Pengukuran dan Ketidakpastian Pengukuran

PENGUKURAN DAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN (Laporan Praktikum Fisika Dasar)

Oleh kelompok 5 Galih Kuncoro Jati

2014071036

LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

2020

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Pengukuran dan Ketidakpastian Pengukuran Hari, Tanggal : 19 Oktober 2020

Tempat : Sumberrejo, Kecamatan Kotagajah

Nama : Galih Kuncoro Jati

NPM : 2014071036

Kelompok : Kelompok 5

Jurusan : Teknik Pertanian

Fakultas : Pertanian

Bandar Lampung, 18 Okotober 2020 Mengetahui

Asisten Dosen

Tefania Bunga NPM.

I . PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengukuran merupakan suatu hal sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari, mulai dari tukang jahit mengukur kain, tukang bangunan yang mengukur mengunakan meteranya, sampai pedagang yang sedang menimbang barang jualanya. Pengukuran sendiri dilakukan untuk membandingkan sutau besaran dengan besaran jenis lain yang dipergunakan sebagai satuannya. Pengukuran tersebut tentu juga pernah atau akan mengalami kesalahan, jika kita tidak memperhatikan ketentuan-ketentuan untuk melakukan pengukuran tersebut, sehngga menimbulkan ketidakpastian dalam pengukuran. Adanya ketidakpastian dalam pengukuran tersebutlah, diperlukan ketelitian tinggi agar dapat

meminimalisir kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam pengukuran.

Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian.Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara lain adanya nilai skala terkecil (NST), kesalahan kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan paralaks,fluktuasi parameter pengukuran, dan lingkungan yang saling mempengaruhi serta tingkat

keterampilan pengamat yang berbeda beda. Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran.Beberapa panduan bagaimana cara memperoleh hasil pengukuran seteliti mungkin diperlukan dan bagaimana cara melaporkan ketidakpastian yang menyertainya (Tipler, Paul A. 2001)

demikian amat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya. Beberapa panduan bagaimana cara memperoleh hasil pengukuran seteliti mungkin diperlukan dan bagaimana cara melaporkan ketidakpastian yang menyertainya. Oleh karena dalam praktikum kali ini kita akan mengukur benda-benda di sekitar kita.

Praktikum dilakukan di rumah mahasiswa masing-masing dikarenakan pendemi covid 19. Keterbatasan alat yang digunakan tidak mengurangi semangat kita dalam praktikum pengukuran dan ketidakpastian pengukuran.

1.2 Tujuan

Tujuan diadakannya praktikum ini adalah:

1. Mengenal dan dapat menggunakan alat ukur dasar dalam fisika 2. Mampu menentukan ketidakpastian pada pengukuran berulang 3. Dapat mengolah data hasil pengukuran

\

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengukuran

Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dengan lain yang telah ditetapkan sebagai standar pengukuran. Alat bantu dalam proses pengukuran disebut alat ukur. Alat ukur dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak, misalnya alat ukur panjang (mistas, jangka sorong, dan mikrometer sekrup), alat ukurmassa, alat ukur waktu, dan alat ukur suhu,dll (Sasmito,2010).

2.2 Istilah-Istilah Pengting Dalam Pengukuran

Dalam membahas ketidakpastian pengukuran biasa digunakan istilah- istilah alat ukur (instrument), ketelitian (accuracy), ketepatan (precision), kepekaan atau sensitivitas (sensitivity), resolusi, dan kesalahan (error).

Istilah-istilah tersebut diartikan dan dipahami sebagai berikut ini.

1. Alat ukur (instrument), yaitu alat yang digunakan untuk mengukur.

Pada dasarnya apa pun dapat digunakan sebagai alat ukur, misalnya pensil dapat digunakan untuk mengukur panjang meja. Namun, dalam teknik pengukuran ciri pokok dari sebuah alat ukur (instrument) adalah adanya skala untuk menunjukkan hasil ukur. Skala ini terkadang

dilengkapi dengan berbagai alat penunjuk, misalnya jarum dan penunjuk.

2. Ketelitian (accuracy), yaitu kemampuan alat ukur untuk memberikan hasil ukur yang mendekati nilai yang sebenarnya.

3. Ketepatan (precision), yaitu kemampuan alat ukur untuk memberikan hasil yang mendekati atau mirip satu sama lain bila dilakukan

pengukuran berulang.

itivitas (sensitivity), yaitu perbandingan antara sinyal keluaran atau tanggapan alat ukur terhadap perubahan sinyal masukan atau perubahan variabel yang akan diukur.

5. Resolusi (resolution), yaitu perubahan terkecil dari masukan atau

4. sensvariabel yang akan diukur, yang masih dapat direspon atau ditanggapi oleh alat ukur.

6. Kesalahan (error), yaitu penyimpangan hasil ukur terhadap nilai yang sebenarnya. (Drs. Sutrisno, M.Pd.)

2.3 Ketidakpastian Pengukuran

Ketidakpastian bersistem akan menyebabkan hasil yang diperoleh menyimpang dari hasil sebenarnya yang berasal dari alat. Sumber ketidakpastian pengukuran:

1. Kesalahan kalibrasi, cara memberi skala nilai pada saat pembuatan alat ukur yang tidak tepat sehingga setiap digunakan ketidakpastian akan muncu.

2. Kesalahan titik nol, yaitu kesalahan ketika titik nol skala berhimpit dengan titik nol jarum penunjuk alat ukur.

3. Kelelahan alat ukur dikarenakan sering digunakan.

4. Gesekan juga mempengaruhi karena dapat menggeser posisi ukuran.

5. Kesalahan pralaks yaitu kesalahan baca karena arah pandang mata.

6. Keadaan saat kerja sangat berpengaruh terutama cahaya (Herman,2014)

Telah disepakati bahwa sebuah pengukuran akan selalu menghasilkan dan disertai dengan ketidakpastian. Ketidakpastian ini menyatakan seberapa besar simpangan hasil ukur dari nilai benar yang seharusnya. Apabila sebuah variabel fisis dinyatakan dengan x dan ketidakpastian pengukuran dengan x, maka hasil sebuah pengukuran variabel harus dituliskan dengan cara:

terbaik. x terbaik adalah hasil ukur yang terbaca pada alat. Jika kita melakukan pengukuran secara berulang-ulang untuk x, maka dari teori statistik xterbaik adalah rata-rata pengukuran. (Artoto Arkundato, 2018)

2.4 Standar Deviasi Hasil Pengukuran

Pengamatan dilakukan n kali pengukuran dari besaran x dan pada akhirnya terkumpul data x1, x2, x3 ...,xn. Standar deviasi adalah nilai statistikyang digunakan untuk menentukan bagaimana sebaran dan dalam sampel, dan seberapa dekat titik data individu ke mean atau rata-rata nilai sampel. Sebuah standar deviasi dari kumpulan data sama dengan nol menunjukan bahwa semua nilai-nilai dalam himpunan tersebut adalah sama (Sutarno 2009)

III. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari selasa tanggal 20 Oktober 2020 di rumah mahasiswa masing-masing,Kampung Sumberrejo,Kecamatan Kotagajah, Kabupaten Lampung Tengah.

3.2. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah jas laboratorium, penggaris, buku panduan praktikum, alat tulis, kalkulator. Sedangkan bahan yang digunakan adalah balok, buku, kotak pensil, papan, dan kardus.

3.3 Prosedur Kerja

Prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum ini adalah:

1. Siapkan alat dan barang yang akan digunakan dalam praktikum 2. Lakukan pengukuran dengan bahan yang telah kita siapkan

3. Ukurlah bagian panjang, setiap benda kemudian dilanjutkan lebar dan tinggi

4. Lakukan pengukuran 5 kali percobaan untuk mendapatkan hasil seakurat mungkin

5. Setelah mendapatkan hasil pengukuran catatlah dalam tabel 6. Dari data yang telah kita dapatkan hitunglah volume setiap benda

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Table hasil buku

I

Panjang (cm) Lebar (cm) Tinggi (cm)

xi xi -

x

^{(xi -}

x

)² xi xi -

x

^{(xi -}

x

₎^{2 xi}

xi -

x

(xi -

x

)²

1 21,0 -0,1 0,01 14,1 0 0 1,5 0 0

2 21,1 0 0 14,1 0 0 1,5 0 0

3 21,1 0 0 14,1 0 0 1,5 0 0

4 21,2 0.1 0,01 14,0 -0.1 0,01 1,5 0 0

5 21,1 0 0 14,2 0,1 0,01 1,5 0 0

 (jumlah) 105,5 0 0,02 70,5 0 0,02 7,5 0 0

x

_(nilai

rata-rata) 21,1 0 0,004 14,1 0 0,004 1,5 0 0

Table hasil kotak pensil

I

Panjang (cm) Lebar (cm) Tinggi (cm)

xi xi -

x

^{(xi -}

x

)² xi xi -

x

^{(xi -}

x

₎^{2 xi}

xi -

x

(xi -

x

)²

1 19,5 0 0 8 -01 0,01 3,5 0 0

2 19,5 0 0 8,1 0 0 3,6 0,1 0,01

3 19,4 -0,1 0,01 8,2 0,1 0,01 3,5 0 0

4 19,5 0 0 8 0 0 3,5 0 0

5 19,6 0,1 0,01 8,2 0,1 0,01 3,4 -0,1 0,01

 (jumlah) 97,5 0 0,02 40,5 0,1 0,03 17,5 0 0,02

x

_(nilai

rata-rata) 19,5 0 0,004 8,1 0,02 0,006 3,5 0 0,004

Table hasil papan

I

Panjang (cm) Lebar (cm) Tinggi (cm)

xi xi -

x

^{(xi -}

x

)² xi xi -

x

^{(xi -}

x

₎^{2 xi}

xi -

x

(xi -

x

)²

1 32 -0,04 0,0016 15 -0,04 0,0016 1,5 0 0

2 32 -0,04 0,0016 15,1 0,06 0,0036 1,5 0 0

3 32,1 0,06 0,0036 15 -0,04 0,0016 1,5 0 0

4 32,1 0,06 0,0036 15,1 0,06 0,0036 1,5 0 0

5 32 -0,04 0,0016 15 -0,04 0,0016 1,5 0 0

 (jumlah) 160,2 0 0,0120 75,2 0 0,0120 7,5 0 0

x

_(nilai

rata-rata) 32,04 0 0,0024 15,04 0 0,0024 1,5 0 0

Table hasil balok

I

Panjang (cm) Lebar (cm) Tinggi (cm)

xi xi -

x

^{(xi -}

x

)² xi xi -

x

^{(xi -}

x

₎^{2 xi}

xi -

x

(xi -

x

)²

1 25 -0,04 0,0016 11,5 0 0 7 -0,06 0,0036

2 25,1 0,06 0,0036 11,5 0 0 7,1 0,04 0,0016

3 25,1 0,06 0,0036 11,6 -0,1 0,01 7 -0,06 0,0036

4 25 -0,04 0,0016 11,5 0 0 7,1 0,04 0,0016

5 25 -0,04 0,0016 11,4 0,1 0,01 7,1 0,04 0,0016

 (jumlah) 125,2 0 0,0120 57,5 0 0,02 35,3 0 0,0120

x

_(nilai

rata-rata) 25,04 0 0,0024 11,5 0 0,004 7,06 0 0,0024

Table hasil kardus

I

Panjang (cm) Lebar (cm) Tinggi (cm)

xi xi -

x

^{(xi -}

x

)² xi xi -

x

^{(xi -}

x

₎^{2 xi}

xi -

x

(xi -

x

)²

1 14 -0,04 0,0016 11 -0,08 0,0064 12,5 0 0

2 14,1 0,06 0,0036 11,1 0,02 0,0004 12,4 -0,1 0,01

3 14,1 0,06 0,036 11,1 -0,08 0,0064 12,5 0 0

4 14 -0,04 0,0016 11,1 -0,08 0,0064 12,5 0 0

5 14 -0,04 0,0016 11,1 -0,08 0,0064 12,6 0,1 0,01

 (jumlah) 70,2 0 0,0120 55,4 -0,36 0,026 62,5 0 0,02

x

_(nilai

rata-rata) 14,04 0 0,0024 11,08 -0,064 0,0052 12,5 0 0,004

4.2 Pembahasan

Berdasarkan hasil praktikum ini, mengunakan penggaris di dapatkan hasil yang telah tertera di tabel. Dari data yang didapatkan satiap benda akan dihitung berapa nilai ketidakpastian dalam pengukuran menggunakan rumus

x =

√ ^∑

^i=1n(n−1

⁽

^{Xi− ¯)X}

⁾

²

Sedangkan untuk pengukuran volume didapatkan dengan mengalikan tinggi, lebar dan panjang setiap benda yang diukur. Menggunakan rumus

Dan rumus ketidakpastiannya adalah :

Sehingga bisa dituliskan

V

_{ V}

Ketidakpastian Hasil Pengukuran Tunggal

Pengukuran tunggal adalah pengukuran yang dilakukan hanya satu kali saja, apa pun alasannya. Hasil pembacaan skala yang dapat diketahui dengan pasti adalah hanya sampai kepada skala terkecilnya saja, sedangkan

selebihnya adalah hanya terkaan atau taksiran saja, dan ini bersifat sangat subjektif sehingga pantas diragukan. (Drs. Sutrisno, M.Pd)

Ketidakpastian Hasil Pengukuran Berulang

Bila pengukuran dilakukan berulang (lebih dari satu kali) maka hasil pengukuran dan ketidakpastiannya haruslah ditentukan berdasarkan semua hasil ukur yang telah diperoleh, sedangkan semua hasil pengukuran itu hendaknya mencerminkan sampel data dari objek ukur. Untuk mengolah data hasil pengukuran seperti itu dapat digunakan analisis statistik. Agar cara-cara statistik yang digunakan dan keterangan (interpretasi) yang diberikannya bermanfaat, diperlukan jumlah pengukuran yang banyak, dan ketidakpastian yang terjadi harus lebih kecil dari ketidakpastian acaknya. Pengolahan data hasil pengukuran berulang ini akan melibatkan pengertian-pengertian nilai rata-rata (arithmetic mean), simpangan terhadap nilai rata-rata,

simpangan rata-rata (average deviation), dan deviasi standar. (Drs. Sutrisno, M.Pd)

Melaporkan hasil pengukuran dengan cara ini x = (

x

 V) satuan disebut penulisan dalam bentuk ralat mutlak ( x ). Ketidakpastian mutlak seperti telah kita singgung sebelumnya, adalah berkaitan erat dengan ketepatan pengukuran, yaitu:“Makin kecil ketidakpastian mutlak ( x ) yang dapat dicapai, maka makin tepat hasil pengukuran yang dilakukan”. (Artoto Arkundato, 2018)

V. KESIMPULAN

Kesimpulan dari praktikum ini yaitu

1. Lebih mengenal proses pengukuran dan alat yang digunakan dalam pengukuran seperti jangka sorong walaupun hanya melalui media vidio 2. Ketidakpastian pada pengukuran berulang dapat ditentukan pengukuran sebanyak N kali. Nilai terbaik untuk menggantikan nilai benar X0 nilai terbaik rata-rata dari data yang diperoleh.

3. Data hasil pengukuran menghasilkan nilai volume, standar deviasi, panjang rata-rata, lebar rata-rata, tinggi rata-rata, selisih panjang, selisih lebar, dan selisih tinggi.

1.

DAFTAR PUSTAKA

Sutrisno. Pengukuran 2. Universitas Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga. Yogyakarta.

Arkundato, Artoto. 2018. Ketidakpastian dan Pengukuran. Universitas Jember. Jawa Timur

Herman,asisten LFD. 2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Unit Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA UNM . Makasar.

Sasmito. 2010. Pengukuran, Besaran, dan Satuan. Jakarta: Erlangga

Sutarno. 2009. Fisika untuk mahasisw.Bandung : Pustak Media

Tepler, Paul. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Kedua Jilid 2.

Jakarta : Erlangga.

LAMPIRAN

Gambar 1. Buku

Gmabar 2. Kotak pensil

Gambar 3. Papan

Gambar 4. Balok

Gambar 5. Kardus