MATERI FISIKA Fase E (Kelas X) TAHUN AJARAN 2022-2023

MATERI FISIKA Fase E (Kelas X)

TAHUN AJARAN 2022-2023

1

.

Bahan Bacaan Guru dan Peserta Didik

Materi Hakikat Fisika, Metode Ilmiah, keselamatan kerja di Laboratorium HAKIKAT FISIKA

Fisika adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan alam yang sifatnya fundamental bagi teknologi. Ilmu fisika juga memiliki makna utama atau hakikat yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Hal tersebut membuat ilmu fisika mendasari berbagai teknologi modern manusia bersamaan dengan perkembangan peradaban.Misalnya kelistrikan dan perangkat elektronik yang digunakan dalam berbagai bidang kehidupan manusia. Dilansir dari Lumen Learning, fisika adalah ilmu alam yang mempelajari materi serta geraknya melalui ruang dan waktu, bersama dengan konsep terkait energi dan gaya. Lebih luasnya fisika mempelajari alam, mencakup bagaimana alam semesta berperilaku dan interaksi yang terjadi di dalamnya.

Sains (“Science”) atau (Scienta) artinya Pengetahuan. Sains adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala alam melalui : Pengamatan, Eksperiment dan Analisis. Sains disebut juga sebagai Ilmu Pengetahuan Alam. Fisika adalah salah satu cabang Sains yang mempelajari gejala alam /fenomena alam dan interaksi yang menyertainya. FISIKA berkaitan dengan Matematika

Hakikat Fisika Merupakan Hakikat Sains yaitu : 1. Fisika Sebagai Produk

2. Fisika sebagai Proses 3. Fisika sebagai Sikap

1. Fisika Sebagai Produk

Hasil penemuan dari berbagai penyelidikan dikumpulkan dan disusun secara sistematis menjadi sebuah kumpulan pengetahuan yang kemudian disebut Produk Fisika.

Fisika didefiniskan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari materi dan energi serta interaksi antara keduanya.

Fisika sebagai Produk meliputi : a. Fakta

Suatu kenyataan atau keadaan yang sesungguhnya dari suatu benda/fenomena yang terjadi di alam.

Contoh :

mengapa besi bisa berkarat apa faktor penyebabnya

b. Konsep

Konsep adalah abstraksi dari berbagai kejadian, objek, fenomena, dan fakta. Konsep memiliki 5 unsur yaitu nama, definisi, atribut, nilai, value.

Contoh : partikel partikel dari suatu benda yang berwujud padat, cair dan gas sepertri gambar dibawah ini

c. Prinsip

Prinsip adalah Pola Umum atau generalisasi dari hubungan antara fakta dan konsep Contoh : Besi di panasi hingga mencapai suhu tinggi maka besi tesebut memuai

d. Hukum

Hukum adalah Prinsip-prinsip khusus atau spesifik yang diterima secara meluas setelah dilakukan pengujian berulang kalidan kebenarannya telah diakui dan didukung dengan bukti bukti ilmiah.

Contoh : Hukum Newton baik Hukum I Newton, Jukum II Newton, Hukum III Newton beserta soal- soalnya

e. Rumus

Rumus adalah Pernyatan matematis dari suatu fakta, konsep, prinsip, hukum, dan teori.

Contoh : Rumus percepatan gravitasi antara benda A dan B sesuai gambar dibawah ini adalah

2

. r

m g  m

^{A B}

f. Model

Teori adalah Untuk membantu memahami fenomena alam,juga berguna untuk memahami suatu teori. Contoh model gerhana planetarium Pendidikan seperti gamabar dibawah ini dapat digunakan untuk menjelaskan terjadinya gerhana matahari, gerhana bulan, terjadinya siang/malam, bumi pada periode Revolusinya pada Matahari.

2. Fisika Sebagai Proses

Fisika sebagai proses merupakan proses yang memberi gambaran tentang berbagai kegiatan penemuan yang dilakukan para ilmuan untuk menyusun ilmu pengetahuan. Fisika sebagaipProses berkaitan dengan fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan publikasi.

Indikator Fisika sebagai Proses : a. Mengamati (Observasi) b. Mengklasifikasi c. Mengukur

d. Mengajukan pertanyaan e. Merumuskan Hipotesis f. Merumuskan masalah g. Menginterpretasi h. Berkomunikasi 3. Fisika sebagai Sikap

Sikap ilmiah yang harus dimiliki oleh seorang ilmuwan yaitu :

a. Rasa ingin tau, suka bertanya pada objek/suatu peristiwa, serta peduli terhadap lingkungan b. Sikap teliti dalam pengambilan data agar menghasilkan data akurat

c. Bersifat objektif/jujur ketika sedang mengamati, melihat/merasakan hal yang berkaitan percobaannya.

d. Bertanggung jawab dari hasil penelitiannya

e. Dalam membuat kesimpulan seorang ilmuwan tidak tergesa-gesa sehingga diperlukan pemikiran yang kritis dan kreatif

f. Pikiran terbuka, menghargai pendapat orang lain atau menghargai hasil penelitian orang lain

g. Harus memiliki sikap tekun dan tidak putus asa dalam melakukan penelitian dalam menghadapi kendala atau kegagalan

Metode Ilmiah/Prosedur Ilmiah

Metode Ilmiah Adalah suatu cara sistematis yang digunakan untuk mengembangkan dan menemukan suatu ilmu pengetahuan berdasarkan bukti-bukti nyata Menurut wikipedia metode ilmiah adalah tata cara atau sebuah prosedur untuk memecahkan suatu masalah tertentu oleh ilmuwan atau akademis

Selain itu suatu metode ilmiah perlu dilakukan uji kembali oleh peneliti lain, melalui berbagai kriteria, kondisi, dan proses yang sama sehingga hasil yang diperoleh nantinya dapat sesuai dengan penelitian sebelumnya.

KESELAMATAN KERJA DILABORATORIUM

Pelajaran fisika merupakan pelajaran yang membutuhkan verifikasi, pembuktian melalui praktikum.Hal ini menunjukkan betapa pentingnya peranan laboratorium untuk mencapai tujuan pendidikan fisika.

Keselamatan kerja di laboratorium harus dipahami dengan baik. Sebab jika abai terhadap prosedur kerja di lab bisa membahayakan diri sendiri dan orang lain.

Adapun hal-hal yang harus diperhatikan saat bekerja di laboratorium agar ketika bekerja didalam laboratorium berjalan dengan aman :

A. Ikuti semua petunjuk yang telah dituliskan dengan tepat

B. Lakukan eksperiment yang telah dilakukan oleh guru. Jika kita mengalami kesulitan selalu bertanya dan meminta bantuan kepada guru atau petugas laboratorium

C. Lindungi diri kita dengan menggunakan perlengkapan seperti gambar berikut :

D. Hati-hati untuk tidak menunmpahkan zat-zat kimia dilaboratorium. Jika ada zat kimia yang

tumpah, segera tanyakan kepada guru atau petugas laboratorium mengenai prosedur untuk membersihkan tumbahan tersebut.

E. Hindari pencampuran zat-zat kimia yang berbeda tanpa bertanya atau perintah dari guru.

F. Cuci tangan anda sebelum dan susdah bekerja di laboratorium G. Jangan makan dan minum di dalam laboratirum

H. Bersihkan meja kerja setelah melakukan eksperiment dan letakkan kembali alat-alat yang digunakan pada tempat semula

I. Pastikan tangan anda selalu kering saat memasang kabel listrik agar terhindar dari sengatan listrik J. Jangan menghubungkan banyakperalatan listrik pada stopkontak

LAMBANG LAMBANG BAHAYA YANG PERLU DIPERHATIKAN

LAMBANG Keterangan Contoh zat

Flammable(Mudah terbakar) Bahan ini mudah menyala danterbakar, hindarkan dari nyala api dan panas

Bensin, korosin, dan alkohol

Explosive(Mudah meledak) Bahan ini mudah meledak jikaterkena panas dan api

Ammonium Nitrat ,Campuran Hidrogen DanOksigen

Corrosive( Korosif) Bahan ini dapat

membunuh jaringan hidup dan dapatmenyebabkan kebakaran

Asam Klorida, Alkali, Asam Sulfat, dan asam nitrat

Harmful Irritant(Bahan Iritasi) Bahan ini dapat

menyebabkaniritasi pada kulit, mata dantenggorokan. Hindari menghirupuap bahan ini Toxic(Bahan Beracun) Bahan ini sangat berbahaya karenadapat meracuni tubuh ketika ditelan,dihirup dan meresap dikulit

Sianida, metanol, klorin

Radioaktif Bahan radioaktif

mengandungradiasi yang sangat berbahaya bagimanusia .

Uranium, plutonium

Oxidizing(Pengoksidasi) Oksidator dapat membakar bahanlain, penyebab timbulnya api atau penyebab sulitnya pemadaman api

Hidrogen peroksida, Kalium perklorat

2

..

Materi besaran fisika, satuan, dan Dimensi

Besaran, satuan, dan Dimensi

A. BESARAN FISIKA

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka serta memiliki satuan Sedangkan, berdasarkan jenis satuannya, besaran dikelompokkan menjadi dua, yaitu sebagai berikut:

a. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan lebih dahulu dan tidak tersusun atas besaran lain. Besaran pokok terdiri atas tujuh besaran. Tujuh besaran pokok dan satuannya berdasarkan sistem satuan internasional (SI) sebagaimana yang tertera pada tabel berikut:

Tabel Besaran Pokok dan Satuannya

Sistem satuan internasional (SI) artinya sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku secara internasional.

Satuan haruslah tetap, artinya tidak berubah-ubah terhadap perubahan waktu, tempat. atau keadaan lainnya. Berikut ini adalah penetapan satuan besaran pokok yang berlaku saat ini : 1. .Satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1 299792458

sekon (ditetapkan tahun 1983).

2. Satu kilogram adalah massa sebuah silinder logam yang terbuat dari Platina Iridium yang disimpan pada Lembaga Internasional tentang berat dan ukuran di Sevres, Perancis (ditetapkan tahun 1887).

3. Satu sekon adalah waktu yang diperlukan sebuah atom Cesium 133 untuk bergetar

sebanyak 9 192 632 770 kali (ditetapkan tahun 1967).

4. Satu ampere adalah kuat arus pada dua penghantar sejajar yang berjarak 1 meter di hampa u-dara sehingga menimbulkan gaya sebesar 2x10-7 newton setiap meter (ditetapkan tahun 1948).

5. Satu Kelvin adalah 1 273,16 kali suhu titik tripel air (ditetapkan tahun 1954).

6. Satu candela adalah intensitas cahaya suatu sumber yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540x1012Hertz dengan intensitas radiasi sebesar 1 683 watt per steradian dalam arah tersebut (ditetapkan tahun 1979).

7. Satu mol adalah jumlah atom karbon dalam 0,012 kg karbon-12 (C-12). Satu mol terdiri atas 6,025x1023 buah partikel. Nilai ini disebut bilangan Avogadro (ditetapkan tahun 1971)

b. Besaran Turunan

Besaran turunan merupakan kombinasi dari satuan-satuan besaran pokok. Contoh besaran turunan adalah luas suatu daerah persegi panjang. Luas sama dengan panjang dikali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan satuan panjang.

Perhatikan tabel besaran turunan, satuan dan dimensi di bawah ini.

B. SATUAN FISIKA

Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang digunakan untuk mengukur. Jenis jenis satuan yaitu:

a. Satuan Baku

Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara internasional atau disebut dengan satuan internasional (SI).

Contoh: meter, kilogram, dan detik.

Sistem satuan yang digunakan dalam fisika adalah sistem MKS atau Sistem Internasional (SI).

Satuan-satuan seperti : inchi, kaki, yard, pound, libus, mil, depa, hasta dan lain-lain tidak digunakan, walaupun dalam teknik atau kehidupan sehari-hari masih dijumpai. Berikut ini adalah tabel konversi satuan-satuan bukan SI.

Tabel Satuan Satuan bukan SI

Satuan konversi

1 mil 1 yard

1 feet 1 inci 1 ton 1 kuintal

1760 yard 3 feet 12 inci 2,54 cm 907,2 kg 100 kg

1 ons (oz) 1 pon (lb)

1 slug 1 tahun

1 hari 1 jam 1 menit

0,02835 kg 0,4536 kg

14,59 kg 3,156 x 10⁷ detik 8,640 x 10⁴ detik

3600 detik 60 detik.

Dalam sistem satuan selain MKS dikenal pula sistem cgs (centimeter gram sekon).Misalnya : satuan gaya untuk MKS adalah kg ms^-2 (atau biasa disingkat newton) dan dalam cgs adalah gr cm s^-2 (atau disingkat dyne).

Berikut ini adalah konversi satuan-satuan yang sering dipakai dalam fisika.

 1 dyne = 10^-5 newton

 1 erg = 10^-7 joule

 1 kalori = 0,24 joule

 1 kWh = 3,6 x 10⁶ joule

 1 liter = 10^-3 m³ = 1 dm³

 1 ml = 1 cm³ = 1 cc

 1 atm = 1,0¹³ x 10⁵ pascal

 1 gauss = 10^-4 tesla

Keunggulan sistem SI di antaranya adalah tersedianya awalan-awalan tertentu (seperti : senti, kilo, mili, mikro, mega dan lain-lain) untuk menyatakan hasil pengukuran yang sangat besar atau sangat kecil. Contoh : 10.000 meter atau 10⁴ m cukup ditulis 10 km, ^10000005 farad atau 5.10^–6 farad cukup ditulis 5 µf.

Tabel Menyatakan awalan-awalan dalam SI.

Awalan singkatan nilai

Eksa E 10¹⁸

peta P 10¹⁵

tera T 10¹²

giga G 10⁹

mega M 10⁶

kilo K 10³

hekto h 10²

deka da 10¹

desi d 10^–1

senti c 10^–2

mili ml 10^–3

mikro µ 10^–6

nano n 10^–9

piko p 10^–12

femto f 10^–15

atto a 10^–18

c. Notasi Ilmiah

Penulisan sepuluh berpangkat pada contoh di atas disebut notasi ilmiah atau penulisan baku

atau notasi pangkat 10. Format penulisannya adalah a x 10ⁿ, dengan ketentuan 0< a <10

Contohnya jarak bumi ke bulan 384.000.000 m ditulis 3,84 x 108 m, tidak boleh ditulis 38,4 x 10⁷ m atau 0,384 x 10⁹ m walaupun ketiga penulisan tersebut bernilai sama.

Contoh soal :

1. Massa seekor nyamuk 0,00002 kg, tuliskan dalam notasi ilmiah!

Penyelesaian:

0,000021 kg ditulis 2,1 x 10^-5 kg.

2. Massa elektron adalah 910 x 10-33 kg, nyatakan dalam notasi ilmiah yang benar!

Penyelesaian: 910 x 10^-33 kg ditulis 9,1 x 10^-31 kg. (catatan: Ketika mantisanya diubah menjadi lebih kecil maka ordenya diperbesar)

d. Dimensi besaran fisika

Dalam fisika, dimensi mempunyai arti khusus, yaitu lambang atau simbol yang digunakan untuk menyatakan suatu besaran tersusun dari besaran-besaran pokok.

Ada 2 macam dimensi yaitu :

1. Dimensi primer (Dimensi besaran pokok)

2. Dimensi skunder (Dimensi besaran turunan)

3

Materi alat ukur jangka sorong, mikrometer skrup

Alat Ukur Panjang

Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran sejenis yang dijadikan acuan.

Misalnya mengukur panjang tongkat dengan mistar. Yang dibandingkan adalah panjang tongkat dengan panjang mistar. Yang dijadikan acuan adalah mistar

Pengukuran panjang benda dapat dilakukan dengan meteran, mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup.

A. Mistar

Mistar mempunyai nilai skala terkecil (NST) 1 mm atau 0,1 cm. Beberapa mistar dibuat salah satu bagian pinggirnya tipis untuk mengurangi kesalahan paralaks

B. Jangka Sorong

Jangka sorong dalam industri permesinan sangat penting karena alat ukur panjang ini mempunyai tingkat ketelitian yang tinggi/akurat dan keistimewaan yang lain. Dalam penggunaannya jangka sorong dapat digunakan untuk mengkur panjang, diameter dalam dan luar serta kedalaman. Tingkat ketelitian jangka sorong selalu mengalami perkembangan dari tahun ke tahun mulai dari 0,5 mm, 0,1 mm, 005 mm dan sekarang yang banyak digunakan daat mencapai 0,02 mm. tingkat ketelitian jangka sorong atau skala terkecil disebut skala Nonius.

Untuk lebih jelasnya kita lihat gambar jangka sorong dibawah ini ;

1. Rahang Dalam Rahang dalam terdiri atas 2 rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.

Rahang dalam berfungsi untuk mengukur diameter luar atau ketebalan suatu benda.

2. Rahang Luar Rahang luar terdiri atas 2 rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.

Rahang luar berfungsi untuk mengukur diameter dalam suatu benda

3. Depth probe atau pengukur kedalaman Bagian ini berfungsi untuk mengukur kedalaman suatu benda

4. Skala utama (dalam cm) Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk menyatakan hasil pengukuran utama dalam bentuk centimeter (cm).

5. Skala utama (dalam inchi) Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk menyatakan hasil pengukuran utama dalam bentuk inchi.

6. Skala nonius (dalam mm) Skala nonius dalam bentuk satuan mm memiliki fungsi sebagai skala pengukuran fraksi dalam bentuk milimeter (mm).

7. Skala nonius (dalam inchi) Skala nonius dalam bentuk satuan inchi memiliki fungsi sebagai skala pengukuran fraksi dalam bentuk inchi.

8. Pengunci Mempunyai fungsi untuk menahan bagian-bagian yang bergerak saat berlangsungnya proses pengukuran misal rahang.

Cara menentukan nilai skala terkecil (nst) alat Ukur

Beberapa alat ukur seperti jangka sorong dan mikrometer, memiliki dua skala yaitu skala utama dan skala nonius. Untuk menentukan NST alat ukur tersebut dapat ditentukan dengan rumus

 Perhatikan gambar jangka sorong dibawah Ini :

Jarak skala 4 dan 5 adalah 1 cm dan antara skala 4 dan 5 terdapat 10 garis skala, maka nilai skala terkecil skala utamanya adalah 1 cm : 10 = 0,1 cm. Selanjutnya, perhatikan skala nonius.

Pada skala nonius terdapat 50 garis skala. Oleh karena itu NST jangka sorong tersebut adalah:

 Perhatikan gambar mikrometer skrup dibawah ini :

Contoh membaca jangka sorong

Skala utama (skala pada silinder tetap) memiliki nilai terkecil 0,5 mm. Jumlah garis pada skala nonius (skala putar) mikrometer adalah 50. Oleh karena itu, NST mikrometer adalah:

iii. Jangka sorong dengan ketelitian 0,02 mm

C. Mikrometer skrup

Alat ukur panjang ini memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi dibanding jangka sorong. Tingkat ketelitian micrometer sekrup mencapai 0,01 mm sehingga tepat digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda yang tipis seperti kertas, diameter kawat dan lainlian nyang sejenis. Tetapi panjang maksimum skala utama pada jangka sorong terbatas sampai 2,5 cm, dan skala noniusnya terdiri dari 50 skala atau sebanding denngan 0,01 mm.

Micrometer sekrup mempunyai dua komponen utama yaitu:

1. Poros tetap, yaitu poros yang tertulis skala utama (skala utama dalam satuan millimeter).

2. Poros putar yaitu yang terdapat skala nonius.

Cara membaca mikrometer sekrup: 1. Bacalah skala utama terakhir yang terlihat didepan skala poros putar (ingat skala utama mempunyai skala terkecil 0,5 mm). 2. Bacalah skala nonius yang terletak segaris atau berimpit dengan sumbu poros tetap (skala nonius terdapat 50 skala) dikalikan 0,01mm.

Contoh membaca mikrometer skrup :

 Skala utama = 14,5 mm

 Skala nonius = (11 x 0,01 mm) = 0,11 mm

Hasil pengukuran = 14,5 mm + 0,11 mm = 14,61 mm = 1,461 cm 4

Materi Pengukuran tunggal dan pengukuran Berulang

Pengukuran tunggal dan pengukuran Berulang

Konsep pengukuran ini sudah ada sejak 3000 SM. Jadi, pada peradaban Mesir Kuno, mereka itu telah menggunakan konsep pengukuran untuk membangun piramida. Makanya, kalau banyak bangunan Mesir Kuno yang bagus-bagus.

Di dalam Fisika ada dua jenis pengukuran yaitu pengukuran tunggal dan berulang Jenis-jenis Pengukuran dalam fisika

1. Pengukuran tunggal

Pengukuran tunggal merupakan pengukuran yang dilakukan hanya dengan satu kali pengukuran langsung.

Contoh ; mengukur panjang penghapus dengan alat ukur penggaris

Kalau seperti ini nilainya bisa bervariasi yaitu sekitar 1.63, 1,65, dan 1,67.

Untuk menyatakan pengukuran tunggal, hasil pengukurannya bisa ditulis dengan format seperti ini:

X = Xo ± ∆ X

Di mana, nilai X0 merupakan taksiran terbaik dari hasil pengukuran. Sedangkan, ΔX merupakan ketidakpastian pengukuran atau ralat.

Dari gambar diatas maka nilai Xo = 1,64 dan ∆ X=1 2. nst

Untuk penggaris nilai nst = nilai skala terkecil = ketelitian penggaris = 0,1 cm, maka ketidakpastian pengukurannya ∆ X=1

2.0,1cm=0,05cm Maka hasil pengukurannya bisa ditulis :

X = Xo ± ∆ X karena Xo = 1,64 dan ∆ X=1

2.0,1cm=0,05cm Sehingga X = ( 1,64 ± 0,05 ) cm, ini artinya panjang penghapus terletak diantara : (1,64 - 0,05) cm dan (1,64 + 0,05) cm. Atau bisa ditilis seperti gamba dibawah ini :

 (1,64 – 0.05) < x < (1,64 + 0,05) atau

 1,59 < x < 1,69

Contoh ; Contoh : mengukur panjang benda dengan menggunakan jangka sorong

Berdasarkan gambar di atas:

Skala utama = 0,3 mm

Skala nonius = 3 × 0,01 = 0,03 mm

Hasil pembacaan alat = skala utama + skala nonius Xo = 0,3 + 0,03 = 0,33 mm

Maka hasil pengukurannya bisa ditulis :

X = Xo ± ∆ X karena Xo = 0,33 dan ∆ X=1

2.0,1mm=0,05mm Sehingga X = ( 0,33 ± 0,05 ) mm, ini artinya panjang benda terletak diantara : (0,33 - 0,05) mm dan (0,33+ 0,05) mm. Atau bisa ditilis seperti dibawah ini :

 (0,33 – 0.05) < x < (0,33 + 0,05) atau

 0,28 < x < 0,38

Contoh : mengukur panjang benda dengan menggunakan mikrometer skrup

Berdasarkan gambar di atas:

Skala utama = 7 mm

Skala nonius = 31 × 0,01 = 0,31 mm

Hasil pembacaan alat = skala utama + skala nonius Xo = 0,3 + 0,03 = 7,31 mm

Maka hasil pengukurannya bisa ditulis :

X = Xo ± ∆ X karena Xo = 7,31 dan ∆ X=1

2.0,01mm=0,005mm Sehingga X = ( 7,31 ± 0,005 ) mm, ini artinya panjang benda terletak diantara : (7,31 - 0,005) mm dan (7,31 + 0,005) mm. Atau bisa ditilis seperti dibawah ini :

 (7,31 – 0.005) < x < (7,31 + 0,005) mm atau 7,305 mm < x < 7,315 mm

2. Pengukuran Berulang

Berulang adalah merupakan pengukuran yang pengambilan datanya dilakukan beberapa kali. Sehingga, data yang didapat banyak. Sebagai contoh, kita mau mengukur waktu jatuhnya kunci dari ketinggian tertentu. Dari 5 percobaan ternyata waktu jatuhnya itu berbeda beda.

Seperti dibawah ini :

 Percobaan pertama: 0,85 s

 Percobaan kedua: 0,72 s

 Percobaan ketiga: 0,79 s

 Percobaan keempat: 0,52 s

 Percobaan kelima: 0,72 s

Lalu bagaimana cara melaporkan hasil percobaan tersebut ! ....

Jawab :

X = Xo ± ∆ X

untuk mencari Xo pada pengukuran berulang bisa menggunakan rumus seperti di bawah ini:

Jawab :

X = Xo ± ∆ X

untuk mencari Xo pada pengukuran berulang bisa menggunakan rumus pengukuran berulang seperti di bawah ini:

^N x X

n

i i

O 



¹

Sementara itu untuk mencari ketidakpastian pada pengukuran berulang (Δx) bisa menggunakan rumus :

( 1) ) ( ) (

1 ( ^{2 2}



 



 

N

x x

N

X N ^{i i}

Percobaan Ke Waktu (t) t²

1 0,85 s 0,7225

2 0,72 s 0,5184

3 0,79 s 0,6241

4 0,52 s 0,2704

5 0,72 s 0,5184

untuk melaporkan hasil pengukuran ada beberapa aturan, yaitu:

1. Jumlah angka penting pada ketidakpastian hanya 1.

2. Jumlah desimal antara rata-rata pengukuran dengan ketidakpastian sama banyak.

Sehingga, hasil pengukuran waktu jatuhnya kunci adalah X = Xo ± ∆ X = (0,7 ± 0,1) s 5

Materi Angka Penting

ANGKA PENTING

Angka dapat diperoleh dari mengukur dan membilang. Untuk mengetahui luas tanah perkebunan misalnya, maka harus dilakukan pengukuran. Sedangkan untuk mengetahui jumlah pohon yang tertanam di kebun maka diperoleh dengan cara membilang. Angka yang diperoleh dari hasil megukur disebut angka penting (berarti). Sedangkan angka hasil membilang disebut angka eksak (pasti). Angka dapat diperoleh dari mengukur dan membilang. Untuk mengetahui luas tanah perkebunan misalnya, maka harus dilakukan pengukuran. Sedangkan untuk mengetahui jumlah pohon yang tertanam di kebun maka diperoleh dengan cara membilang.

Angka yang diperoleh dari hasil megukur disebut angka penting (berarti). Sedangkan angka hasil membilang disebut angka eksak (pasti). Angka penting terdiri dari angka pasti dan angka yang diragukan (angka taksiran). Angka taksiran pada angka penting (angka hasil pengukuran) terletak digit terakhir. Misalkan hasil pengukuran tebal buku menggunakan jangka sorong adalah 1,25 cm. Angka 1 dan 2 adalah angka pasti, sedangkan angka 5 adalah taksiran.

A. Aturan Penulisan Angka Penting

1. Semua angka bukan nol adalah angka penting.

Contoh:

• 245, 5 memiliki 4 (empat) angka penting

2. Angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal (angka nol di sebelah kiri angka bukan nol) bukanlah angka penting

Contoh:

• 0, 0000012 hanya memiliki 2 (dua) angka penting.

(Catatan: Angka 0,0000012 dapat dituliskan dalam notasi ilmiah sebagai 1,2 × 10^-6 ) 3. Angka nol dibelakang angka bukan nol dalam desimal merupakan angka penting.

Contoh:

• 2,0 memiliki dua angka penting

• 2,0300 memiliki lima angka penting

4. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol tetapi tanpa tanda desimal bukanlah angka penting, kecuali ada tanda khusus, misal garis bawah Contoh:

• 34000 hanya memiliki dua angka penting

• 34000 memiliki tiga angka penting

• 34000 memiliki empat angka penting

5. Angka nol di antara angka bukan nol adalah angka penting. Contoh: • 560, 2

memiliki empat angka penting.

Contoh:

• 2,0 memiliki dua angka penting

• 2,0300 memiliki lima angka penting

6. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol tetapi tanpa tanda desimal bukanlah angka penting, kecuali ada tanda khusus, misal garis bawah Contoh:

• 34000 hanya memiliki dua angka penting

• 34000 memiliki tiga angka penting

• 34000 memiliki empat angka penting

7. Angka nol di antara angka bukan nol adalah angka penting.

Contoh:

• 560, 2 memiliki empat angka penting.

B. Aturan Perhitungan Angka Penting 1. Penjumlahan dan Pengurangan

Penulisan hasil penjumlahan atau pengurangan angkanya hanya boleh memiliki 1 angka taksiran.

Contoh:

Seseorang mengukur panjang 3 buah batang kayu. Masing-masing memiliki panjang 3219 cm, 15,5 cm, dan 8,43 cm. Jika ketiga batang tersebut disambung, berapakah panjangnya?

Pembahasan:

Untuk menghitung panjang sambungan batang dapat dilakukan dengan menjumlahkan panjang ketiga batang tersebut.

3,219 9 adalah angka taksiran ➔ 15,5 5 adalah angka taksiran ➔ 8,43 3 adalah angka taksiran ➔

--- + 27,149 (memiliki 3 angka taksiran yaitu angka 1, 4, dan 9).

Karena hasil akhir harus memiliki 1 angka taksisan, maka dituliskan menjadi 27,1 cm 2. Perkalian dan Pembagian

Perkalian dan Pembagian Penulisan hasil perkalian atau pembagian jumlah angka pentingnya sama dengan jumlah angka penting yang paling sedikit dari bilangan-bilangan yang dioperasikan.

Contoh soal:

Seseorang melakukan pengukuran luas benda kecil berbentuk persegi panjang. Didapatkan data panjangnya 2,2 cm dan lebarnya 0,6283 cm. Berapakah luas benda tersebut?

Pembahasan:

Untuk menentukan luas benda tersebut, dapat menggunakan rumus panjang dikalikan lebar.

0,6283 memiliki 4 angka penting ➔ 2,2 memiliki 2 angka penting ➔

--- x 1,8226 Karena hasil akhirnya harus memiliki 2 angka penting, maka ditulis menjadi 1,8 cm²

3. Pangkat dan Akar Penulisan hasilnya harus memiliki jumlah angka penting yang sama dgn dengan jumlah angka penting yang dioperasikan.

Contoh: √2,25 = 1,5 hasilnya ditulis menjadi 1,50 (2,5) 2 = 6,25 hasilnya ditulis menjadi 6,2 (Perhatikan aturan pembulatan angka 5)

6 Materi Kesalahan dan ketidakpastian Pengukuran

Ketidakpastian Pengukuran

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan besarann yang akan diukur dengan besaran sejenis yang telah ditetapkan sebagai satuan. Besaran pembanding yang ditetapkan sebagai satauan dimaksud adalah sistem satuan yang ditetapkan secara internasional.

Dalam setiap pengukuran biasanya kita di bayang-bayangi oleh pertanyaan-pertanyaan bagaimanakah hasil pengukuran kita, bagaimaana cara melaporkannya, apakah jaminannya bahwa hasil pengukuran kita tidak salah, seberapa kurang tepatnya pengukuran kita dan pertanyaanpertanyaan yang sifatnya ingin mendapatkan kepastian. Artinya dalam setiap pengukuran selalu diikuti dengan ketidakpastian dan apakah ketidakpastian hasil pengukuran itu? Secara umum faktor munculnya ketidakpastian hasil pengukuran disebabkan karena adanya kesalahan (error). Ada 3 kategori kesalahan yaitu kesalahan umum, acak, dan sistemik.

Kesalahan Umum

Kesalahan umum disebabkan kesalahan manusia antara lain : 1. Kesalahan pembacaan alat ukur

2. Kesalahan penyetelan alat yang tidak tepat

3. Kesalahan pemakaian instrumen yang tidak sesuai 4. Kesalahan penafsiran ( paralaks )

Kesalahan yang tidak disengaja/kesalahan acak(Random eror)

Kesalahan acak disebabkan oleh gejala yang tidak dapat secara langsung diketahui sehingga tidak mungkin dikendalikan secara pasti atau tidak dapat diatasi secara tuntas, seperti: fluktuasi tegangan listrik, gerak Brown molekul udara, getaran landasan.

Kesalahan kesalahan sistematis (systematic errors)

Bersumber dari alat ukur yang digunakan atau kondisi yang menyertai saat pengukuran.

Yang termasuk ketidakpastian sistematik antara lain:

 Kesalahan kalibrasi alat Kesalahan yang terjadi karena cara memberi nilai skala pada saat pembuatan alat tidak tepat, sehingga berakibat setiap kali alat digunakan suatu kesalahan melekat pada hasil pengukuran. Kesalahan ini dapat diatasi dengan mengkalibrasi ulang alat terhadap alat standar

 Kesalahan nol

Ketidaktepatan penunjukan alat pada skala nol. Pada sebagian besar alat umumnya sudah dilengkapi dengan sekrup pengatur/pengenol.

 Waktu respon yang tidak tepat

Akibat dari waktu pengukuran (pengambilan data) tidak bersamaan dengan saat munculnya data yang seharusnya diukur. Misalnya, saat mengukur periode getar menggunakan stopwatch, terlalu cepat atau terlambat menekan tombol stopwatch saat

kejadian berlangsung

 Kondisi yang tidak sesuai

Kondisi alat ukur dipengaruhi oleh kejadian yang hendak diukur. Misal, mengukur nilai transistor saat dilakukan penyolderan, atau mengukur panjang sesuatu pada suhu tinggi menggunakan mistar logam. Hasil yang diperoleh tentu bukan nilai yang sebenarnya karena panas mempengaruhi sesuatu yang diukur maupun alat pengukurnya

 Kesalahan pandangan/paralak

Kesalahan ini timbul apabila pada waktu membaca skala, mata pengamat tidak tegak lurus di atas jarum penunjuk/skala.

Ada dua jenis ketidakpastian dalam pengukuran yaitu:

a. Ketidakpastian mutlak.

b. Ketidakpastian relatif.

Ketidakpastian Mutlak

a. Ketidakpastian Mutlak Pengukuran

Tunggal Bagaimana cara menyatakan hasil satu kali pengukuran? Pengukuran tunggal adalah pengukuran yang dilakukan satu kali saja, misalnya objek pengukuran tak mungkin di ulang.

Untuk pengukuran tunggal diambil kebijaksanaan bahwa nilai ketidakpastiannya (ΔX) dirumuskan,

ΔX =1/2 nst. dimana



x = ketidakpastian pengukuran. nst = nilai skala terkecil dan hasilnya dinyatakan dengan pola ( x = Xo ± ∆ X ), dengan Xo adalah hasil pengukuran terbaik dan ΔX adalah ketidakpastian mutlak.

b. Ketidakpastian Mutlak Pengukuran Berulang

Hasil pengukuran berulang hasilnya dapat dinyatakan dengan pola :

x = X ± ^{∆ X}