PRAKTIKUM FISIKA DASAR I PENGGUNAAN ALAT

(1)

PRAKTIKUM FISIKA DASAR I PENGGUNAAN ALAT-ALAT UKUR 1

Disusun Oleh:

Jurusan : MIPA

Prodi : Kimia

Asisten Laboratorium : 1. Verlin Ayu Syarita (F1C316009) 2. Nindita Romanda (F1C316014)

LABORATORIUM ENERGI REKAYASA DAN MATERIAL II FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS JAMBI JAMBI

2018

(2)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam dunia modern saat ini, ilmu fisika menjadi salah satu ilmu yang banyak digunakan dalam sehari-hari seperti bermain bola, berlari dan aktivitas kehidupan sehari- hari yang banyak melibatkan ilmu fisika. Seperti mengukur suhu, menentukan panjang suatu objek hanya dapat dipahami dalam kaitannya dengan metode yang digunakan untuk mengukur. Kegiatan pengukuran adalah penentuan besaran, dimensi atau kapasitas, biasanya terhadap suatu standar atau satuan ukur. Dalam melakukan pengukuran haruslah dengan akurat untuk menghindarkan kesalahan dalam mengukur. Dalam kehidupan sehari-hari tidak ada satupun data yang dapat diterima dengan baik jika tidak disertai dengan sesuatu yang dapat disajikan sebagai acuan dan standar. Saat menjual tanah contohnya harus tepat berapa hektar tanah agar tidak ada kekeliruan. Kegiatan ini menjadi titik utama dalam acuan.

Kegiatan pengukuran merupakan proses yang penting dalam pembelajaran fisika dan merupakan hal yang paling mendasar. Karena jika tidak mengetahui mengenai pengukuran ilmu yang lainnya akan sulit untuk dipahami karena mengukur ialah dasarnya.

Alasan mengapa pentingnya melakukan praktikum ialah agar praktikan dapat mengerti secara lebih mendalam bagaimana cara dan proses dalam melakukan dan menggunakan alat-alat ukut dengan benar dan dapat mengetahui kesalahan-kesalahan apa saja dalam melakukan pengukuran. Karena pada saat melakukan pengukuran sering terjadi kekeliruan antara perhitungan awal dan perhitungan akhir. Dimana dapat mempelajari berbagai factor yang bisa mempengaruhi ketidaksamaan.

Dalam praktikum pertama ini praktikan akan mengetahui kenapa hasil yang didapatkan tidak selalu sama. Dan dalam percobaan ini kali ini praktikan akan mengetahui bagaimana cara menggunakan alat-alat ukur. Dimana alat-alat ukur yang digunakan pada percobaan ini beragam.

Alat-alat ukur yang digunakan dalam percobaan ini adalah jangka sorong, mistar dan micrometer sekrup. Dalam percobaan ini juga akan mengetahui fungsi dari alat ukur yang akan dipakai, tentunya dari setiap alat yang digunakan memiliki perbedaan masing- masing. Dalam percobaan ini diajarkan untuk membaca alat-alat ukur tersebut dengan cara yang benar. Agar dapat menemukan hasi-hasil yang tepat dan akurat. Karena setiap alat-alat ukur tersebut memiliki ketelitian yang berbeda-beda. Seperti jangka sorong yang

(3)

memiliki ketelitian 0,05 mm untuk yang dibawah 30 cm dan 0.01 cm untuk yang diatas 30 cm. untuk mikrometer sekrup memiliki ketelitian mencapai 0,01 mm atau 0,001 cm.

Dengan adanya praktikum diharapkan praktikan menjadi lebih termotivasi untuk belajar, praktikum mengembangkan keterampilan dasar melakukan eksperimen, menjadi wahana belajar pendekatan ilmiah, dan juga praktikum menunjang materi pembelajaran.

Untuk itu, praktikan harus benar-benar menguasai prosedur yang ada.

Praktikum dapat menggambarkan keadaan yang konkret tentang suatu peristiwa dimana praktikan dapat mengamati proses secara langsung sehingga dapat mengembangkan keterampilan inkuiri dan mengembangkam sikap ilmiah.

Tentunya alat ukur ini telah dirancang sedemikian rupa sehingga menyesuaikan dengan fungsinya. Dalam penerapannya dikehidupan sehari-hari tentu saja sangat banyak.

Coba dibayangkan jika tidak bisa membaca skala terkecil dari benda yang benar benar kecil dan tipis seperti kertas. Selain itu dengan adanya praktikum ini akan mengembangkan wawasan dari mahasiswa.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Mempelajari penggunaan alat-alat ukur untuk pengukuran panjang, massa dan volume

2. Mampu menggunakan dan memahami alat-alat ukur dasar

3. Mampu menentukan ketidakpastian pada pengukuran tunggal dan berulang 4. Dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam

pengolahan hasil pengukuran

(4)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pada awal perkembangannya, fisika bermakna sebagai ilmu alam dengan cakupan ilmu yang ada di alam ini, baik alam yang menyangkut makhluk hidup maupun tak hidup.

Karenanya hingga saat ini, sebagian orang masih menyebut hukum fisika sama dengan hukum alam. Namun, sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) dan juga dilandasi kenyataan bahwa kemampuan manusia yang terbatas dalam menguasai iptek tersebut, saat ini fisika mengambil makna yang lebih sempit dari semula.

Semua fisikawan sependapat bahwa fisika merupakan ilmu yang mempunyai ciri umum, mendasar, dan dapat dijelaskan secara kuantitatif. Dan untuk melukiskan alam secara kuantitatif, dilakukan dengan cara pengukuran sebab hasil itu hanya boleh disajikan dalam bentuk angka dan angka itu diperoleh melalui pengukuran (Jati, 2008 : 2).

Sains dan engineering didasarkan pada pengukuran dan perbandingan. Oleh karena itu diperlukan aturan-aturan tentang bagaimana sesuatu itu di ukur dan dibandingkan dan tentunya juga diperlukan eksperimen untuk menetapkan satuan dari pengukuran serta perbandingan tersebut. Salah satu tujuan dari fisika adalah untuk merancang dan melaksanakan eksperimen tersebut. Besaran adalah sesuatu yang diukur. Oleh karena itu besaran-besaran fisis memainkan peran yang sangat penting dalam ilmu fisika, jadi besaran erat sekali kaitannya dengan pengukuran. Sementara pengukuran besaran-besaran fisika merupakan bagian terpenting dalam ilmu fisika. Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dan satuan. Besaran itu sendiri sangat terkait dengan kehidupan kita sehari-hari. Besaran panjang misalnya, terkait dengan seberapa jauh jarak dari rumah ke pasar. Besaran massa biasanya muncul dalam keseharian kita di pasar. Dan besaran volume misalnya, biasa muncul ketika membeli bensin atau minyak tanah (Salim dan Suryani, 2018 : 2).

Nilai suatu besaran fisika biasanya diungkapkan sebagai hasil kali antara suatu nilai numerik dengan satuan. Satuan adalah suatu besaran fisika khusus yang telah didefinisikan dan disepakati untuk dibandingkan dengan besaran lain dari jenis yang sama dalam berbagai pengukuran. Satuan panjang tidak harus meter, satuan massa tidak harus kilogram, satuan luas juga tidak harus hektar. Satuan ditetapkan berdasarkan kesepakatan. Tentu saja selalu ada konversi dari satuan ke satuan yang lain untuk besaran yang sama sehingga tidak menghambat komunikasi (Salim dan Suryani, 2018 : 3).

Nilai pengukuran akan berguna jika dilakukan dalam satuan baku.

Satuan baku adalah satuan yang diterima secara umum dan terdefinisi dengan

(5)

pasti nilainya. Contoh satuan baku untuk pengukuran panjang adalah meter, sentimeter, millimeter, kilometer, kaki, inci, mil, dan sebagainya. Semua orang di dunia memiliki penafsiran yang sama tentang panjang satu meter, satu millimeter, satu inci, satu kaki, dan sebagainya. Apabila dilaporkan panjang benda adalah 1,4 meter maka semua orang akan memiliki kesimpulan yang sama (Abdullah, 2016 : 5 – 6).

Mengingat pentingnya pengukuran dalam fisika dan dalam ilmu dan teknologi secara umum, pada bagian selanjutnya akan dibahas secara detail beberapa jenis alat ukur sederhana dan cara penggunaannya. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, pengukuran pada dasarnya adalah membandingkan nilai besaran fisis yang dimiliki benda dengan nilai besaran fisis alat ukur yang sesuai. Jadi dalam setiap pengukuran diperlukan alat ukur yang sesuai. Pengukuran besaran panjang memerlukan alat ukur panjang, pengukuran besaran massa memerlukan alat ukur massa, dan sebagainya. Alat ukur besaran panjang adalah mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup dan mikroskop. Alat tersebut memiliki ketelitian yang berbeda. Yang paling teliti adalah mikrometer sekrup, kemudian diikuti jangka sorong dan yang kurang teliti adalah mistar.

Penjelasannya adalah sebagai berikut :

1. Mistar, Cara mengukur dengan mistar atau meteran sangat sederhana yaitu: (a) tempatkan satu ujung mistar tepat sejajar dengan salah satu ujung benda yang akan diukur; (b) Baca skala pada mistar yang berimpitan dengan ujung kedua benda. Skala tersebut mengungkapkan panjang benda yang diukur. Kita juga mendefinisikan besaran yang dinamakan nilai skala terkecil (NST). NST suatu alat ukur adalah jarak antara dua skala berdekatan pada alat ukur. Alat ukur dengan NST sangat kecil merupakan alat yang sangat presisi. Biasanya makin kecil NST alat ukur (makin presisi) maka makin mahal harga alat tesebut. Alat dengan NST kecil juga merupakan alat yang sensitif. Makin kecil NST maka makin sensitif alat tersebut.

2. Jangka sorong, Alat ukur panjang yang lebih teliti adalah jangka sorong. Jangka sorong dapat mengukur hingga ketelitin 0,1 mm. Bahkan, jangka sorong terbaru dapat mengukur hingga ketelitian 0,02 mm. Cara penggunaan jangka sorong ada yang mudah dan ada yang agak sulit. Jangka sorong jenis lama, memiliki skala goresan pada bagian yang digeser. Skala ini sering disebut skala nonius atau vernier. Hal ini di namakan vernier karna vernier ini adalah penemu dari jangka sorong tersebut. Ketika menentukan panjang benda maka dua skala yang harus

(6)

dibaca sekaligus. Jangka sorong terbaru, yaitu jangka sorong digital sangat mudah penggunaanya. Panjang benda langsung tertera pada layar.

3.

Mikrometer, Hasil pengukuran panjang yang lebih teliti lagi dapat diperoleh dengan menggunakan mikrometer. Mikrometer sekrup dapat mengukur hingga ketelitian 0,01 mm. Namun, jangkauan panjang pengukuran yang dapat dilakukan sangat terbatas. Beberepa mikrometer hanya mampu mengukur hingga panjang maksimum sekitar 1 inci. Hasil pengukuran dapat diperoleh dengan membaca dua skala yang ada pada batang mikrometer atau bisa juga dibaca dari jarum penunjuk atau angka digital pada display.

4.

Mikroskop, Mikroskop adalah alat untuk menghasilkan bayangan yang ukurannya jauh lebih besar daripada benda. Dengan menggunakan mikroskop maka kita dapat menentukan ukuran (panjang) benda yang sangat kecil yang tidak sanggup lagi diukur dengan alat ukur konvensional Saat ini kita sudah dapat mengukur ukuran bakteri, virus, sel darah dan sel-sel tubuh makhluk hidup dengan ketelitian tinggi menggunakan mikroskop. Ketika kita amati bayangan benda di layar mikroskop maka skala akan ditampilkan berimpit dengan bayangan benda. Jadi, pada layar mikroskop seolah tampak bayangan benda dan penggaris secara bersamaan. Dengan membandingkan ukuran benda dengan ukuran skala pada layar maka kita dapat simpulkan berapa panjang benda

( Abdullah, 2016 : 17 – 30 ).

Dalam pembelajaran fisika, mahasiswa diharapkan tidak hanya menguasai konsep- konsep fisika secara teori tetapi juga mampu menggunakan metode ilmiah untuk membuktikan konsep-konsep fisika yang didapat dari teori tersebut. Praktik laboratorium adalah salah satu cara yang ditempuh untuk mencapai tujuan ini. Sekarang ini, hampir semua dasar-dasar fisika yang diajarkan pada mahasiswa didasarkan pada percobaan atau eksperimen, dimana dalam eksperimen tersebut memerlukan pengukuran yang selalu mengandung ketidakpastian. Pengolahan data dan perbandingan data, mutlak membutuhkan pengetahuan tentang prinsip pengukuran dan juga pengetahuan tentang analisis ketidakpastian ( Fauzi dan Edy, 2013 : 2089 ).

Ketika digunakan dalam konteks pengukuran ketidakpastian memiliki angka dan satuan yang berhubungan dengannya. Lebih spesifik lagi ketidakpastian memiliki satuan yang sama dengan hasil pengukuran. Perhitungan ketidakpastian yang teliti tidak hanya memberikan perkiraan yang tepat mengenai data penelitian yang didapat, tetapi juga agar didapat hasil pengukuran yang akurat (Istanto et al, 2010 : 220).

(7)

BAB III

PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Alat dari percobaan ini adalah :

1. Mistar : berfungsi untuk mengukur benda yang sederhana dengan panjang kurang dari 100 cm.

2. Jangka sorong : berfungsi untuk mengukur suatu benda dengan cara diapit, untuk mengukur sisi dalam suatu benda biasanya berupa lubang pipa dengan cara diulur, dan untuk mengukur kedalaman celah atau lubang dengan cara menancapkan bagian pengukur.

3. Mikrimeter sekrup : berfungsi untuk mengukur suatu benda dengan ketebalan kecil / tipis.

3.1.2 Bahan

Bahan dari percobaan ini adalah :

1. Balok : berfungsi sebagai bahan praktikum untuk pengukuran pada mistar.

2. Silinder : berfungsi sebagai bahan prktikum untuk pengukuran pada jangka sorong.

3. Bola baja : berfungsi sebagai bahan praktikum untuk pengukuran pada mikrometer sekrup.

3.2 Cara Kerja

3.2.1 Jangka Sorong

1. Disediakan jangka sorong beserta bahan yang diukur 2. Ditentukan skala nonius dari jangka sorong yang digunakan 3. Ditentukan skala terkecil dari jangka sorong yang digunakan

4. Ukur panjang balok dengan menggunakan jangka sorong lalu catat hasil pengukuran pada tabel data lalu ulangi sebanyak 5 kali

5. Diukur lebar balok dengan menggunakan jangka sorong lalu catat hasil pengukuran pada tabel data lalu ulangi sebanyak 5 kali

6. Diukur tinggi balok dengan menggunakan jangka sorong lalu catat hasil pengukuran pada tabel data lalu ulangi sebanyak 5 kali

7. Diulangi langkah 4 s/d 5 dengan alat ukur mistar 3.2.2 Mikrometer Sekrup

1. Disediakan mikrometer sekrup beserta bahan yang diukur 2. Ditentukan skala nonius dari mikrometer yang digunakan

(8)

3. Ditentukan skala utama dari mikrometer yang digunakan

4. Diukur kertas karton dengan mikrometer lalu catat hasil pengukuran pada tabel data, lalu ulangi sebanyak 5 kali

5. Diukur kertas sampul buku dengan mikrometer lalu catat hasil pengukuran pada tabel data, lalu ulangi sebanyak 5 kali

6. Diukur diameter bola kecil menggukanan mikrometer lalu catat hasil pengukuran pada tabel data, lalu ulangi sebanyak 5 kali

7. Diulangi langkah 4 s/d 5 dengan alat jangka sorong

(9)

3.3 Gambar Alat 3.3.1 Mistar

Keterangan:

1. Skala Nonius 2. Skala Utama

3.3.2 Jangka Sorong

Keterangan:

1. Rahang Atas

2. Rahang Sorong Atas 3. Tombol Kunci 4. Skala Utama 5. Skala Nonius

6. Rahang Sorong Bawah 7. Rahang Tetap Bawah 8. Tangkai Ukur Kedalaman

3.3.3 Mikrometer Sekrup

1

2

1 2

3 4

6 5

7 8

1 2 3 4

5

6

7

(10)

Keterangan:

1. Poros Tetap 2. Poris Geser 3. Skala Utama 4. Skala Nonius 5. Pemutar 6. Rachet 7. Frame

(11)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Pengukuran balok dengan menggunakan mistar Penguku

ran X1(m) X2(m) X3(m) X4(m) X5(m) Rata²

Panjang 25,5x10^-2 25,5x10^-2 25,5x10^-2 25,5x10^-2 25,5x10^-2 25,5x10^-2 Lebar 10,2 x 10^-2 10,2x10^-2 10,2x10^-2 10,2x10^-2 10,2x10^-2 10,2x10^-2 Tinggi 2,1 x 10^-2 2,1 x 10^-2 2,1 x 10^-2 2,1 x 10^-2 2,1 x 10^-2 2,1 x 10^-2 4.1.2 Pengukuran tabel tabung dengan menggunakan jangka sorong

Pengukura

n X1(m) X2(m) X3(m) X4(m) X5(m) Rata²

Panjang 74,4x10^-3 73,3x10^-3 73,4x10^-3 73,4x10^-3 74,4x10^-3 73,8x10^-3 Lebar 21,3x10^-3 21,3x10^-3 21,3x10^-3 21,4x10^-3 21,3x10^-3 21,3x10^-3 Tinggi 103,3x10^-3 104,2x10^-3 103x10^-3 102x10^-3 102x10^-3 103x10^-3 4.1.3 Pengukuran kelereng menggunakan mikrometer sekrup

Pengukura

n X1(m) X2(m) X3(m) X4(m) X5(m) Rata²

Diameter 11,89x10^-3 11,85x10^-3 11,6x10^-3 11,9x10^-3 11,9x10^-3 73,8x10^-3

4.2 Perhitungan

4.2.1 Perhitungan dengan menggunakan mistar 1. Panjang Balok

(12)

X₁ = 25,5 cm = 25,5 × ₁₀^-2_m X₂ = 25,5 cm = 25,5 × ₁₀^-2_m X₃ = 25,5 cm = 25,5 × ₁₀^-2_m X₄ = 25,5 cm = 25,5 × ₁₀^-2_m X₅ = 25,5 cm = 25,5 × ₁₀^-2_m X=X₁+X₂+X₃+X₄+X₅

N

X=25,5×10⁻²m+25,5×10⁻²m+25,5×10⁻²m+25,5×10⁻²m+25,5×10⁻²m 5

=

127,5×10⁻²m 5

= 25,5 × 10^-2 m 2. Lebar Balok

X₁ = 10,2 cm = 10,2 × ₁₀^-2_m X₂ = 10,2 cm = 10,2 × ₁₀^-2_m X₃ = 10,2 cm = 10,2 × ₁₀^-2_m X₄ = 10,2 cm = 10,2 × ₁₀^-2_m X₅ = 10,2 cm = 10,2 × ₁₀^-2_m

X=X₁+X₂+X₃+X₄+X₅ N

=10,2×10⁻²m+10,2×10⁻²m+10,2×10⁻²m+10,2×10⁻²m+10,2×10⁻²m 5

=51×10⁻²m

5

= 10,2 × 10^-2 m 3. Tinggi

X₁ = 2,1 cm = 2,1 × ₁₀^-2_m X₂ = 2,1 cm = 2,1 × ₁₀^-2_m X₃ = 2,1 cm = 2,1 × ₁₀^-2_m X₄ = 2,1 cm = 2,1 × ₁₀^-2_m X₅ = 2,1 cm = 2,1 × ₁₀^-2_m

(13)

X=X₁+X₂+X₃+X₄+X₅ N

=2,1×10⁻²m+2,1×10⁻²m+2,1×10⁻²m+2,1×10⁻²m+2,1×10⁻²m 5

=10,5×10⁻²m 5

= 2,1 × 10^-2 m

4.2.2 Perhitungan dengan menggunakan jangka sorong 1. Panjang

X₁ = Skala utama = 7,4 cm = 74 mm

Skala nonius = 8,5 × 0,05 mm = 0,425 mm Jumlah = Skala utama + Skala nonius

= 74 mm + 0,425 mm

= 74,425 mm

= 74,425 × 10^-3 m X₂ = Skala utama = 7,3 cm = 73 mm

Skala nonius = 7 × 0,05 mm = 0,35 mm Jumlah = Skala utama + Skala nonius

= 73 mm + 0,35 mm

= 73,35 mm

= 73,35 × 10^-3 m X₃ = Skala utama = 7,3 cm = 73 mm

= 73 mm + 0,45 mm

= 73,45 mm

= 73,45 × 10^-3 m X₄ = Skala utama = 7,3 cm = 73 mm

= 73 mm + 0,475 mm

= 73,475 mm

= 73,475 × 10^-3 m X₅ = Skala utama = 7,4 cm = 74 mm

(14)

= 74 mm + 0,475 mm

= 74,475 mm

= 74,475 × 10^-3 m X=X₁+X₂+X₃+X₄+X₅

N

=74,425×10⁻³m+73,35×10⁻³m+73,45×10⁻³m+73,45×10⁻³m+74,475×10⁻³m 5

=369,15×10⁻³m 5

= 73,853 × 10^-3 m

2. Lebar

x₁ = Skala utama = 10,3 cm = 103 mm

Skala nonius = 6 × 0,05 mm = 0,3 mm Jumlah = Skala utama + Skala nonius = 103 mm + 0,3 mm

= 103,3 mm

= 103,3 ×10⁻³ ^m x₂ = Skala utama = 10,4 cm = 104 mm

= 104,2 mm

= 104,2 ×10⁻³ ^m x₃ = Skala utama = 10,3 cm = 103 mm

= 103,01 mm

= 103,01 ×10⁻³ ^m x₄ = Skala utama = 10,2 cm = 102 mm

(15)

= 102 mm + 0,3 mm = 102,3 mm

= 102,3 ×10⁻³ ^m x₅ = Skala utama = 10,2 cm = 102 mm

= 102,1 mm

= 102,1 ×10⁻³ ^m Rata−rata=¿ x₁+x₂+x₃+x₄+x₅

5 (103,3×10⁻³+104,2×10⁻³+103,01×10⁻³+102,3×10⁻³+102,1×10⁻³)m

5 = 515m

5 = 103 ×10⁻³ ^m

3. Tinggi

x₁ = Skala utama = 2,1 cm = 21 mm

Skala nonius = 7,5 × 0,05 mm = 0,375 mm Jumlah = Skala utama + Skala nonius = 21 mm + 0,375 mm = 21,375 mm

= 21,375 ×10⁻³ ^m x₂ = Skala utama = 2,1 cm = 21 mm

Skala nonius = 6,5 × 0,05 mm = 0,325 mm Jumlah = Skala utama + Skala nonius = 21 mm + 0,325 mm

= 21,325 mm

= 21,325 ×10⁻³ ^m

x₃ = Skala utama = 2,1 cm = 21 mm

(16)

= 21,35 mm

= 21,35 ×10⁻³ ^m x₄ = Skala utama = 2,1 cm = 21 mm

= 21,45 mm

= 21,45 ×10⁻³ ^m x₅ = Skala utama = 2,1 cm = 21 mm

= 21,3 mm

= 21,3 ×10⁻³ ^m

Rata−rata=¿ x₁+x₂+x₃+x₄+x₅

5 (21,375×10⁻³+21,325×10⁻³+21,35×10⁻³+21,45×10⁻³+21,3×10⁻³)m

5 = 106,8m

5

= 21,36 ×10⁻³ ^m

4.2.3 Perhitungan dengan menggunakan mikrometer sekrup 1. Diameter Kelereng

x₁ = Skala utama = 1,15 cm = 11,5 mm

Skala nonius = 39 × 0,05 mm = 0,39 mm Jumlah = Skala utama + Skala nonius = 11,5 mm + 0,39 mm = 11,89 mm

= 11,89 ×10⁻³ ^m x₂ = Skala utama = 1,15 cm = 11,5 mm

(17)

= 11,5 mm + 0,35 mm = 21,325 mm

= 21,325 ×10⁻³ ^m x₃ = Skala utama = 1,15 cm = 11,5 mm

= 11,65 ×10⁻³ ^m x₄ = Skala utama = 1,15 cm = 11,5 mm

= 11,97 ×10⁻³ ^m x₅ = Skala utama = 1,15 cm = 11,5 mm

= 11,93 ×10⁻³ ^m Rata−rata=¿ x₁+x₂+x₃+x₄+x₅

5 (11,89×10⁻³+11,85×10⁻³+11,65×10⁻³+11,97×10⁻³+11,93×10⁻³)m

5 = 59,29m

5

= 11,858 ×10⁻³ ^m

(18)

4.3 Ralat 4.3.1 Mistar

1. Panjang

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 25.5 X 10^-2 0 0

X2 25.5 X 10^-2 0 0

X3 25.5 X 10^-2 0 0

X4 25.5 X 10^-2 0 0

X5 25.5 X 10^-2 0 0

X

^{25.5 X 10}^-2 _{Σ ( X -}

X

₎² ⁰

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

⁰

5−1 ⁼

0

25,2x10−2 x 100%

=

√

⁰

4 =0 % =√0

= 0 2. Lebar

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 10,2 X 10^-2 0 0

X2 10,2 X 10^-2 0 0

X3 10,2 X 10^-2 0 0

X4 10,2 X 10^-2 0 0

X5 10,2 X 10^-2 0 0

X

^{10,2 X 10}^-2 _{Σ ( X -}

X

₎² ⁰

(19)

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

⁰

5−1 = 0

10,2x10−2 x 100%

=

√

⁰

4 =0 % =√0

= 0

3. Tinggi

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 2,1 X 10^-2 0 0

X2 2,1 X 10^-2 0 0

X3 2,1 X 10^-2 0 0

X4 2,1 X 10^-2 0 0

X5 2,1 X 10^-2 0 0

X

^{2,1 X 10}^-2 _{Σ ( X -}

X

₎² ⁰

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

⁰

5−1 = 0

2,1x10−2 x 100%

=

√

⁰

4 =0 % =√0

= 0

(20)

4.3.2 Jangka Sorong 1.Kedalaman

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 74,425 X 10^-3 0,59 X 10^-3 34,81 X 10^-8

X2 73,35 X 10^-3 -0,485 X 10^-3 23,5225 X 10^-8

X3 73,45 X 10^-3 -0,385 X 10^-3 14,8225 X 10^-8

X4 73,475 X 10^-3 -0,36 X 10^-3 12,96 X 10^-8

X5 74,475 X 10^-3 0,64 X 10^-3 40,96 X 10^-8

X

73,835 X 10^-3 Σ ( X -

X

₎² 127,075 X 10^-8

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

^127,07^x¹⁰⁻⁸

5−1 = 5,64x10⁻⁴

73,835x10⁻³ x 100%

=

√

^127,77^x¹⁰⁻⁸

4 =0,76%

=√ 31,77 x 10^-8 = 5,64 x 10^-4

2. Tinggi

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 21,375 X 10^-3 0,0105 X 10^-3 0,0225 X 10^-8

X2 21,325 X 10^-3 -0,035X 10^-3 0,1225 X 10^-8

X3 21,35 X 10^-3 -0,01 X 10^-3 0,01 X 10^-8

X4 21,45 X 10^-3 0,09 X 10^-3 0,81 X 10^-8

X5 21,3 X 10^-3 -0,06 X 10^-3 0,36 X 10^-8

X

^{21,36 X 10}^-3 _{Σ ( X -}

X

₎² ^{1,325 X 10}^-8

(21)

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

^1,325^x¹⁰⁻⁸

5−1 = 0,57x10⁻⁴

21,36x10⁻³ x 100%

=

√

^1,325^x¹⁰⁻⁸

4 =0,27%

=√ 0,33 x 10^-8 = 0,57 x 10^-4

3. Lebar

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 103,3 X 10^-3 0,3 X 10^-3 9 X 10^-8

X2 104,2 X 10^-3 1,2 X 10^-3 144 X 10^-8

X3 103,1 X 10^-3 0,1 X 10^-3 1 X 10^-8

X4 102,3 X 10^-3 -0,7 X 10^-3 49 X 10^-8

X5 102,1X 10^-3 -0,9 X 10^-3 81 X 10^-8

X

^{103 X 10}^-3 _{Σ ( X -}

X

₎² ^{284 X 10}^-8

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

²⁸⁴^x¹⁰⁻⁸

5−1 = 8,43x10−4

21,36x10⁻³ x 100%

=

√

²⁸⁴^x¹⁰⁻⁸

4 =0,82%

=√ 71 x 10^-8 = 8,43 x 10^-4

(22)

4.3.3 Mikrometer Sekrup 1. Diameter

Pengukuran X ( X-

X

₎ _(X-

X

₎²

X1 11,89 X 10^-3 0,032 X 10^-3 0,10 X 10^-8

X2 11,85 X 10^-3 -0,008 X 10^-3 0,0064 X 10^-8

X3 11,65 X 10^-3 -0,208 X 10^-3 4,33 X 10^-8

X4 11,97 X 10^-3 0,112 X 10^-3 1,25X 10^-8

X5 11,93X 10^-3 0,072 X 10^-3 0,52 X 10^-8

X

11,858 X 10^-3 Σ ( X -

X

₎² ^{6,2 X 10}^-8

RM =

X−¿2

¿

¿¿

∑

^¿

√¿

¿

RN = RM

❑

=

√

^6,2^x¹⁰⁻⁸

5−1 = 81,24x10−4

11,858x10⁻³ x 100%

=

√

^6,2^x¹⁰⁻⁸

4 =1,04%

=√ 1,55 x 10^-8 = 1,24 x 10^-4

(23)

4.4 Pembahasan

Pengukuran merupakan suatu proses menentukan ukuran atau kapasitas suatu besaran dengan cara membandingkannya dengan besaran yang sejenis yang digunakan sebagai acuan.

Pada prakikum kali ini membahas tentang pengukuran panjang, massa dan volume.

Untuk alat pengukuran panjang menggunakan jangka sorong, mistar dan mikrometer sekrup. Alat-alat ini memiliki ketelitian yang berbeda-beda. Jangka sorong adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit, untuk mengukur sisi dalam sebuah benda dengan cara diulur dan untuk mengukur kedalaman suatu tabung atau bahan lainnya dengan alat ukur jangka sorong terdiri dari dua bagian yaitu rahang tetap dan rahang geser. Skala panjang yang terdapat pada rahang tetap disebut skala utama. Sedangkan skala pendek pada rahang geser adalah skala nonius.

Jangka sorong memiliki ketilitian 0,01 cm atau 0,05 cm sesuai dengan yang ada di jangka sorong tersebut.

Mikrometer sekrup biasa digunakan untuk mengukur benda-benda yang tipis, seperti tebal kertas, dan diameter rambut. Mikrometer sekrup terdiri atas dua bagian, yaitu selubung luar (proses ulur) dan selubung dalam. Skala panjang pada proses tetap merupakan skala utama, sedangkan pada proses luar merupakan skala nonius.

Mistar atau penggaris merupakan alat ukur panjang yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Terdapat beberapa jenis mistar sesuai dengan skalanya, ada mistar yang skala terkecilnya mm (mistar milimeter) dan ada mistar yang skala terkecilnya cm (mistar centimeter). Mistar yang sering digunakan adalah mistar milimeter. Dengan kata lain, mistar itu mempunyai skala terkecil satu milimeter dan mempunyai ketelitian 1 milimeter atau 0,1 cm. Ketika mengukur dengan menggunakan mistar, posisi mata hendaknya diperhatikan dan berada di tempat yang tepat, yaitu terletak pada garis yang tegak lurus mistar. Garis ini ditarik dari titik yang diukur. Jika sampai mata benda diluar garis tersebut, panjang benda yang terbaca bisa menjadi salah.

Bisa saja benda akan terbaca lebih besar, atau lebih kecil dari nilai sebenarnya. Akibat dari hal ini adalah terjadinya kesalahan dalam pengukuran yang biasa disebut kesalahan paralaks.

Pada jangka sorong, terdapat dua skala, yaitu skala utama dalam sentimeter (cm) dan skala nonius dalam milimeter (mm).data yang diminta berupa milimeter (mm), maka dilakukan konversi terhadap skala utama dari sentimeter ke milimeter dengan mengalikan dengan 10. Setelah dikonversikan, baru dapat dijumlahkan skala utama dan skala nonius.

Diperoleh hasil pengukuran dengan rumus :

(24)

SU + SN. = hasil

SU + ( SN x ketelitian alat ) = hasil

Pada percobaan ini, ketelitian jangka sorong yang diigunakan adalah 0,05 mm.

Pada percobaan pengukuran pertama, yaitu pengukuran panjang, lebar dan tinggi balok yang dimana menggunakan jangka sorong dan mistar. Hasil yang diperoleh cukup teliti, namun perbandingan hasil pengukuran dan kedua alat tersebut tidak seperti mestinya. Jangka sorong lebih teliti daripada mistar. Jangka sorong memiliki ketilitian 0,05 mm. Sedangkan mistar memiliki ketilitian setengah dan skala terkecilnya yaitu 0,5 mm. Pada percobaan kali ini, saat melakukan pengukuran menggunakan jangka sorong diperoleh hasil rata-rata lebar adalah 103 x 10^-3 m dan nilai persen ralat sebesar 0,82%.

Pada pengukuran tinggi diperoleh hasil rata-rata 21,36 x 10^-3 m dengan nilai persen ralat sebesar 0,27% untuk balok. Dalam pengukuran yang kedua masih untuk balok menggunakan mistar diperoleh hasil rata-rata panjang 25,5 x 10^-2 m, lebar 10,2 x 10^-2 m dan tinggi 2,1 x 10^-2 m. Pada mistar nilai ralatnya sebesar 0%. Terdapat perbedaan pada pengukuran kedua alat tersebut dimana jangka sorong memiliki persen ralat yang berbeda-beda, sedangkan mistar tidak memiliki persen ralat karena pada saat melakukan pengukuran menggunakan jangka sorong terdapat ketidakpastian yang mungkin terjadi pada saat praktikum.

Pada percobaan berikutnya, yaitu pengukuran kedalaman yang dimana menggunakan jangka sorong pada tabung reaksi diperoleh rata-rata sebesar 73,835 x 10^-3 dalam satuan meter dengan nilai persen ralat sebesar 0,763%. Pada penggunaan jangka sorong ketidakpastian yang mungkin terjadi adalah arah pandang saat membaca skala, kesalahan titik nol atau terjadi gerakan yang menyebabkan kekeliruan hasil pengukuran tersebut.

Pada mikrometer sekrup juga menggunakan dua skala dalam pengukuran yakni skala utama dan skala nonius.Namun pada mikrometer sekrup kedua skala ini sudah berupa satuan milimeter. Maka tidak perlu dilakukan pengkonversian hasil. Hanya tinggal menjumlahkan kedua skala dan diperoleh hasil pengukuran dengan rumus :

SU + SN = hasil

SU + ( SN x ketelitian alat ) = hasil

Pada percobaan ini, ketelitian mikrometer sekrup yang digunakan adalah 0,01 mm Pada percobaan terakhir, yaitu pengukuran diameter pada kelereng menggunakan mikrometer sekrup. Diperoleh hasil rata-rata sebesar 11,,858 x 10^-3 m dengan persen ralat sebesar 1,05%. Perbedaan persen ralat pada mikrometer sekrup didapatkan dari perbedaan rata-rata pada setiap pengukuran.

(25)

Dalam melakukan perhitungan terhadap hasil pengukuran, praktikan menggunakan perhitungan secara langsung yaitu menghitung secara langsung dengan menjumlahkan hasil pengukuran pada skala utama dan skala nonius. Setiap pengukuran yang dilakukan pasti mengandujng ketidakpastian. Ketidakpastian itu disebabkan oleh faktor ketidakakurasian alat ukur, keterbatasan pengamat dalam melihat hasil pengukuran dan penulisan hasil dari suatu pengukuran. Selain itu ada beberapa kesalah yang terjadi pada pengukuran yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik dan kesalahan acak.

Kesalahan umum adalah kesalahan yang dilakukan ketika mengukur. Kesalahan umum yaitu kesalahan yang disebabkan oleh pengamat. Kesalahan ini dapat disebabkan karena pengamat kurang terampil dalam menggunakan instrumen, posisi mata yang tidak benar saat membaca skala dan kekeliruan membaca skala.

Kesalahan sistematis adalah kesalahan yang disebabkan oleh kesalahan alat ukur atau instrumen. Kesalahan ini dapat terjadi karena :

1. Kesalahan titik nol yang telah bergeser dari titik yang sebenarnya

2. Kesalahan kalibrasi, yaitu kesalahan yang terjadi akibat adanya penyesuaian pembubuhan nilai pada garis skala saat pembuatan alat

3. Kesalahan alat lainnya. Misalnya, melemahnya pegas yang digunakan pada neraca pegas sehingga mempengaruhi gerak jarum penunjuk.

Kesalahan acak adalah kesalahan yang disebabkan oleh kondisi lingkungan yang tidak menentu. Misalnya, fluktuasi-fluktuasi kecil pada saat pengukuran. Fluktuasi (naik turun) kecil ini bisa disebabkan oleh adanya gerang Brown molekul udara, fluktuasi tegangan baterai, dan kebisingan yang bersifat acak dan sukar dikendalikan.

Kesalahan-kesalahan dalam pengukuran menyebabkan hasil pengukuran tidak bisa dipastikan dengan sempurna. Dengan kata lain, terdapat suatu ketidakpastian dalam pengukuran. Ada dua ketidakpastian dalam pengukuran, yaitu ketidakpastian dalam pengukuran tunggal dan ketidakpastian dalam pengukuran berulang.

Pengukuran tunggal adalah pengukuran yang dengan satu kali pengukuran langsung diperoleh hasil ukurnya berupa satuan dan jika dilakukan berulang hasilnya tetap sama. Dalam pengukuran tunggal, penentuan hasil ukur yang tidak ada ada aturan tertentu (tidak haus ½ nilai skala terkecil) dan hasil ukurnya ditentukan oleh koefisionalitas si pengukur yang dilakukan. Secara logis dan rasional berdasarkan intuisi dan pemahaman yang dikuasai.

Pengukuran berulang adalah pengukuran dimana untuk mendapatkan hasil satuan harus dilakukan beberapa kali pengukuran karena disetiap pengukuran memperoleh hasil

(26)

yang berbeda. Ada beberapa sebab mengapa sebuah pengukuran dilakukan secara berulang-ulang, antara lain :

1. Adanya kesulitan eksperimen dalam pengulangan pengukuran 2. Besaran yang diukur bersifat fluktuatif (berubah-ubah) 3. Adanya variasi dari medium pada saat eksperimen dilakukan

Selain itu kesalahan juga terjadi dikarenakan kurang kencangnya penggunaan jangka sorong. Sehingga menjadi bergeser dan hasil yang didapatkan tidak akurat.

Kesalahan juga bisa dikarenakan lingkungan yang tidak mendukung. Dan masih banyak lagi faktor yang menyebabkan tidak ketelitiannya pengukuran ini. Oleh karena itu, setelah melakukan pengukuran dilakukan sistem ralat. Sistem ralat ini digunakan untuk mengetahui persentase kesalahan yang terjadi pada saat perhitungan.

Ralat terbagi menjadi dua, yaitu ralat mutlak (RM) dan ralat nisbi (RN). Pada ralat mutlak memiliki satuan sama dengan, sedangkan ralat nisbi ditunjukkan dengan %. setiap kali melakukan pengukuran yang diulang-ulang dengan teliti, hasilnya hampir selalu berbeda meskipun selisihnya sangan kecil. Karenanya dalam proses pengukuran selalu terdapat kesalahan atau ralat.

Kesalahan yang dijumpai dalam pengukuran ini adalah kesalahan dalam menulis data pada tabel pengamatan. Hal ini dapat menimbulkan kesalahan dalam perhitungan- perhitungan selanjutnya kesalahan yang dapat terjadi adalah kesalahan dari pengamat saat mengukur.

Pada praktikum ini asisten laboratorium sangat membantu para anggota kelompok dalam melakukan pengukuran, mengawasi, menjadi tempat bertanya para anggota yang kesulitan dalam melakukan pengukuran. Dari petunjuk para asisten laboratorium, didapatkan informasi yang sangat bermanfaat diantaranya

1. Pengukuran dengan mistar, posisi mata dalam melihat harus lurus, tidak boleh pada posisi miring, berlaku juga untuk jangka sorong dan mikometer sekrup.

2. Pengukuran dengan jangka sorong, bisa dihitung apabila benda sudah terpasang dengan baik dibagian rahang (pengukur). Posisi benda harus tetap dan juga diusahakan tidak jatuh saat diangkat, bila jatuh menunjukkan posisinya renggang.

3. Perhatikan dengan tepat skala nonius yang berhimpit dengan skala utama.

4. Pengukuran dengan mikrometer sekrup, bisa dihitung apabila benda sudah terpasang dengan baik dibagian poros (pengukur). Posisi benda harus tetap dan untuk kertas diusahakan tidak merusak struktur kertas, apabila kertas berubah struktur atau bentuknya bisa disebabkan mikrometer sekrup terlalu menjepit benda dengan kencang. Untuk kelereng atau bola baja lainnya, untuk mengukur

(27)

diameter, letakkan bola baja atau kelereng tepat ditengah-tengah poros penjepit, jangan pada posisi samping karena akan berpengaruh terhadapa hasil yang didapatkan.

(28)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilaksanakan, diperoleh kesimpulan bahwa:

1. Telah dipelajari penggunaan alat – alat ukur untuk pengukuran panjang, massa dan volume. Alat ukur yang digunakan adalah mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup.

2. Mampu menggunakan dan memahami alat – alat ukur dasar. Alat ukur yang digunakan adalah mistar dengan ketelitian 1 mm, jangka sorong < 30 cm dengan ketelitian 0,05 mm sedangkan jangka sorong > 30 cm ketelitiannya 0,01 cm dan alat yang ketelitiannya paling tinggi adalah mikrometer sekrup dengan ketelitian 0,01 mm.

3. Mampu menentukan ketidakpastian pada pengukuran tunggal dan berulang.

4. Dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran.

5.2 Saran

Praktikan harus mengetahui cara mengoperasikan alat yang ingin digunakan

dan memahami cara menggunakannya agar pada saat praktikum tidak terjadi

kebingungan karena tidak mengetahui fungsi dari bagian alat yang ingin

digunakan.

(29)

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M. 2016. Fisika Dasar 1. Bandung : ITB.

Fauzi, A dan Edy W. B. 2013. “ Pengembangan Model Praktikum Fisika Berbasis Analisis Ketidakpastian Pengukuran ”. Jurnal Materi Dan Pembelajaran Fisika.

Vol 3 ( 2 ) : 2089 – 6158.

Istanto, T., W. Endra dan T. Febrina. 2010. “ Analisis Ketidakpastian Pengukuran Pada Pengujian Karakteristik Aliran Fasa Tunggal Aliran Air Vertikal Kebawah Pada Penukar Kalor Saluran Annular Bercelah Sempit ”. Jurnal Mekanika. Vol 9 (1) : 219 – 225.

Jati, B. M. E. 2008. Pengantar Fisika 1.Yogyakarta : UGM Press.

Salim, A dan Suryani, T. 2018. Fisika Dasar 1. Yogyakarta : Deepublish.

(30)

EVALUASI AKHIR

1) Hitung volume benda pada percobaan pengukuran jangka sorong ? Jawab :

Diket : Panjang = 25,5 x 10^-2 m Lebar = 103 x 10^-3 m Tinggi = 21,36 x 10^-3 m Maka Volume = p x l x t

= (25,5 x 10^-2 m) . (103 x 10^-3 m) . (21,36 x 10^-3 m)

= 5, 61 x 10^-4m³

2) Hitung volume benda pada percobaan pengukuran mistar ? Jawab :

Diket : Panjang = 25,5 x 10^-2 m Lebar = 10,2 x 10^-2 m Tinggi = 2,1 x 10^-2 m Maka Volume = p x l x t

= (25,5 x 10^-2 m) . (10,2 x 10^-2 m) . (2,1 x 10^-2 m)

= 5, 46 x 10^-4m³

3) Bandingkan dari berbagai metode pengukuran mana yang lebih baik ? Jawab :

Dari praktikum yang telah dilakukan dengan menggunakan alat ukur jangka sorong, mistar dan mikrometer sekrup dapat disimpulkan bahwa pengukuran dengan menggunakan mikrometer sekrup lebih baik dan akurat dibandingkan dengan mistar dan jangka sorong. Hal ini dikarenakan mikrometer sekrup memiliki ketelitian yang lebih tinggi dan juga saat melakukan pengukuran objek dikunci sehingga tidak dapat bergeser. Begitu juga pada jangka sorong sehingga jangka sorong lebih teliti dan akurat dibandingkan mistar.

4) Buat analisis dan beri kesimpulan dari percobaan ini ? Jawab :

Berdasarkan percobaan yang dilakukan mistar memiliki ketelitian paling rendah yaitu 1 mm dan jangka sorong lebih teliti dibandingkan mistar yaitu dengan ketelitian 0,01 cm / 0,1 mm untuk jangka sorong >30 cm sedangkan jangka sorong <30 cm

(31)

ketelitiannya 0,05 mm dan untuk alat ukur yang paling teliti diantara semua alat ukur yang dilakukan adalah mikrometer sekrup dengan ketelitian 0,01 mm. Jadi dapat disimpulkan masing-masing alat ukur memiliki ketelitian masing-masing dimana jangka sorong lebih teliti daripada msitar dan mikrometer sekrup paling teliti diantara ketiga alat ukur ini.