laporan pengukuran
DESCRIPTION
pengukuran lopran fisika dasar 1TRANSCRIPT
PERCOBAAN I
PENGUKURAN
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1. Tujuan Praktikum
a. Mempelajari metode pengukuran panjang, massa dan rapat jenis.
b. Mempelajari penggunaan teori ralat dalam pengukuran.
c. Membandingkan beberapa metode pengukuran rapat jenis.
2. Waktu Praktikum
Kamis, 20 November 2014
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. Jangka Sorong
b. Mikrometer sekrup
c. Timbangan
d. Stopwacth
e. Penggaris 60 cm
2. Bahan – bahan Praktikum
a. Bola kecil (Bulatan)
b. Kawat
c. Plat besi
d. Silinder
C. LANDASAN TEORl
Fisika adalah ilmu percobaan. Percobaan memerlukan pengukuran dan kita
biasanya menggunakan bilangan untuk menyatakan hasil pengukuran. Setiap bilangan
juga digunakan untuk mendeskripsikan suatu fenomena fisika secara kuantitatif disebut
besaran fisika (physical quantity). Sebagai contoh, dua besaran fisika yang
2
mendeskripsikan bagaimana cara mengukurnya. Definisi seperti itu disebut definisi
operasional (Zemansky, 2002 : 3).
Fisika didasarkan atas pengukuran. Kita berkenalan dengan fisika untuk
mempelajari bagaimana cara mengukur besaran – besaran yang terkait dengan fisika. Di
antara besaran – besaran ini adalah panjang, waktu, massa, suhu, tekanan dan resistensi
(tahanan atau hambatan listrik). Untuk mendeskripsikan sebuah besaran fisika, kita
mendeskripsikan dulu satuan yaitu suatu ukuran besaran yang didefinisikan suatu bernilai
persis 1,0. Kemudian kita mendeskripsikan suatu standar, yaitu suatu acuan yang
berfungsi sebagai patokan perbandingan bagi semua contoh lain besaran yang
bersangkutan. Sebagai contoh satuan panjang adalah meter (Halliday, 2002 : 23).
Mikrometer sekrup mempunyai ketelitian sepuluh kali lebih teliti dari pada
jangka sorong. Ketelitiannya sampai pada 0,01 mm. Mikrometer sekrup mempunyai dua
skala utama (dalam mm) dan skala nonius. Skala nonius mikrometer sekrup berupa
selubung silinder yang berskala hingga 50. Apabila skala diputar satu kali, skala utama
bergeser maju atau mundur 0,5 mm, dan untuk ketelitian jangka sorong 0,1 mm, dan
mempunyai dua skala yaitu skala utama dan skala nonius sama halnya dengan
mikrometer sekrup (Alonso, 1980 : 93).
Jangka sorong adalah alat ukur panjang, tebal, kedalaman lubang dan diameter
luar maupun dalam suatu benda dengan batas ketelitian 0,1 mm. Jangka sorong
mempunyai dua rahang yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Pada rahang tetap terdapat
skala utama yang pada sorong terdapat skala nonius atau skala vanier, skala utama pada
jangka sorong memiliki skala dalam cm dan mm. Sedangkan nonius merupakan skala
pendek yang panjangnya 5 mm yang terbagi menjadi 10 skala dengan tingkat ketelitian
0,1 mm. Hasil pengukuran pada jangka sorong ditentukan berdasarkan angka pada skala
utama (angka pasti) dan ditambahkan dengan angka pada skala nonius yang berimpit
dengan skala utama (Hidayat, 2004 : 87).
D. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Menentukan volume
a. Mengukur panjang kawat menggunakan jangka sorong sebanyak 10x
pengukuran, hasil pengukuran dicatat.
b. Mengukur diameter kawat menggunakan mikrometer sekrup sebanyak 10x
pengukuran, hasil pengukuran dicatat.
3
c. Mengukur tinggi dan diameter silinder menggunakan jangka sorong masing –
masing dilakukan 10x pengukuran, hasil pengukuran dicatat.
d. Mengukur panjang dan lebar plat (balok) besi menggunakan jangka sorong
masing – masing dilakukan 10x pengukuran, hasil pengukuran dicatat.
e. Mengukur tinggi plat (balok) besi menggunakan mikrometer sekrup sebanyak
10x pengukuran, hasil pengukuran dicatat.
f. Mengukur diameter bola (bulatan kecil) dengan menggunakan mikrometer
sekrup sebanyak 10x pengukuran, hasilnya dicatat.
2. Menentukan rapat jenis
a. Menimbang kawat satu kali pengukuran untuk mengetahui massa, hasil
pengamatan dicatat.
b. Menimbang silinder satu kali pengukuran untuk mengetahui massa, hasil
pengamatan dicatat.
c. Menimbang plat satu kali pengukuran untuk mengetahui massa, hasil
pengamatan dicatat.
3. Mengukur denyut nadi
a. Mengukur denyut nadi sebanyak 30x denyut nadi, sebanyak 10x percobaan.
b. Menghitung hasil pengukuran sesuai dengan aturan angka penting pada tabel
yang sesuai.
c. Menghitung rata – rata denyutan dengan menentukan ralat perhitungan denyut
nadi.
E. HASIL PENGAMATAN
1. Tabel hasil pengukuran kawat
No P1 (mm) d1 (mm)
1 132 0,24
2 132 0,26
3 132 0,26
4 132 0,28
5 132 0,28
6 133 0,28
7 132 0,29
8 133 0,28
4
9 132 0,29
10 133 0,28
Massa = massa ± ∆m
= 0,058 gr ± 0,0005 gr
2. Tabel hasil pengukuran silinder
No t (mm) d (mm)
1 2,060 1,275
2 2,060 1,275
3 2,055 1,275
4 2,060 1,275
5 2,060 1,270
6 2,060 1,275
7 2,060 1,270
8 2,060 1,275
9 2,055 1,270
10 2,055 1,270
Massa = massa ± ∆m
= 21, 899 gr ± 0,0005 gr
3. Tabel hasil pengukuran plat besi
No P1 (mm) L1 (mm) t1 (mm)
1 81,10 15,05 1,35
2 81,10 15,10 1,39
3 81,10 15,05 1,34
4 81,10 15,10 1,35
5 81,10 15,10 1,39
6 81,10 15,10 1,37
7 81,10 15,10 1,39
8 81,10 15,15 1,39
5
9 81,05 14,95 1,38
10 80,90 15,20 1,38
Massa = massa ± ∆m
= 2,88 gr ± 0,0005 gr
4. Tabel hasil pengukuran pada bola (bulatan) kecil
No d1 (mm)
1 6,18
2 6,13
3 6,12
4 6,12
5 6,13
6 6,14
7 6,08
8 6,05
9 6,06
10 6,08
Massa = massa ± ∆m
= 0,97 gr ± 0,0005 gr
5. Tabel hasil pengukuran denyut nadi
No t (s) n
1 21,92 30
2 22,24 30
3 22,60 30
4 19,80 30
5 18,59 30
6 20,26 30
7 20,64 30
8 19,51 30
6
9 20,08 30
10 18,85 30
F. ANALISIS DATA
a. Kawat (menentukan volume)
No P1 (mm) d1 (mm) (d1 - d)2 (mm) (p1 - p)2 (mm)
1 132 0,24 0,001156 0,09
2 132 0,26 0,000196 0,09
3 132 0,26 0,000196 0,09
4 132 0,28 0,000036 0,09
5 132 0,28 0,000036 0,09
6 133 0,28 0,000036 0,49
7 132 0,29 0,000256 0,09
8 133 0,28 0,000036 0,49
9 132 0,29 0,000256 0,09
10 133 0,28 0,000036 0,49
∑ 1323 2,74 0,00224 2,1
d = ∑ d i
n
= 2,7410
= 0,274 mm
Δd = √∑ (d 1−d )2n−1
= √ 0,0022410−1
= √ 0,002249
= 0,016 mm
7
p = ∑ p i
n
= 1323
10
= 132,3 mm
Δp = √∑ ( p 1−p)2n−1
= √ 2,110−1
= √ 2,19
= 0,483 mm
v = 14
π d2 p
= 14
x3,14 x(0,274)2 x 132,3
= 7,797 mm3
d = d ± ∆ d
= 0,274 mm ± 0,016 mm
P = p ± ∆ p
= 132,3 mm ± 0,483 mm
Δv = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= √0,8298
= 0,91 mm3
V = v± ∆ v
= 7,797 mm3 ± 0,91 mm3
8
% error = ∆ vv
×100 %
= 0,91
7,797×100 %
= 11,67 %
b. Plat (menentukan volume)
No P1
(mm)
L1
(mm)
t1
(mm)
(p1 - p)2
(mm)
(l1 - l)2
(mm)
(t1 - t)2
(mm)
1 81,10 15,05 1,35 6,25 x 10-4 0,0016 0,000529
2 81,10 15,10 1,39 6,25 x 10-4 0,0001 0,000289
3 81,10 15,05 1,34 6,25 x 10-4 0,0016 0,001089
4 81,10 15,10 1,35 6,25 x 10-4 0,0001 0,000529
5 81,10 15,10 1,39 6,25 x 10-4 0,0001 0,000289
6 81,10 15,10 1,37 6,25 x 10-4 0,0001 0,000009
7 81,10 15,10 1,39 6,25 x 10-4 0,0001 0,000289
8 81,10 15,15 1,39 6,25 x 10-4 0,0036 0,000289
9 81,05 14,95 1,38 6,25 x 10-4 0,0196 0,000049
10 80,90 15,20 1,38 0,030625 0,0121 0,000049
∑ 810,75 150,9 13,73 0,03625 0,039 0,00341
p = ∑ p i
n
= 810,75
10
= 81,075 mm
l = ∑ li
n
= 150,9
10
= 15,09 mm
t = ∑ ti
n
9
= 13,73
10
= 1,373 mm
Δp = √∑ ( p 1−p)2n−1
= √ 0,036259
= 63,465 x 10-3 mm
Δl = √∑ (l 1−l)2n−1
= √ 0,0399
= 65,828 x 10-3 mm
Δt = √∑ (t 1−t)2n−1
= √ 0,003419
= 19,465 x 10-3 mm
P = p ± ∆ p
= 81,075 mm ± 63,465 x 10-3 mm
l = l ± ∆ l
= 15,09 mm ± 65,828 x 10-3 mm
t = t ± ∆ t
= 1,373 mm ± 19,465 x 10-3 mm
v = p x l x t
= 81,075 mm x 15,09 mm x 1,373 mm
10
= 1.679, 758 mm3
Δv = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿¿
= √633,065
= 25,16 mm3
V = v± ∆ v
= 1.679, 758 mm3 ± 25,16 mm3
% error = ∆ vv
×100 %
= 25,16
1.679 ,758×100 %
= 1,5 %
c. Silinder
No t (mm) d (mm) (d1 - d)2 (mm) (t1 - t)2 (mm)
1 2,060 1,275 0,000004 2,25 x 10-6
2 2,060 1,275 0,000004 2,25 x 10-6
3 2,055 1,275 0,000009 12,25 x 10-6
4 2,060 1,275 0,000004 2,25 x 10-6
5 2,060 1,270 0,000004 2,25 x 10-6
6 2,060 1,275 0,000004 2,25 x 10-6
7 2,060 1,270 0,000004 2,25 x 10-6
8 2,060 1,275 0,000004 2,25 x 10-6
9 2,055 1,270 0,000009 12,25 x 10-6
10 2,055 1,270 0,000009 12,25 x 10-6
∑ 20,585 12,73 0,00006 52,5 x 10-6
d = ∑ d i
n
= 12,73
10
11
= 1,273 mm
Δd = √∑ (d 1−d )2n−1
= √ 0,000069
= 0,0026 mm
t = ∑ ti
n
= 20,585
10
= 2,0585 mm
Δt = √∑ (t 1−t)2n−1
= √ 52,5 x 10−69
= 2,4 x 10-3 mm
v = 14
π d2t
= 14
x3,14 x(1,273)2 x 2,0585
= 2,62 mm3
d = d ± ∆ d
= 1,273 mm ± 0,0026 mm
t = t ± ∆ t
= 2,0585 mm ± 2,4 x 10-3 mm
Δv = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= √0,00012312
= 0,011 mm3
V = v± ∆ v
= 2,62 mm3 ± 0,011 mm3
% error = ∆ vv
×100 %
= 0,0112,62
× 100 %
= 0,42 %
d. Denyut nadi
No t (s) t (t1 - t) (t1 - t)2 n
1 21,92 20,449 1,471 2,164 30
2 22,24 20,449 1,791 3,208 30
3 22,60 20,449 2,151 4,627 30
4 19,80 20,449 -0,649 0,421 30
5 18,59 20,449 -1,859 3,456 30
6 20,26 20,449 -0,189 0,036 30
7 20,64 20,449 0,191 0,036 30
8 19,51 20,449 -0,939 0,882 30
9 20,08 20,449 -0,369 0,136 30
10 18,85 20,449 -1,599 2,557 30
∑ 204,49 204,49 0 17,523 300
f = nt
= 30
20,449
= 1,47 Hz
Δf = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= √0,01008813
= 0,1 Hz
f = f ± ∆ f
= 1,47 Hz ± 0,1 Hz
t = t ± ∆ t
= 20,449 s ± 1,395 s
Δt = √∑ (t 1−t)2n−1
= √ 17,5239
= √1,947
= 1,395 s
e. Bola
No d1 (mm) (d1 - d)2 (mm)
1 6,18 0,005041
2 6,13 0,000441
3 6,12 0,000121
4 6,12 0,000121
5 6,13 0,000441
6 6,14 0,000961
7 6,08 0,000841
8 6,05 0,003481
9 6,06 0,002401
10 6,08 0,000841
∑ 61,09 0,01469
d = ∑ d i
n
= 61,09
10
= 6,109 mm
14
Δd = √∑ (d 1−d )2n−1
= √ 0,014699
= √0,001632
= 0,04 mm
v = 16
π d3
= 16
3,14 d3
= 16
x 3,14 x(6,109)3
= 119, 313 mm3
Δv = 12
v d2 ∆ d
= 12
x 119,313 x (6,109)3 x 0,04
= 89, 055 mm3
V = v± ∆ v
= 119, 313 mm3 ± 89, 055 mm3
% error = ∆ vv
×100 %
= 89 ,055119 , 313
×100 %
= 74,64 %
2. Menentukan massa jenis
a. Kawat
ρ = mv
= 0,058 gr
7,797mm3
15
= 74, 3876 x 10-4 gr/mm3
m = m ± ∆ m
= 0,058 gr ± 0,0005 gr
Δρ = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= 8,7055 x 10-4 gr/mm3
ρ = ρ ± ∆ ρ
= 74, 3876 x 10-4 gr/mm3 ± 8,7055 x 10-4 gr/mm3
% error = ∆ ρρ
× 100 %
= 8,7055 x10−4
74 , 3876 x10−4×100 %
= 11,70 %
b. Silinder
ρ = mv
= 21,899 gr
2,62mm3
= 8,36 gr/mm3
m = m ± ∆ m
= 21,899 gr ± 0,0005 gr
Δρ = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= √3,64 x10−8+0,00123
= 0,035 gr/mm3
ρ = ρ ± ∆ ρ
= 8,36 gr/mm3 ± 0,035 gr/mm3
16
% error = ∆ ρρ
× 100 %
= 0,0358,36
× 100 %
= 0,42 %
c. Plat
ρ = mv
= 2,88 gr
1.679 ,758 mm3
= 0,0017 gr/mm3
m = m ± ∆ m
= 2,88 gr ± 0,0005 gr
Δρ = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= √8,86 x10−14+6,595069
= 2,57 x 10-5 gr/mm3
ρ = ρ ± ∆ ρ
= 0,0017 gr/mm3 ± 2,57 x 10-5 gr/mm3
% error = ∆ ρρ
× 100 %
= 2,57 x10−5
0,0017×100%
= 1,5 %
d. Bola
ρ = mv
17
= 0,97 gr
119,313mm3
= 8,12 x 10-3 gr/mm3
m = m ± ∆ m
= 0,97 gr ± 0,0005 gr
Δρ = √¿¿
= √¿¿
= √¿¿
= √3,682215 x10−5+1,76 x 10−4
= 6,068 x 10-3 gr/mm3
ρ = ρ ± ∆ ρ
= 8,12 x 10-3 gr/mm3 ± 6,068 x 10-3 gr/mm3
% error = ∆ ρρ
× 100 %
= 6,068 x 10−38,12 x 10−3
×100 %
= 74,73 %
G. PEMBAHASAN
Pada praktikum acara I, yaitu pengukuran. Praktikum ini bertujuan untuk
mempelajari metode pengukuran panjang, massa dan rapat jenis, mempelajari
penggunaan teori ralat dalam pengukuran dan yang terakhir membandingkan beberapa
metode pengukuran rapat jenis. Pada praktikum kali ini dilakukan pengukuran panjang,
lebar, tinggi, ketebalan, diameter pada beberapa objek yaitu plat besi, kawat, silinder,
bola kecil, serta dilakukan pengukuran denyut nadi sebanyak 30 kali dalam waktu (s).
Seluruh percobaan ini dilakukan 10 kali pengukuran. Percobaan kali ini akan menghitung
volume kawat, plat besi, silinder, dan bola, dan menghitung rapat jenis dari kawat, plat
besi, silinder dan bola.
Pada percobaan pertama, yaitu pengukuran panjang dan diameter dari sebuah
kawat. Pengukuran panjang dari kawat ini digunakan alat ukur jangka sorong, sedangkan
alat ukur yang digunakan untuk mengukur diameter kawat adalah mikrometer sekrup. Di
18
dapatkan panjang rata – rata kawat sebesar 0,274 mm, sehingga pada perhitungan
diperoleh volume yang dimiliki kawat sebesar 7,797 mm3 ± 0,91 mm3 dengan persen
error sebesar 11,67 %. Terdapatnya persen error pada pengukuran disebabkan karena
adanya kekurang telitian pada saat melakukan pengukuran, dan pasti bila melakukan
pengukuran tidak akan mendapatkan hasil yang tepat. Selain volume dari kawat, terdapat
pula rapat jenis dari kawat tersebut sebesar 74,3876 x 10-4 gr/mm3 ± 8,7055 x 10-4 gr/ mm3
dengan persen error sebesar 11,70 %.
Percobaan selanjutnya dilanjutkan dengan pengukuran terhadap plat besi. Pada
pengukuran plat besi digunakan dua alat ukur yakni jangka sorong (panjang dan lebar) dan
mikrometer sekrup (tinggi). Di dapatkan panjang rata – rata plat besi sebesar 81,075 mm,
lebar rata – rata plat besi sebesar 15,09 mm, dan tinggi rata – rata plat besi sebesar 1,373
mm. Dari data tersebut diperoleh volume pada plat besi sebesar 1.679,758 mm3 ± 25,16
mm3 dengan persen error sebesar 1,5 %. Selain itu plat besi memiliki massa 2,88 gr,
sehingga diperoleh rapat jenis plat besi sebesar 0,0017 gr/mm3 ± 2,57 x 10-5 gr/ mm3
dengan persen error sebesar 1,5 %. Terdapatnya persen error dikarenakan pada saat
melakukan percobaan kurang teliti.
Percobaan selanjutnya, silinder. Pada pengukuran silinder digunakan alat ukur
yang sama pada pengukuran plat besi. Tinggi rata – rata yang diperoleh sebesar 2,0585
mm dan diameter rata – rata yang diperoleh sebesar 1,273 mm. Dari hasil tersebut
diperoleh volume silinder sebesar 2,62 mm3 ± 0,011 mm3 dengan persen error sebesar
0,42 %. Selain itu silinder memiliki massa 21,899 gr, sehingga diperoleh rapat jenis dari
silinder sebesar 8,36 gr/mm3 ± 0,035 gr/ mm3 dengan persen error sebesar 0,42 %.
Kekurang telitian yang menyebabkan adanya persen error dalam pengukuran.
Percobaan selanjutnya, bola kecil (bulatan). Pada pengukuran bola kecil hanya
diukur atau dihitung diameter bola tersebut menggunakan mikrometer sekrup, sehingga
diperoleh volume bola kecil sebesar 119,313 mm3 ± 89,055 mm3 dari diameter rata – rata
6,109 mm dengan persen error sebesar 74,64 %. Bola memiliki massa sebesar 0,97 gr,
sehingga diperoleh rapat jenis dari bola sebesar 8,12 x 10-3 gr/mm3 ± 6,068 x 10-3 gr/ mm3
dengan persen error sebesar 74,73 %. Kekurang telitian praktikan saat melakukan
percobaan menyebabkan timbulnya persen error.
Percobaan terakhir yaitu pengukuran denyut nadi sebanyak 30 kali per satuan
waktu (s). Waktu pengukuran yang diperoleh sebesar 20,449 s ± 1,395 s. Serta frekuensi
rata – rata yang diperoleh sebesar 1,47 Hz dengan frekuensi 1,47 Hz ± o,1 Hz.
19
H. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat di ambil kesimpulan
bahwa :
a. Metode pengukuran panjang, massa dan rapat jenis dapat menggunakan alat ukur
seperti penggaris, jangka sorong dan mikrometer sekrup.
b. Terdapatnya teori ralat dalam pengukuran karena pada saat melakukan
pengukuran tidak selalu mendapatkan hasil yang pasti dan tepat.
c. Metode pengukuran rapat jenis dapat menggunakan rumus standar devisiasi yang
nantinya akan mendapatkan nilai yang sama. Metode pengukuran dapat pula
dilakukan apabila telah diketahui massa dan volume dari suatu benda.
2. Saran
a. Dalam melakukan praktikum harus lebih teliti dan serius.
b. Dalam melakukan praktikum harus terlebih dahulu mengetahui cara kerja alat
ukur yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Alonso. 1980. Fisika Dasar. Bandung : ITB.
Halliday. 2002. Dasar – Dasar Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Hidayati, Lilik. 2004. Kamus Fisika Bergambar. Bandung : Pakar Raya.
Sears, Zemansky. 2002. Fisika Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.
20