ACARA I

ALAT UKUR

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum

a. Mempelajari alat ukur massa (neraca) dan alat ukur panjang (jangka sorong,

micrometer sekrup, mistar) dengan ketelitian tinggi.

b. Mempelajari ketelitian massa (neraca) dan alat ukur panjang (jangka sorong,

micrometer sekrup, mistar) dengan ketelitian tinggi.

2. Waktu Praktikum

Sabtu, 23 Mei 2015

3. Tempat Praktikum

Laboratorium Fisika Dasar, Lantai II, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Mataram.

B. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

1. Alat-alat Praktikum

a. Neraca

b. Mikrometer sekrup

c. Jangka sorong

d. Mistar

2. Bahan-bahan Praktikum

a. Kubus

b. Silinder

c. Plat Aluminium

d. Kawat

C. LANDASAN TEORI

Jangka sorong adalah alat ukur panjang, tebal, keadaan lubang dan diameter luar

maupun dalam, diameter suatu benda dengan batas ketelitian 0,05 mm, Jangka sorong

mempunyai dua rahang yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Pada rahang tetap

terdapat skala utama dan rahang sorong terdapat skala nnius atau skala vernier (Hidayat,

2004: 87).

Contoh-contoh alat ukur berbagai pengukuran yang berkaitan dengan panjang

benda diantaranya adalah jangka sorong dan micrometer sekrup. Jangka sorong dapat

2

digunakan untuk menentukan dimensi dalam, luar serta kedalaman dari skala vernier

dari jangka sorong meningkatkan akurasi penelitian hingga 120

mm. Pada alat ukur

micrometer, alat ukur dipasangkan pada benda uji dengan memutar sekrup. Bila sekrup

pemutar tidak dapat diputar lagi, maka nilai pengukuran atau hasil pengkuran dapat

dibaca. Pembacaan dapat penih dan setengah millimeter dapat dibaca pada skala vernier

tidak mencukupi setengah millimeter, maka harus ditambahkan pada persatuan

millimeter (Hikam, 2005: 15-16).

Neraca atau timbangan sering kita jumpai di pasar-pasar tradisional, terutama di

kios pedagang yang membutuhkan massa, misalnya pada penjual buah-buahan, sayur-

mayur, atau lauk-pauk. Prinsip kerja neraca yaitu memandingkan massa benda yang

akan diukur dengan massa benda yang dijadikan satuan biasanya satuan ini adalah

pemberat yang diketahui massanya, 0.5 kg, 1 kg, 100 g, dan 250 g. Terdapat dua sisi ata

bagian dari alat ini. Sisi pertama digunakan untuk meletakkan pemberat, sedangkan sisi

yang kedua digunakan untuk meletakkan benda yang diukur. Sebelum pengukuran

dilakukan harus terlebih dahulu diatur agar terjadi keseimbangan antara kedua sisi

(disebut dengan istilah kalibrasi atau tara). Benda yang akan diukur nilai massanya

diletakkan di sisi satu, kemudian ditambah pemberat pada sisi kedua sehingga tercapai

keseimbangan seperti semula. Pemberat biasanya dapat diganti nilainya jika belum

terapai keseimbangan. Kemudian dari neraca ini adalah ketelitiannya kecil dan

ketergantungan pada pemberat. Pengukuran hanya dapat dilakukan jika terdapat

pemberat yang nilainya sama dengan hasil yang diinginkan (Timuda, 2008: 19-24).

Ketepatan hasil pengukuran ditentukan ileh ketepatan hasil melihat skala induk

yang ada pada alat ukur. Kesalahan demikian dinamakan pralaks ketidsk. Ketetapan

hasil pengukuran dapat bersumber pada keterbatasannya skala terkecil yang ada pada

skala induk (Kadiawarman, 1993: 19).

D. PROSEDUR KERJA

1. Menyiapkan alat-alat praktikum yang terdiri dari micrometer sekrup, jangka

sorong, mistar dan neraca serta bahan-bahan praktikum yang terdiri dari kubus,

silinder, plat aluminium dan kawat.

2. Mengukur panjang dan diameter kawat dengan menggunakan mistar dan

micrometer sekrup untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat, pengukuran

dilakukan 10 kali dengan kawat yang sama tetapi kemudian setelah selesai

3

pengukuran yang pertama, kawat diluruskan terlebih dahulu, lalu dilanjutkan

pengukuran lagi. Hasil pengukuran ditulis pada data eksperimen.

3. Mengukur tinggi dan diameter silinder dengan menggunakan jangka sorong dan

micrometer sekrup, untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat, pengukuran

dilakukan sebanyak 10 kali kemudian hasil pengukuran ditulis pada data

eksperimen.

4. Mengukur ketebalan sisi kubus dengan menggunakan jangka sorong. Pengamatan

dilakukan sebanyak 10 kali untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat,

kemudian hasil pengukuran ditulis pada data eksperimen.

5. Mengukur panjang, tebal dan tinggi plat aluminium dengan menggunakan jangka

sorong dan micrometer sekrip. Untuk mendapatkan hasil pegukuran yang akurat,

pengukuran dialkukan sebanyak 10 kali dengan menggunakan plat yang sama

kemudian data hasil pengukuran ditulis dalam data eksperimen.

6. Pada tahap akhir mengukur massa masing-masing bahan praktikum dengana

menggunakan neraca.

E. HASIL PENGAMATAN

1. Kawat

Massa = 2 gram

No Pi (mm) di (mm)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

132

132

132

132

132

132

132

132

132

132

1,44

1,44

1,44

1,44

1,44

1,43

1,43

1,42

1,44

1,43

2. Plat aluminium

Massa = 4,6 gram

No Pi (mm) li (mm) Ti (mm)

4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

81,2

81,2

81,2

81,2

81,2

81,2

81,2

81,2

81,2

81,2

15

14,9

15

15

15

15

14,9

15

15

15

1,43

1,43

1,425

1,43

1,44

1,425

1,43

1,43

1,425

1,43

3. Silinder

Massa = 23,3 gram

No Ti (mm) di (mm)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

20,75

21,55

20,88

20,88

21,55

20,88

20,88

21,65

21,55

20,98

12,57

12,77

12,87

12,87

12,77

12,77

12,77

12,87

12,77

12,77

4. Kubus

Massa = 22 gram

No Sisi (mm)

1

2

3

4

5

20,08

21,015

20,08

20,08

21,04

5

6

7

8

9

10

20,01

20,08

21,01

21,015

21,02

F. ANALISIS DATA

1. Menentukan volume benda

a. Kawat

Tabel perhitungan

No Pi (mm) di (mm) ( pi- p )2 (di- d )2

1 132 1,44 0 2,5 ×10-5

2 132 1,44 0 2,5 ×10-5

3 132 1,44 0 2,5 ×10-5

4 132 1,44 0 2,5 ×10-5

5 132 1,44 0 2,5 ×10-5

6 132 1,43 0 2,5 ×10-5

7 132 1,43 0 2,5 ×10-5

8 132 1,42 0 2,25 ×10-4

9 132 1,44 0 2,5 ×10-5

10 132 1,43 0 2,5 ×10-5

∑ 1320 14,35 0 4,5 ×10-4

p = ∑ pi

n

= 132010

= 132 mm

∆p = √∑ (pi- p )2

n-1

= √02

9

= 0 mm

6

% eror = ∆pp

× 100 %

= 0132

× 100 %

= 0 %

Pk = ( p ± ∆p ) mm

= (132 ± 0 ) mm

d = ∑ di

n

= 14, 3510

= 1,435 mm

∆d = √∑ (di- d )2

n-1

= √4,5 × 10-4

9

= √5 ×10-5

= 7,07 × 10-3 mm

% eror = ∆dd

× 100 %

= 7,07 × 10-3

1,435 × 100 %

= 0,49 %

dk = (d ± ∆d ) mm

= (1,435 ± 7,07 × 10-3 ) mm

Volume kawat

V = 14

π d2 p

= 14

× 3,14 × (1,435 )2 × 132

= 213,38 mm3

∆V= √(∂V

∂ d ∆d)

2

+ (∂V∂ p

∆p)2

= √(12 π d p ∆d)2

+ (14 π d2 0)2

7

= √(12 × 3,14 × 1,435 × 132 × (7,07 × 10-3 ))2

+ (0 )2

= √ (2,1 )2 + (0 )2

= √4,42

= 2,1 mm3

Vk = (V ±∆V ) mm3

= (213,38 ± 2,1 ) mm3

b. Plat aluminium

Tabel perhitungan

No Pi (mm) li (mm) Ti (mm) ( pi- p )2 ( li- l )2 (Ti- T )2

1 81,2 15 1,43 0 0,0004 0

2 81,2 14,9 1,43 0 0,0064 0

3 81,2 15 1,425 0 0,0004 25 ×10-6

4 81,2 15 1,43 0 0,0004 0

5 81,2 15 1,44 0 0,0004 1 ×10-4

6 81,2 15 1,425 0 0,0004 25 ×10-6

7 81,2 14,9 1,43 0 0,0064 0

8 81,2 15 1,43 0 0,0046 0

9 81,2 15 1,425 0 0,0004 25 ×10-6

10 81,2 15 1,43 0 0,0004 0

∑ 812 149,8 14,295 0 0,016 0,000175

p = ∑ pi

n

= 81210

= 81,2 mm

∆p = √∑ (pi- p )2

n-1

= √02

9

= 0 mm

% eror = ∆pp

× 100 %

8

= 081,2

× 100 %

= 0 %

PA = ( p ± ∆p ) mm

= (81,2 ± 0 ) mm

l = ∑ li

n

= 14 9,810

= 14,98 mm

∆l = √∑ ( l i- l )2

n-1

= √0,0169

= √1,78 ×10-3

= 0,04 mm

% eror = ∆ll

× 100 %

= 0,0414,98

× 100 %

= 0,27 %

LA = (l ± ∆l ) mm

= (14,98 ± 0,04 ) mm

T = ∑ li

n

= 14 ,29510

= 1,43 mm

∆T = √∑ (Ti-T )2

n-1

= √ (1,725 ×10 -4 )9

= 4,83 ×10 -3 mm

% eror = ∆TT

× 100 %

9

= 4,83 ×10 -3

1,43 × 100 %

= 0,31 %

TA = (T ± ∆T ) mm

= (1,43 ± 4,38 ×10-3 ) mm

Volume plat alminium

V = p × l × T

= 81,2 × 14,98 × 1,43

= 1739,42 mm3

∆V= √(∂V

∂ p ∆p)

2

+ (∂V∂ l

∆L)2

+ (∂V∂ T

∆T)2

= √ (l T ∆p )2 + ( p T ∆l )2 + (p l ∆T )2

= √ (0 ) + (21,53 ) + (28,30 )

= √49,83

= 7,06 mm3

VA = (V ±∆V ) mm3

= (1739,42 ± 7,06 ) mm3

c. Silinder

Tabel perhitungan

No Ti (mm) di (mm) (Ti- T )2 (di- d )2

1 20,75 12,57 0,164025 0,0441

2 21,55 12,77 0,156025 0,0004

3 20,88 12,87 0,075625 0,0081

4 20,88 12,87 0,075625 0,0004

5 21,55 12,77 0,156025 0,0004

6 20,88 12,77 0,075625 0,0004

7 20,88 12,77 0,075625 0,0004

8 21,65 12,87 0,245025 0,0081

9 21,55 12,77 0,156025 0,0004

10 20,98 12,77 0,030625 0,0004

∑ 211,55 127,8 1,2115 0,069

10

T = ∑ Ti

n

= 211,3510

= 21,155 mm

∆T = √∑ (Ti- T )2

n-1

= √1,21159

= 0,37 mm

% eror = ∆TT

× 100 %

= 0,3721,155

× 100 %

= 1,75 %

TS = ( T ± ∆T ) mm

= (21,155 ± 0,37 ) mm

d = ∑ di

n

= 127,810

= 12,78 mm

∆d = √∑ (di- d )2

n-1

= √0,0699

= √7,67 ×10-3

= 0,0876 mm

% eror = ∆dd

× 100 %

= 0,087612,78

× 100 %

= 0,68 %

dS = (d ± ∆d ) mm

= (12,78 ± 0,0876 ) mm

Volume kawat

11

V = 14

π d2 T

= 14

× 3,14 × (12,78 )2 × 21,155

= 2712,34 mm3

∆V= √(∂V

∂ d ∆d)

2

+ (∂V∂ T

∆T)2

= √(12 π d T ∆d)2

+ (14 π d2 ∆T)2

= √ (1382,6 ) + (2250,4 )

= √3633

= 60,27 mm3

VS = (V ±∆V ) mm3

= (2712,34 ± 60,27 ) mm3

d. Kubus

Tabel perhitungan

No Si (mm) (Ti- T )2

1 20,08 0,21

2 21,015 0,22

3 20,08 0,21

4 20,08 0,21

5 21,04 0,25

6 20,01 0,28

7 20,08 0,21

8 21,01 0,21

9 21,015 0,22

10 21,02 0,23

∑ 205,43 2,25

S = ∑ Si

n

= 205,4310

12

= 20,54 mm

∆S = √∑ (Si- S )2

n-1

= √2,259

= 0,5 mm

% eror = ∆ S

S × 100 %

= 0,520,54

× 100 %

= 2,43 %

Skb = (S ± ∆S ) mm

= (20,54 ± 0,5 ) mm

Volume kubus

V = S3

= (20,543 )3

= 8669,45 mm3

∆V= √(∂V

∂S ∆S)

2

= √ (3S2 × ∆S )2

= √ (3 (20,54 )2 ×0,5)= 632,84 mm3

Vkb = (V ±∆V ) mm3

= (8669,45 ± 632,84 ) mm3

2. Menetukan Massa Jenis Benda

a. Kawat

Diketahui : Massa kawat = 2 gram

Vkawat = (213,38 ± 2,1 ) mm3

∆m=

12

× (0,01) gram

= 0,005 gram

Ditanya :

ρkawat= ….

gr

mm3 ?

13

Jawab :ρkawat =

mVkawat

= 2 gram

213,38 mm3

ρkawat= 9,37 × 10-3

gr

mm3

∆ ρ = √(∂ ρ∂ m

∆m )2

+ (∂ ρ∂ v

∆V)2

= √(∆mVk )

2

+ ((-m( Vk )2 ) ∆V)2

= √(0,005213,38 )

2

+ ((-2(213,38 )2 ) 2,1)2

= √5,49 ×10-10 + 9,22 ×10 -5

= √549000 ×10-5 + 9,22 ×10 -5

= √549009,22 ×10-5

= 2,34 gr

mm3

ρkawat= ( ρ±∆ ρ )

gr

mm3

= (9,37 ×10 -3 ± 2,34 ) gr

mm3

b. Plat Aluminium

Diketahui : Massa plat = 4,6 gram

Vplat = (1739,42 ± 7,06 ) mm3

∆m=

12

× (0,01) gram

= 0,005 gram

Ditanya :

ρplat= ….

gr

mm3 ?

Jawab :ρplat =

mVplat

= 4,6 gram

1739,42 mm3

14

ρplat= 0,0026

gr

mm3

∆ ρ = √(∂V∂ m

∆m )2

+ (∂V∂ v

∆V )2

= √(∆mVk )

2

+ ((-m( Vk )2 ) ∆V)2

= √(0,0051739,42 )

2

+ ((-4,6

(1739,42 )2 ) 7,06)2

= 7,84 ×10-12 gr

mm3

ρplat= ( ρ±∆ ρ )

gr

mm3

= (0,0026 ± 7,84 ×10-12 ) gr

mm3

c. Silinder

Diketahui : Massa silinder = 23,3 gram

Vplat = (2712,34 ± 60,27 ) mm3

∆m=

12

× (0,01) gram

= 0,005 gram

Ditanya :

ρsilinder= ….

gr

mm3 ?

Jawab :ρsilinder =

mVsilinder

= 23,3 gram

2712,34 mm3

ρsilinder= 8,59 ×10 -3

gr

mm3

∆ ρ = √(∂V∂ m

∆m )2

+ (∂V∂ v

∆V )2

= √(∆mVk )

2

+ ((-m( Vk )2 ) ∆V)2

= √(0,0052712,34 )

2

+ ((-23,3

(2712,34 )2 ) 60,27)2

15

= √3,39×10-12 + 3,64 ×10-8

= √33900×10-8 + 3,64 ×10 -8

= √33903,64×10-8

= 184,13×10-4 gr

mm3

ρsilinder= ( ρ±∆ ρ )

gr

mm3

= (8,59 ×10 -3 ± 184,13×10-4 ) gr

mm3

c. Kubus

Diketahui : Massa kubus = 22 gram

Vplat = (8669,45 ± 632,84 ) mm3

∆m=

12

× (0,01) gram

= 0,005 gram

Ditanya :

ρkubus= ….

gr

mm3 ?

Jawab :ρkubus =

mVkubus

= 22 gram

8669,45 mm3

ρkubus= 2,54 ×10-3

gr

mm3

∆ ρ = √(∂V∂ m

∆m )2

+ (∂V∂ v

∆V )2

= √(∆mVk )

2

+ ((-m( Vk )2 ) ∆V)2

= √(0,0058669,45 )

2

+ ((-22

(8669,45 )2 ) 632,8)2

= √3,32×10-13 + 3,43 ×10-8

= √33200×10-8 + 3,43 ×10 -8

= 57,65 ×10-4 gr

mm3

16

ρsilinder= ( ρ±∆ ρ )

gr

mm3

= (2,54 ×10 -3 ± 57,65 ×10 -4 ) gr

mm3

G. PEMBAHASAN

Pengukuran adakah suatu teknik untk mmengaitkan suatu bilangan pada suatu sifat

fisis dengan membandingkan dengan suatu besaran standar yang telah diterima sebaga

suatu pengukuran.

Dalam percobaan ini menggunakan alat ukr massa (neraca) untu mengukur massa

benda dan alat ukur panjang berupa jangka sorong, micrometer sekrup dan mistar

dengan tingkat ketelitian yang tinggi. Jangka sorong memiiki ketelitian 0,05 mm, mistar

memiliki ketelitian 0,1 mm dan micrometer sekrup dengan ketelitian 0,001 mm.

Pada percobaan yang telah dilakukan jangka sorong digunakan untuk mengukur

keteteblan sisi kubus, panjang dan lebar plat aluminium serta tinggi silinder dengan

pengukuran bahan masing-masing sebanyak 10 kali. Sesuai dengan analisis data hasil

dari percobaan didapatkan bahwa setiap pengukuran memiliki hasil dan nilai % eror

yang berbeda-beda. Untuk nilai persen eror sisi kubus diperoleh nilai sebesar 2,43 %,

panjang aluminium 0 % (hasil pengukuran sama), lebar plat aluminium 0,27 % dan

panjang silinder 1,75 %.

Pada percobaan ini micrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter kawat,

tinggi plat aluminium dan diameter silinder. Masing-masing diperoleh hasil dengan nilai

% eror yang berbeda-beda pula dengan hasil pengukuran sebelumnya. Untuk diameter

kawat diperoleh nilai % eror sebesar 0,49 %, tinggi plat aluminiu 0,31 % serta dimater

silinder 0,68 %.

Adapun mistar digunakan untuk mengukur panjang kawat dan memiliki nilai %

eror 0 % (hasil pengukuran sama). Kemudian pengukuran yang terakhir adalah

menimbang massa dari masing-masing bahan dengan menggunakan neraca, hasil yang

diperoleh berbeda-beda untuk setiap bahan.

Berdasarkan nilai % eror bahan yang diukur dengan dengan berbagai jenis alat ukur

diatas, secara umum dapat dilihat bahwa presentase nilai atau % eror yang paling rendah

adalah bahan yang diukur dengan mistar, micrometer sekrup dan jangka sorong. Nilai %

eror dari bahan yang diukur menggunakan micrometer sekrup adalah yang terendah

karena micrometer sekrup memiliki skala ketelitian yang lebih tinggi dari jangka sorong

17

ataupun mistar. Namun, dalam pengukuran dengan alat ukur mistar diperoleh nilai %

eror yang paling rendah dibandingkan dengan hasil pengukuran dengan menggunakan

micrometer sekrup dan jangka sorong. Pada pengukuran terdapat nilai % eror lebih

besar dari 1 yakni pada pengukuran sisi kubus dan panjang silinder, sedangkan pada

pengukuran bahan yang lain diperoleh % kurang dari 1. Perbedaan yang didapatkan

pada praktikum dikarenakan pengukuran selalu disertai ketidakpastian dan ketidak

telitian praktikan ketika melakukan kalibrasi pada timbangan, kesalahan titik nol,

kesalahan paralaks fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang sangat

mempengaruhi pengukuran.

H. KESIMPULAN

1. Kesimpulan

a. Neraca adalah alat ukur yang digunakan dalam pengukuran massa benda,

sedangkan jangka sorong, micrometer sekrup, serta mistar merupakan alat ukur

panjang, akan tetapi mikrometer sekrup biasa digunakan dalam pengukuran

ketebalan benda.

b. Mikrometer sekrup memiliki ketelitian yang paling tinggi yakni sebesar 0,01

mm dibandingkan dengan jangka sorong dengan ketelitian 0,005 mm, mistar

sebesar 1 mm, serta neraca sebesar 0,5 gram. Semakin tinggi ketelitian dari

suatu alat ukur maka presentase (%) eror yang dihasilkan dalam pengukuran

semakin kecil.

2. Saran

a. Sebelum melakukan praktikum agar memeriksa alat yang akan digunakan agar

tidak mempengaruhi hasil pengukuran.

b. Dalam melakukan percobaan haruslah teliti dan serius agar data yang

didapatkan tidak slah dan lebih akurat.

18

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat, Lilik. 2004. Kamus Fisika Bergambar. Bandung: Pakar Raya.

Hikam, Muhammad. 2005. Eksperimen Fisika Dasar untuk Perguruan Tinggi. Jakarta:

Kencana.

Timuda, Gerald Ensang. 2008. Ensiklopedia Fisika: Besaran dan Satuan. Jakarta: Penerbit

Inter Plus.

Kadiawarman, dkk. 1993. Fisika Dasar I. Jakarta: Dekdikbud.

19