil pengukuran alat ukur standar (neraca digital) menurun, hasil pengukuran neraca ohauss 4 lengan meningkat.
Hal ini menandakan bahwa ada kesalahan dalam kalibrasi alat ukur. Hal ini juga dapat terjadi akibat kesalahan acak tidak terduga yang mempengaruhi hasil pengukuran, seperti ketidakstabilan lengan neraca akibat getaran/guncangan, pembebanan objek yang tidak merata, dan lain-lain.
Dari hasil analisis dapat kita simpulkan bahwa hasil pengukuran neraca ohauss 4 lengan lebih linier terhadap hasil pengukuran neraca digital dibanding hasil pengukuran neraca ohauss 3 lengan terhadap hasil pengukuran neraca digital.
Sehingga, hal ini menunjukkan bahwa kalibrasi neraca ohauss 4 lengan lebih baik dibanding neraca ohauss 3 lengan.
G. PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN Pembahasan
Percobaan pengukuran massa menggunakan alat ukur massa neraca secara berulang sebanyak 10 kali telah dilakukan. Tujuan dilakukannya pengukuran secara berulang yaitu agar nilai sebenarnya (π0) dapat diketahui dengan lebih baik, maka π₯πsebaiknya lebih kecil dari (1
2Γ πππ) alat yang digunakan. Nilai ketidakpastian mutlak (π₯π)memberikan indikasi tentang seberapa baik suatu alat ukur dapat memberikan hasil pengukuran yang akurat. Semakin tinggi mutu alat ukur, semakin kecil nilai π₯π yang diperoleh. Dengan menggunakan alat ukur yang memiliki kualitas lebih baik, diharapkan hasil pengukuran menjadi lebih akurat. Oleh karena itu, ketidakpastian mutlak menyatakan tingkat ketepatan hasil pengukuran. Semakin kecil nilai ketidakpastian mutlak, semakin akurat hasil pengukuran yang diharapkan.
Perbandingan antara ketidakpastian mutlak dengan hasil pengukuran disebut ketidakpastian relatif (KSR) pada nilai x. Ketidakpastian relatif menyatakan tingkat ketelitian hasil pengukuran. Semakin kecil ketidakpastian relatif, semakin tinggi ketelitian yang dicapai pada pengukuran.
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa alat ukur yang memiliki ketelitian paling baik diantara tiga jenis neraca berbeda adalah neraca digital. Sehingga, dalam percobaan kali ini neraca digital dipilih sebagai alat ukur standar. Hal ini dikarenakan besarnya nilai πΎππ yang diperoleh dari pengukuran 3 objek tidak lebih besar dari 1
2Γ πππ neraca digital atau β€0.05.
Kemudian, berdasarkan analisis data, nilai error yang diperoleh dari neraca Ohauss 4 lengan lebih kecil dibandingkan dengan neraca Ohaus 3 lengan. Hal ini dikarenakan neraca Ohaus 4 lengan memiliki nilai NST yang lebih kecil yaitu 0,01 dibandingkan neraca Ohaus 3 lengan yaitu 0,1. Sehingga, neraca Ohauss 4 lengan memiliki ketelitian yang lebih baik dibandingkan dengan neraca Ohauss 3 lengan.
Semakin kecil nilai error yang dihasilkan, maka dapat dikatakan bahwa pengukuran yang dilakukan sangat dekat dengan nilai yang sebenarnya atau nilai yang diharapkan.
Nilai error kecil menunjukkan akurasi yang tinggi dalam pengukuran.
Selanjutnya, beradarkan kurva kalibrasi neraca ohauss 3 lengan dan neraca ohauss 4 lengan dapat diketahui bahwa neraca ohauss 4 lengan memiliki hasil kalibrasi yang lebih baik dibanding neraca ohauss 3 lengan. Sehingga, hasil pengukuran dari alat ukur neraca ohauss 4 lengan lebih mendekati hasil sebenarnya. Artinya, neraca ohauss 4 lengan lebih dapat diandalkan untuk pengukuran massa dibanding neraca ohauss 3 lengan.
Kesimpulan
1. Hasil pengukuran massa dari tiga neraca berbeda diperoleh sebagai berikut.
2. Neraca digital dijadikan alat ukur standar karena memiliki ketepatan dan ketelitian yang paling baik diantara tiga jenis neraca yang digunakan, yaitu neraca ohauss 3 lengan dan neraca ohauss 4 lengan.
3. Neraca ohauss 4 lengan memiliki ketelitian yang lebih baik dibandingkan dengan neraca ohauss 3 lengan.
4. Neraca ohauss 4 lengan menghasilkan nilai error yang lebih kecil dibandingkan dengan neraca ohauss 3 lengan.
5. Semakin kecil nilai error yang dihasilkan, maka pengukuran yang dilakukan semakin mendekati nilai sebenarnya atau nilai yang diharapkan.
6. Semakin kecil nilai ketidakpastian mutlah (π₯π) yang diperoleh dari Β½ NST alat yang digunakan, semakin baik suatu alat ukur dapat memberikan hasil pengukuran yang akurat.
Objek Percobaan
Alat Ukur Neraca Ohauss 3
Lengan
Neraca Ohauss 4 Lengan
Neraca Digital
1 Bandul
1 99,2 98,76 98,7
2 99,4 98,77 98,7
3 98,6 98,75 98,7
4 98,8 98,78 98,7
5 98,9 98,75 98,7
6 98,2 98,76 98,7
7 98,9 98,78 98,7
8 98,8 98,78 98,8
9 99,2 98,76 98,7
10 99,2 98,75 98,7
2 Bandul
1 198 197,72 197,5
2 198,2 197,73 197,5
3 197,5 197,76 197,5
4 198,4 197,70 197,4
5 197,8 197,76 197,5
6 197,4 197,74 197,6
7 198,0 197,74 197,5
8 197,5 197,75 197,5
9 197,6 197,74 197,5
10 197,9 197,73 197,5
3 Bandul
1 296,5 296,69 296,4
2 296,3 296,66 296,5
3 296,1 296,66 296,5
4 296,6 296,64 296,5
5 296,1 296,65 296,4
6 296,1 296,64 296,5
7 296,3 296,64 296,5
8 296,4 296,67 296,5
9 296,1 296,64 296,5
10 296,5 296,66 296,4
DAFTAR PUSTAKA
Azwar, S. (2007). Reliabilitas dan validitas (edisi ke-3). Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Fidiantara, F., Fuadi, H., Ilahi, W. B., & Jamaluddin, J. (2021).
Karakteristik/Spesifikasi Alat Laboratorium Fisika dan Cara Penggunaanya pada Mahasiswa S1 Jurusan Pendidikan MIPA FKIP Universitas Mataram. Jurnal Pengabdian Magister Pendidikan IPA, 4(2).
Faradiba, F. (2020). BUKU MATERI PEMBELAJARAN METODE PENGUKURAN FISIKA.
Hidayani, S., Jamaluddin, J., & Ramdani, A. (2021). pemanfaatan hasil pengembangan instrumen untuk penilaian literasi sains peserta didik pada mata pelajaran IPA di SMPN 2 Mataram. Jurnal Pengabdian Magister Pendidikan IPA, 4(1), 0-4.
Mukhlis, M. (2017). Pembelajaran Model Inquiri Terbimbing Pada Materi Besaran Dan Satuan Untuk Meningkatkan Keterampilan Generik Sains Dan Hasil Belajar Mahasiswa. Lantanida Journal, 5(1), 29-41.
Nedis, A. (2019). Pengaruh Model Pembelajaran Guided Discovery Terhadap Keterampilan Proses Sains Peserta didik Pada Materi Pengukuran Di Kelas X SMAN Teupah Barat (Doctoral dissertation, UIN Ar-Raniry Banda Aceh).
Putra, I. G. (2014). Perancangan Dan Penerapan Neraca Digital Untuk Percobaan Menentukan Massa Jenis Zat Padat. Inovasi Fisika Indonesia, 3(3).
Saputra, A., Junaidi, J., Supriyanto, A., & Surtono, A. (2022). Desain dan Realisasi Alat Ukur Massa (Neraca Digital) Menggunakan Sensor Load Cell Berbasis Arduino.
Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika, 10(2), 159-168.
Sulistiadji, K., & Pitoyo, J. (2009). Alat Ukur dan Instrumen Ukur. BBP Mektan, Serpong.
Yandra, E. F., Lapanporo, B. P., & Jumarang, M. I. (2016). Rancang bangun timbangan digital berbasis sensor beban 5 Kg menggunakan mikrokontroler Atmega328. Positron, 6(1).