PENGUKURAN

Pengukuran merupakan kegiatan yang cukup sederhana, tetapi sangat penting dalam kehidupan sehari-hari kita. Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran lain sejenis yang dipergunakan sebagai satuannya. Misalnya, Anda mengukur panjang buku dengan mistar, artinya Anda membandingkan panjang buku tersebut dengan satuan-satuan panjang yang ada di mistar, yakni milimeter atau centimeter, sehingga diperoleh hasil pengukuran, yakni panjang buku adalah 350 mm atau 35 cm.

Pengukuran ada beberapa macam alat yaitu: meter , penggaris, micro meter,jangka sorong,dial indikator,viler gauge dll

                       

         Ada tiga sumber utama yang menimbulkan ketidakpastian pengukuran. Ketiga sumber tersebut diuraikan sebagai berikut ini:

             Ketidakpastian sistematikbersumber dari alat ukur yang digunakan atau

kondisi yang menyertai saat pengukuran. Jika sumber ketidakpastian adalah alat ukur, setiap kali alat ukur tersebut digunakan diperoleh hasil pengukuran yang menunjukkan ketidakpastian yang sama. Beberapa yang termasuk dalam ketidakpastian sistematik antara lain dijelaskan berikut ini.

• Ketidakpastian alat

Ketidakpastian ini muncul akibat kalibrasi skala penunjukan angka pada alat ukur yang tidak tepat sehingga pembacaan skala menjadi tidak sesuai dengan yang sebenarnya. Misalnya, kuat arus listrik yang melewati suatu beban sebenarnnya 1,0 A, tetapi bila diukur menggunakan suatu ampermeter tentu selalu terbaca 1,2 A. Untuk mengatasi ketidakpastian alat ukur tersebut, harus dilakukan kalibrasi setiap alat yang akan dipergunakan.

• Kesalahan nol

Ketidaktepatan penunjukkan alat pada skala nol juga menimbulkan ketidakpastian sistematik. Hal ini sering terjadi, tetapi juga sering terabaikan. Umumnya, sebagian besar alat ukur sudah dilengkapi dengan skrup pengatur/pengenol. Apabila sudah diatur maksimal tetap tidak tepat pada skala nol, untuk mengatasinya harus diperhitungkan selisih kesalahan tersebut setiap kali melakukan pembacaan skala.

• Waktu respon yang tidak tepat

Ketidakpastian pengukuran ini muncul akibat dari waktu pengukuran (pengambilan data) yang tidak bersamaan dengan saat munculnya data

yang seharusnya diukur. Akibatnya, data yang diperoleh bukan data yang sebenarnya. Misalnya, kita ingin mengukur periode getar suatu beban Ilmu Pengetahuan Alam 2 yang digantungkan pada pegas dengan menggunakan stopwatch. Selang waktu yang kita ukur sering tidak tepat karena terlalu cepat atau terlambat menekan tombol stopwatch saat kejadian berlangsung.

• Kondisi yang tidak sesuai

Ketidakpastian pengukuran ini muncul karena kondisi alat ukur dipengaruhi oleh kejadian yang hendak diukur. Ketidakpastian tersebut dapat dilihat pada pengukura nilai transistor saat dilakukan penyolderan atau pengukuran panjang sesuatu pada suhu tinggi menggunakan mistar logam. Hasil yang didapatkan tentu bukan nilai yang sebenarnya karena panas mempengaruhi sesuatu yang diukur dan alat pengukurnya.

 Ketidakpastian Random Umumnya, ketidakpastian random bersumber dari gejala yang tidak mungkin dikendalikan secara pasti atau tidak dapat diatasi secara tuntas. Gejala tersebut merupakan perubahan yang sangat cepat dan acak hingga

pengaturan atau pengontrolannya di luar kemampuan kita. Misalnya, gerak acak molekul udara dan radiasi latar belakang. Molekul udara selalu bergerak secara acak (gerak Brown) sehingga berpeluang mengganggu alat ukur yang halus, misalnya mikro-galvanometer, dan melahirkan ketidakpastian pengukuran. Sementara, radiasi kosmos dari angkasa dapat mempengaruhi hasil pengukuran alat pencacah, sehingga melahirkan ketidakpastian random. Ketidakpastian Pengamatan Ketidakpastian pengamatan merupakan ketidakpastian pengukuran yangnbersumber dari kekurangterampilan manusia saat melakukan kegiatan pengukuran. Misalnya, metode pembacaan skala tidak tegak lurus (paralaks),

salah dalam membaca skala, dan pengaturan atau pengesetan alat ukur yang kurang tepat.

                                      

           Ketelitian dan Akurasi Pengukuran Seberapa besar ketelitian orang mengukur suatu besaran akan bergantung pada kepentingan mengukur itu sendiri. Misalnya untuk mengukur lebar suatu sekolah, cukup digunakan alat ukur panjang dengan skala terkecil centimeter, karena perbedaan 1 cm atau 2 cm dari hasil ukur kita tidak akan berpengaruh besar pada bangunan itu. Namun, untuk mengukur diameter skrup, alat ukur yang harus digunakan adalah jangka sorong. Artinya, pemilihan alat ukur yang digunakan dalam kegiatan pengukuran akan mempengaruhi hasil pengukuran itu sendiri. Ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam kegiatan pengukuran, yaitu: ketelitian (presisi) dan ketepatan (akurasi). Ketelitian menyatakan derajat kepastian hasil suatu pengukuran, sedangkan ketepatan menggambarkan seberapa tepat hasil pengukuran mendekati nilai yang sebenarnya. Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, ketelitian sangat bergantung pada alat yang digunakan dalam kegiatan pengukuran.

Umumnya, semakin kecil pembagian skala suatu alat, semakin teliti hasil pengukurannya. Mistar umumnya memiliki skala terkecil 1 mm, sedangkan jangka sorong mencapai 0,1 mm atau 0,05 mm. Dengan demikian, menggunakan jangka sorong dalam pengukuran akan memberikan hasil yang lebih teliti daripada pengukuran yang menggunakan mistar.

 

             Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terdiri dari angka pasti dan angka taksiran. Aturan angka penting sebagai berikut :

1.    Semua angka bukan nol adalah angka penting.

       Contoh: 12,55 mempunyai 4 angka penting.

2.    Semua angka nol yang terletak di antara angka bukan nol adalah angka penting.

       Contoh: 4050,04 mempunyai 6 angka penting.

3.    Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol tanpa tanda decimal adalah bukan angka penting, kecuali

 

       diberi tanda khusus (garis bawah/atas).

       Contoh:     502.000 mempunyai 3 angka penting

                        502.000 mempunyai 4 angka penting

                        502.000 mempunyai 5 angka penting

4.    Angka nol di sebelah kanan tanda desimal, dan di sebelah kiri angka bukan nol adalah bukan angka

       penting.

       Contoh: 0,0034 mempunyai 2 angka penting.

5.    Semua angka di sebelah kanan tanda desimal dan mengikuti angka bukan nol adalah angka penting.

       Contoh: 12,00 mempunyai 4 angka penting

                    0,004200 mempunyai 4 angka penting.

a.    Pembulatan Angka Penting

       Pembulatan angka ini sering digunakan, aturan dalam pembulatan angka penting adalah sebagai berikut.

      1.    Angka lebih dari 5 dibulatkan ke atas dan angka kurang dari 5 dihilangkan.

             Contoh: 456,67 dibulatkan menjadi 456,7

                          456,64 dibulatkan menjadi 456,6

      2.    Apabila tepat angka 5, dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya angka ganjil, dan dihilangkan jika              angka sebelumnya angka genap.

             Contoh: 456,65 dibulatkan menjadi 456,6

                          456,55 dibulatkan menjadi 456,6.

b.    Penjumlahan dan Pengurangan Angka Penting

      Operasi penjumlahan dan pengurangan angka penting mengikuti aturan:

              Penulisan hasil operasi penjumlahan dan pengurangan mengikuti jumlah angka taksiran yang paling sedikit dan pembulatan dilakukan sekali saja.

c.    Perkalian dan Pembagian Angka Penting

      Operasi perkalian dan pembagian mengikuti aturan sebagai berikut:

      Jumlah angka penting pada hasil akhir harus mengikuti jumlah angka penting yang paling sedikit. Untuk perkalian dan pembagian angka penting dengan angka eksak, hasil akhir mengikuti jumlah angka penting tersebut.

  

Akurasi

Seberapa dekat sebuah angka (hasil ukur) terhadap nilai sebenarnya, dengan membandingkan angka tersebut terhadap suatu hasil yang telah diketahui atau diacu

Presisi

Biasanya diperlihatkan oleh berapa banyak angka dibelakang koma yang terdapat pada hasil pengukuran atau dengan kata lain ketelitian hasil pengukuran. Dalam pengukuran fisika diperlihatkan oleh nilai ketakpastian (ralat).

Contoh 1 :

Berapa panjang sebuah tali?

Reza memperoleh hasil ukur sebesar 2,63 cm.Menggunakan penggaris yang sama, Wiwit memperoleh hasil ukur sebesar 1,98 cm.

Siapa yang lebih akurat?

Siapa yang lebih presisi?

Diketahui panjang tali sebenarnya adalah 2,65 cm.

Jika hasil sebenarnya adalah 2.65 cm, maka:

Hasil Reza dapat dikatakan cukup akurat dan sangat presisi, sementara. Hasil Wiwit sangat presisi, tetapi tidak begitu akurat. Hal ini mungkin disebabkan karena kesalahan penggunaan/pembacaan alat uku (penggaris) yang digunakan

Ilustrasi pentingnya menentukan ralat dengan tepat

Suatu benda A dan B, akan diuji untuk menentukan apakah benda tersebut terbuat dari emas 18 karat atau Alloy

Sebagai acuan diketahui:

ρ emas = 15,5 gr/cm3

ρ alloy   = 13,8 gr/cm3

A gr/cm3	B gr/cm3
15	13,9	Hasil terbalik
13,5-16,5	13,7-14,1	Kisaran nilai

Analisa

Benda A (Tidak dapat disimpulkan)

Nilai terbaik A dekat denganρ emas

Nilai terbaik A jauh dariρ alloy

ρ emas dan ρalloy masuk dalam kisaran nilai A

Benda B adalah Alloy

Nilai terbaik B dekat denganρ Alloy

Nilai terbaik B jauh dariρ emas

ρ emas diluar kisaran nilai B

ρ alloy masuk dalam kisaran nilai A

Jadi Ketakpastian memberikan hasil ukur yang lebih nyata. Ketakpastian yang sangat besar akan memberikan hasil ukur yang sia-sia.

B. Langkah-langkah Penulisan Hasil Ukur

Tentukan nilai ralatnya

Bulatkan nilai ralatnya sampai angka yang paling penting saja (satu angka penting).

Sesuaikan nilai pengamatan terbaik (x) terhadap nilai ralatnya (∆x) Satuannya sama, Ordenya sama, dan Posisi ketakpastiannya telah sesuai

X = 265,5 cm

∆x = 2,5 cm

(x± ∆x) = ( 266 ± 2 ) c

C.  Penyampaian Hasil Ukur

Penulisan (x ±∆x) memiliki makna hasil ukur bernilai antara x +∆x s.d. x−∆x

 Hasil ukur dapat dinyatakan dalam bentuk ralat mutlaknya

Contoh : ( 266 ± 2 ) cm

3. Atau hasil ukur juga dapat dinyatakan dalam bentuk ralat relatifnya (%). Ralat relatif adalah (∆x/x × 100% )

Contoh : ( 1000 ± 1% )