MODUL II

RINA.S2012-71-037

MODUL IPENGUKURAN DASAR(ISI DAN MASSA JENIS ZAT PADAT)

I. TUJUAN 1. Mempelajari penggunan alat-alat ukur dasar2. Menuliskan dengan benar bilangan-bilangan berarti hasil pengukuran atau perhitungan 3. Menghitung besaran lain berdasarkan besaran yang terukur langsung

II. ALAT DAN PERLENGKAPAN 1. Jangka sorong2. Mikrometer sekrup 3. Neraca teknis4. Termometer 5. Balok yang dikukur (3 buah) 6. Bejana gelas7. Tali

III. TEORI Setiap pengukuran besaran fisis selalu dihinggapi oleh batas ketelitian dan kesalahan pengukuran. Hal ini karena keterbatasan manusia dalam pembuatan alat maupun keterbatasan dalam kemampuan membaca dan cara membacanya. Karena itu setiap hasil pengukuran harus dilaporkan secara benar yang memperlihatkan ketelitian pengukuran tersebut. Untuk hal itu maka pemakaian alat ukur perlu memperhatikan hal-hal berikut : a. Titik nol alat yaitu angka yang ditunjukkan alat sebelum digunakanb. Nilai skala terkecil alat yaitu skala terkecil yang diperlihatkan alatc. Batas ukur alat yaitu batas maksimum yang dapat diukur alat tersebutd. Cara pemakaian alat

Demikian banyak hal yang harus diatur dan dikuasai, sehingga pengamat mudah sekali melakukan suatu kesalahan. Sehingga nilai benar x0 tidak mungkin kita ketahui secara tepat melalui suatu eksperimen, yang diperoleh adalah nilai x yang tidak tepat sama dengan x0.Cara pelaoran baik dituliskan sebagai x = x0 + xDimana : x : besaran yang dicari x0 : nlai besaran sebenarnya x : simpangannya

Pengenalan Alat 1. Jangka Sorong Perhatikan gambar 1, jangka sorong mempunyai dua rahang dan satu penduga. Rahang dalam (C-D) untuk mengukur diameter bagian dalam, rahang luar (A-B) untuk mengukur diameter bagian luar sedangkan penduga (E-F) untuk mengukur kedalaman. Karena adalah roda penggerak rahang dan N adalah pengunci rahang setelah besaran yang diukur terukur.

\

Skala jangka sorong diperhalus dengan nonius, skala utamanya ada dalam satuan cm atau inch. Adapun noniusnya ada yang 9 skala utama jadi 10 skala nonius dan ada yang 49 skala utama jadi 50 skala nonius. Gambar 2 memperlihatkan 9 skala utama jadi 10 skala nonius.

2. Mikrometer Sekrup Mikrometer sekrup hanya dapat digunakan untuk mengukur bagian luar saja. Caranya putarkan roda bagian pemutar kasar, jika sudah dekat putarkan bagian pemutar halus C, jika sudah pas dikunci oleh penguat S. Skala besarnya adalah bagian yang horizontal sedangkan skala penghalusnya adalah bagian yang vertikal N (lihat gambar 3). Biasanya bagian vertikal terdiri dari 50 skala, satu putaran bagian vertikal akan merubah skala horizontal sebesar mm.

Gambar 3 Mikrometer Sekrup

3. Neraca Ohaus Alat ukur massa yang sering di gunakan dalam laboraterium fisika adalah neraca ohaus. Tingkat ketelitian alat ini lebih baik daripada neraca pasar yang sering di jumpai di took-toko atau warung. Neraca ohaus adalah alat ukur massa benda dengan ketelitian 0.01 gram. Prinsip kerja neraca ini adalah sekedar menimbang massa benda yang akan di ukur dengan anak timbangan. Anak timbangan neraca ohaus berada pada neraca itu sendiri.kemampuan mengukur neraca ini dapat di ubah dengan menggeser posisi anak timbangan sepanjang lengan,. Anak timbangan dapat di geser menjauh atau mendekati poros neraca, massa benda dapar di ketahui dari penjumblahan masing-masing posisi anak timbangan sepanjang lengan setelah neraca dalam keadaan setimbang. Ada juga yang menyatakan prinsip kerja massa seperti pada prinsip kerja tuas.

Gambar 4. Neraca Ohaus

Ketidakpastian Pada Pengukuran TunggalPengukuran tungal adalah pengukuran yang dilakukan hanya satu kali saja. Keterbatasan skala alat antara lain merupakan sebab mengapa setiap pengukuran dihinggapi ketidakpastian (ktp). 3. Besaran Langsung Terukur x = x0 + xDimana :x0 : yang terbaca pada alat ukurx : skala nilai terkecil (nst) alatnst alat = nst utama jika tanpa nonius = 1/n x nst utama jika ada nonius n : jumlah skala nonius

4. Besaran turunan x = f (a, b, c) dimana a, b, c adalah besarnya terukur langsung dengan : a = a0 + ab = b0 + bc = c0 + cx0 = f (a0, b0, c0)

(1)

Ketidakpastian Pada Pengukuran Berulang Pengulangan pada pengukuran ini diharapkan akan memberikan informasi lebih banyak tentang x0, sehingga makin yakin akan benarnya nilai tersebut. 5. Besaran yang langsung terukur x0 adalah rata-rata dari hasil pengukuran

Ketidakpastiannya adalah deviasi standar nilai rata-rata sampel.

(2) 6. Besaran turunannya x = f (a, b, c) a = a0 + ab = b0 + bc = c0 + cx0 = f (a, b, c)

(3)Nilai kepercayaannya 68%

Ketidakpastian Pada Pengukuran Campuran z = f (x, y), dengan : x = x0 + x : merupakan hasil satu kali pengukuran y = y0 + y : merupakan hasil pengukuran berulang Maka :z0 = f (x0, y0)Karena x merupakan nst (berarti diukur sekali saja) sedangkan y berupa deviasi standar (diukur berulang), maka makna statistik kedua ktp itu tidak sama, harus disamakan dahulu. Misalnya dengan membuat jaminan pada x dari jaminan 100% menjadi jaminan 68% seperti halnya jaminan pada y. Jadi kita pakai :

Karena 68% = x 100%, sehingga diperoleh :

(4)Nilai kepercayaannya 68%

Jumlah Angka Berarti Yang Dilaporkanx disebut sebagai ketidakpastian mutlak (ktp mutlak)

disebut sebagai ketidakpastian relatif (ktp relatif).

Rumus perhitungan angka berarti = 1 log Sehingga jika : Ktp relatif 10%, maka hanya 2 Angka Berarti (AB) Ktp relatif 1%, maka hanya 3 AB Ktp relatif 0,1%, maka hanya 4 AB

Contoh soal : 7. Sebuah balok ukuran beruang kali dengan hasil P = (4,00 + 0,02) cm, L = (3,00 + 0,02) cm dan T = (2,00 + 0,02) cm. Tentukan V V!Mencari V dengan persamaan (3)

= 0,31424 ... cm3

= 1,3%, hanya 3 AB Jadi V = (24,0 0,31) cm3 8. Misalkan suatu besaran z ingin diketahui dengan mengukur besaran x dan y, sedangkan z = . Misalkan x diukur satu kali dengan hasil x = (5,0 + 0,05), sedangkan y diukur berulangkali dengan hasil y = (1,00 + 0,02). Berapakah z + z menurut eksperimen ini!Dengan persamaan (4) :

=

Sedangkan Ketelitian pada pengukuran x :

Ketelitian pada pengukuran y :

Dari hasil :

Sehingga jawaban ditulis dengan 3 AB : z = (5,00 + 0,10)

IV. PERCOBAAN YANG HARUS DILAKUKAN 1. Catat suhu ruang dan tekanan ruang sebelum dan sesudah praktikum.2. Ambil balok, ukur masing-masing balok secara berulang-ulang (5 kali) panjang dan lebarnya dengan menggunakan jangka sorong, sedangkan tebalnya dengan menggunakan mikrometer sekrup. Catat pada tabel pengamatan.3. Timbang masing-masing balok tersebut satu kali dengan menggunakan neraca teknis. 4. Timbang masing-masing balok dengan cara digantung. Catat hasilnya.5. Timbang masing-masing balok dengan cara digantung tetapi terendam di air (gunakan bangku penumpu). Catat hasilnya.

V. DATA PENGAMATAN TABEL MODUL I (PENGUKURAN DASAR)

Kelompok :Pawal :Pakhir:Jurusan:Tawal :Takhir:

Balok IJenis Balok : Massa : Nop(mm)l(mm)t(mm)Jumlah :Rata-rata :Massa di udara :Massa di air :Balok IIJenis Balok : Massa : Nop(mm)l(mm)t(mm)Jumlah :Rata-rata :Massa di udara :Massa di air :

Tanggal Pengambilan Data : Nama Asisten : Tanda Tangan Asisten :

VI. TUGAS AKHIR DAN PERTANYAAN1. Dari ketiga alat yaitu jangka sorong, mikrometer skrup, dan termometer tentukan mana yang ada noniusnya!2. Berapa volume dan rapat massa balok pada pengukuran biasa, hitung kesalahannya dengan secara benar!3. Hitung volume balok berdasarkan pengukuran yang digantung dan terendam dalam air!4. Bandingkan kedua hasil volume tersebut, mana yang lebih tepat dan berikan alasannya!

Laboratorium FisikaSTT-PLN