pengukuran dan besaran

Laboratorium Fisika Dasar

`

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan

1. Mempelajari cara pemakaian jangka sorong dan mikrometer

2. Mengukur panjang, lebar, tinggi dan diameter beberapa benda ukur

3. Memahami konsep angka penting

4. Mempelajari cara pengolahan data menggunakan analisa kesalahan

1.2 Landasan Teori

Dalam ilmu fisika, pengukuran dan besaran merupakan hal yang bersifat

dasar, dan pengukuran merupakan salah satu syarat yang tidak boleh

ditinggalkan. Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran

dengan besaran lain yang telah disepakati yang ditetapkan sebagai satuan.

Pada umumnya, sesuatu yang dapat diukur memiliki satuan yang dinyatakan

dengan angka yang disebut sebagai besaran.

Dalam opengukuran, istilah ketelitian (presisi) dan keakuratan

(akurasi) sangat berhubungan dengan pengukuran. Ketelitian atau presisi

adalah istilah untuk menggambarkan tingkat kebebasan alat ukur dari

kesalahan acak yang disebabkan adanya nilai skala terkecil dari alat ukur.

Sedangkan keakuratan atau akurasi adalah beda atau kedekatan (closeness)

antara niali yang terbaca dari alat ukur dengan nilai sebenarnya. Presisi yang

tinggi tidak mempunyai implikasi terhadap akurasi pengukuran. Alat ukur

yang mempunytai presisi tinggi belum tentu alat ukur tersebut mempunyai

akurasi yang tinggi. Akurasi rendah dari alat ukur yang mempunyai opresisi

yang tinggi pada umumnya disebabkan oleh bias dari pengukuran, yang bisa

dihilangkan dengan kalibrasi.

Selain itu, angka penting sangat penting dalam suatu pengukuran.

Angka penting adalah angka yang diperhitumgkan di dalam pengukuran dan

pengamatan. Angka penting mempunyai aturan-aturab yaitu :

1. Semua angkan bukan nol adalah angka penting

Dasar – dasar pengukuran 1Teknik Industri


`

2. Angka nol yang terletak diantara angka bukan nol termasuk angka penting

3. Untuk bilangan desimal yang lebih kecil dari satu, angka nol yang terletak

disebelah kiri maupun disebelah kanan tanda koma, tidak termasuk angka

penting

4. Deretan angka nol yang terletak di sebelah kanan angka bukan nol adalah

angka penting, kecuali ada penjelasan lain.

Karena mengukur merupakan kegiatan untuk membandingkan sesuatu

dengan sesuatu yang lainnya yang digunakan sebagai standar acuan

denggan menggunkan alat ukur, maka ada hal-hal yang perlu diperhatikan

dalam menggunakan alat ukur yaitu :

1. Batas ukur dan batas kerja alat, yaitu nilai minimun dan nilai

maksimum yang dapat diukurt dengan alat itu. Sebelum menggunakan

alat-alat, kita harus membaca dahulu batas kerja alat itu.

2. Ketelitian alat (akurasi alat ukur), yaitu niali terkecil yangf dapat

diukur dengan teliti oleh alat tersebut

3. Kesalahan titik nol (zero error), yaitu penunjukkan skala awal

ketika alat belum digunakan.

4. Kesalahan kalibrasi alat, yaitu kesalahan teknik pada pembuatan

skala dar alat itu sendiri.

5. Kesalahan penglihatan (paralaks), yaitu kesalahan yang disebabkan

oleh cara pengamat yang kurang tepat. Bisa saja karena kedudukan

mata pengamat tidak tepat.Untuk menghindarinya, kedudukan mata

pengamat harus tegak lurus pada tanda yang dibaca.

Jenis-jenis alat ukur

A. Mistar

Untuk mengukur panjang benda, dalam kehidupan sehari-hari biasa

digunakan mistar. Terdapat beberapa jenis mistar sesuai dengan

skalanya. Ada mistar yang skala terkecilnya mm ( millimeter) dan ada

mistar yang skala terkecilnya cm (centimeter). Mistar yang sering kita

gunakan biasanya adalah mistar millimeter. Dengan kata lain, mistar

itu mempunyai ketelitian 1 mm 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 mata berada di luar garis

tersebut, panjang benda bisa menjadi salah. Bisa saja benda akan

terbaca lebih besar atau lebih kecil dari nilai yang sebenarnya. Akibat

dari haln ini adalah terjadinya kesalahan dalam pengukuran yang biasa

disebut kesalahan paralaks.

B. Jangka sorong

Jangka sorong merupakan salah satu alat ukur panjang yang dapat

dipergunakan untuk mengukur panjangsuatubendadengan ketelitian 0,1

mm. Secara umum jangka sorongterdiri atas dua bagian yaitu rahang

tetap dan rahang geser. Jangka sorong juga terdiri dari 2 bagian skala

yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama terdapat pada rahang

tetap sedangkan skala nonius terdapat pada rahang geser. Fungsi jangka

sorong adalah sebagai berikut :

1. Mengukur panjang bagian luar benda

2. Mengukur panjang rongga bagian dalam benda

3. Mengukur kedalaman lubang benda

Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm, dengan kata lain jarak dua

skala berdekatan pada skala utama adalah 0,1 cm. Sedangkan sepuluh

skala nonius memiliki panjang 0,9 cm, dengan kata lain jarak 2 skala

nonius yang saling berdekatan adalah 0,9 cm. Jadi beda satu skala uatama

dengan 1 skala nonius adalahh 0,1 – 0,9 cm = 0,1 cm atau 0,1 mm.

Sehingga skala terkecil dari jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm.

Ketelitian jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi

ketelitian jangka sorong adalah :

Dx = ½ x 0,01 cm.

Contoh pengukuran dari jangka sorong adalah sebagai berikut. Bila

diukur sebuah benda didapat hasil bahwa skala pada jangka sorong

terletak pada antara 5,2 cm dan 5,3 cm. Sedangkan skala nonius yang

keempat terimpit dengan salah satu skala utama. Mulai dari skala



`

keempat ini kekiri, selisih antara skala utama dan skala nonius bertambah

0,1 mm melewati satu skala. Karena terdapat 4 skala, maka selisih antara

skala utama dan skala nonius adalah 0,4 mm. Dengan demikian, dapat

ditarik kesimpulan kalau panjang benda yang diukur tersebut adalah 5,2

cm + 0,04 cm = 5,24 cm.

C. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup adalah alat ukur dengan ketelitian 0,01 mm atau

0,001 cm. Mikrometersekrupberfungsisebagaiberikut : atau 0,001 cm.

Mikrometersekrupberfungsisebagaiberikut :

1. Mengukur tingkat ketebalan atau tebal dari suatu benda

2. Mengukur diameter dari benda-benda kecil.

Seperti halnya jangka sorong, micrometer sekrup terdiri dari

a. Rahang tetap yang berisi skala utama yang dinyatakan dalam satuan

mm. Panjang skala utama micrometer pada umumnya mencapai 25

mm. Jarak anatara dua skala utama pada saling berdekatan adalah 0,5

mm.

b. Poros berulir yang dipasang pada silinder pemutar (bidal) pada ujung

bidal terdapat garis skala yang membagi menjadi 50 bagian yang sama

yang disebut skala nonius.

c. Rahang geser yang dihubugkan dengan bidal, yang digunakan untuk

memegang benda yang akan diukur bersama dengan rahang tetap.

Jika bidal digerakkan 1 putaran penuh maka poros akan maju atau

mundur 0,5 mm. Karena selubung luar memiliki 50 skala, maka skala

terkecil micrometer sekrup adalah 0,55 mm/50 = 0,01 mm.

Ketelitian dari micrometer 0,005 mm, maka ini didapat dari

setengah skala terkecilnya. Dengan ketelitian 0,005 mm, maka

mikrometer sekrup dapat dipergunakan untuk mengukur tebal kertas atau

diameter kawat tipis denganlebih akurat.



`

BAB IIPROSEDUR PERCOBAAN

2.1 Alat dan Bahan

1. Jangka sorong

Berfungsi untuk mengukur panjang bagian luar benda, panjang rongga

bagian dalam benda, dan mengukur lubang dalam benda serta

kedalamannya.

2. Micrometer

Berfungsi untuk mengukur benda-benda yang sangat kecil seperti

mengukur ketebalan uang logam.

3. Penggaris

Berfungsi untuk mengukur panjang suatu benda secara linear dengan skala

terkecil 1 mm.

4. Benda uji berbentuk silinder

Sebagai benda yang akan di uji.

5. Benda uji berbentuk kawat

Sebagai benda yang akan di uji dengan mistar.

6. Benda uji bentuk balok

Sebagai benda uji

7. Benda uji berbentuk plat besi

Sebagai benda yang akan diuji

8. Benda uji berupa cairan

Sebagai benda untuk diuji.

9. Gelas ukur

Untuk mengukur volume benda cair.

10. Benang tebal

Untuk mengukur panjang kawat yang tidak lurus sempurna.



`

2.2 Cara Kerja

A. Pengukuran balok

1. Panjang balok diukur menggunakan penggaris sebanyak 8 kali.

2. Lebar dan tinggi balok diukur dengan jangka sorong sebanyak 8 kali.

B. Pengukuran kawat

1. Panjang kawat diukur menggunakan penggaris, gunakan benang

sebagai alat bantu untuk mengukur panjang kawat bila kawat yang

digunakan tidak lurus sempurna.

2. Diameter kawat diukur menggunakan micrometer, dilakukan sebanyak

8 kali.

C. Pengukuran volume air

1. Bejana atau gelas ukur kosong ditimbang.

2. 100 ml air dimasukkan kedalam gelas ukur,kemudiaan massa air

ditimbang dan ditentukan.

3. Gelas ukur dikosongkan lagi, 100 ml air dimasukkan dan ditimbang.

4. Diulang minimal 8 kali.

D. Pengukuran benda berbentuk silinder (berongga)

1. Tinggi silinder diukur dengan jangka sorong sebanyak 8 kali.

2. Diameter dalam dan diameter luar silinder diukur dengan jangka

sorong, minimal sebanyak 8 kali.

E. Pengukuran plat besi

1. Panjang plat diukur menggunakan penggaris sebanyak 8 kali

2. Lebar plat diukur menggunakan jangka sorong dan tinggi plat

menggunakan micrometer. masing-masing minimal 8 kali.



`

2.3 Skema Alat

Gambar 2.3 Alat – alat pengukuranKeterangan :

1. Jangka sorong2. Neraca3. Kawat4. Balok Akrilik5. Tabung berongga6. Jangka sorong7. Gelas ukur


1 73 4 5 62


`

BAB IIIHASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Jurnal (Terlampir)3.2 Perhitungan dan Ralat A. Menentukan massa jenis balok (plastik/akrilik)

m = 13,49 gr p = 11,16 cm

l = 2,13 cm t = 0,482 cm v = p x l x t

= 11,16 x 2,13 x 0,482 = 11,46 cm3

=

=

= 1,17 g/cm3

Tabel 1 Perhitungan massa jenis balok akrilikiNo m (g) P (cm) l (cm) t (cm) (g/cm3)123

13,4913,2913,39

11,1611,15211,154

2,132,1262,15

0,4820,480,492

1,171,161,13

=

=

= 1,15 g/cm3

Tabel 2 Tabel ralat massa jenis balok akrilikNo (g/cm3) (g/cm3) ( - )g/cm3 ( - )2g/cm3

123

1,171,161,13

1,151,151,15

0,020,01-0,02

0,00040,00010,0004

∑ 0,0009



`

RM =

=

= = 0,02

RN = x 100%

= x 100%

= 1,74%Keterangan:

RM = Ralat MutlakRN = Ralat Nisbi

B. Menentukan massa jenis kawat besi m = 2 gr p = 12,7 cm d = 0,196 cm

V = ∏ d2 p

= x 3,14 x (0,196)2 x 12,7

= 0,38 cm3

=

=

= 5,26 g/cm2

Tabel 3 Perhitungan massa jenis kawat besiNo m (g) p (cm) d ( cm) (g/cm3)

123

2,02,32,3

12,712,412,3

0,1960,1990,195

5,266,056,38



`

=

= 5,89 g/cm3

Tabel 4 Tabel ralat massa jenis kawat besi

No (g/cm3) ( - ) g/cm3 ( - ) g/cm3 ( - )2 g/cm3

1 5,26 5,89 -0.63 0,3969

2 6,05 5,89 0,16 0,0256

3 6,38 5,89 0,49 0,2401

= 0,6626

RM =

=

=

=

RN = x 100%

= x 100%

= 9,67%C. Menentukan massa jenis air

m = 52,4 g

v = 40 ml= 40 cm3

=

=



`

= 1,31 g/cm3

Tabel 5 Perhitungan massa jenis airNo m (g) v (cm3) (g/cm3)1 52,4 40 1,312 51,4 40 1,283 52,5 40 1,31

=

= g/cm3

Tabel 6 Tabel ralat massa jenis airNo (g/cm3) (g/cm3) ( - ) g/cm3 ( - )2 g/cm3

1 1,31 1,3 0,01 0,00012 1,28 1,3 -0,02 0,00043 1,31 1,3 0,01 0,0001

= 0,0006

RM =

=

=

RN = X 100%

= x 100%

= %

D. Menentukan massa jenis tabung beronggam = 28,89 gdd = 1,97 cmdl = 2,552 cm

v = (dl –dd) t

= x 3,14 (2,552-1,97) 9,683

= 4,42 cm3



`

=

=

= 6,53 g/cm

3

Tabel 7 perhitungan massa jenis tabung berongga

No m (g) dd (cm) dl (cm) g/cm3

1 28,89 1,97 2,552 6,532 28,79 1,952 2,552 6,323 28,79 1.96 2,55 6,44

=

= 6,43 g/cm3

Tabel 8 Tabel Ralat massa jenis tabung berongga

No (g/cm3) ( - ) g/cm3 ( - ) g/cm3 ( - ) 2g/cm3

1 6,53 6,43 0,1 0,01

2 6,32 6,43 -0,11 0,0121

3 6,44 6,43 0,01 0,0001

= 0,0222

RM =

=

= 0,10

RN = X 100%

= x 100%

= 1,55 %



`



`

3.3 Analisa

Setelah dilakukan pengamatan, kemudian pengambilan data pengukuran dari

beberapa benda uji dengan alat ukur seperti mikrometer sekrup dan jangka

sorong, dan yang terakhir adalah pengolahan data. Didapatlah hasil dari

beberapa massa jenis benda uji.

Dari hasil eksperimen, massa jenis balok dengan bahan akrilik adalah

1,5 g/cm3, massa jenis kawat besi adalah 5,89 g/cm3. Massa jenis air adalah

1,3 g/cm3, massa jenis tabung berongga dengan bahan PVC adalah 6,43

g/cm3.

Hasil pengukuran massa jenis tersebut sedikit berbeda dengan literatur.

Misalnya massa jenis balok dengan bajan akrilik berdasarkan literatur adalah

1,2 g/cm3 yang lebih besar dari massa jenis berdasarkan eksperimen.

Sedangkan massa jenis air pada literatur adalah 1 g/cm3 yang lebih kecil dari

massa jenis air pada eksperimen.

Di dalam pembahasan, terdapat ralat mutlak (RM) dan ralat nisbi (RN).

Ralat nisbi yaitu ralat yang menyatakan seberapa besar kesalahan pengukuran

yang dilakukan . unk mendapatkan ralat nisbi, diperlukan standar deviasi dari

data pengukuran. Standar deviasi itulah yang disebut ralat mutlak.

Ralat nisbi digunakan untuk menyatakan keakuratan dalam pengukuran.

Jika RN dari suatu pengukuran kurang dari sama dengan lima, maka bisa

dikatakan pengukuran yang dialakukan itu akurat. RN pada pengukuran

massa jenis balok akrilik sebesar 1,74% , pada kawat besi sebesar 9,67 %,

pada air sebesar 1,55 . Dengan demikian, pengukuran pengukuran massa jenis

balok akrilik, massa jenis air dan massa jenis tabung berongga dapat

dikatakan akurat, sedangkan pengukuran massa jenis kawat besi belum

akurat.

Keidakakuratan dalam pegukuran bisa disebabkan oleh dua faktor, yaitu

kesalahan dari pengamat dan kesalahan dari ralat. Kesalahan dari pengamat

itu bisa disebut sebagai kesalahan paralaks yaitu kesalahan ketika membaca

skala. Hal ini disebabkan oleh posisi mata yang tdak tegak lurus terhadap

objek. Inilah kesalahan dari alat bisa disebut juga sebagai kesalahan mutlak.



`

Kesalahan ini terjadi karena kesalahan dari alat ukur itu sendiri. Contohnya

ketika mengukur benda dengan menggunakan mikrometer sekrup, maka

kesalahan mutlaknya adalah 0,01.



`

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil eksperimen yang telah kami lakukan, maka dapat diambil

kesimpulan, bahwa percobaan yang kami lakukan bisa dikatakan cukup

berhasil walaupun masih terdapat ralat.

Ralat yang diperoleh antara lain :

a. Balok akrilik

RM = 0,02

RN = 1,74 %

b. Kawat besi

RM = 0,57

RN = 9,67 %

c. Air

RM = 0,017

RN = 1,7 %

d. Tabung Berongga

RM = 0,10

RN = 1,55 %

4.2 Saran

Dari percobaan yang kami lakukan supaya praktikum selanjutnya

mendapatkan hasil yang memuaskan, maka kami menyarankan :

a. Lebih teliti dan berhati-hati menggunakan alat-alat praktikum

b. Lebih teliti dalam melakukan pengukuran

c. Melakukan praktikum dengan tenang dan serius

d. Lakukan pengukuran berkali-kali sehingga data yang didapatkan lebih

akurat.



`

JAWABAN PERTANYAAN

1. Berapakah skala terkecil dari alat ukur jangka sorong, mikrometer dan

penggaris?

Skala terkecil dari alat ukur jangka sorong adalah 0,01 cm. Skala terkecil

dari micrometer adalah 0,001 cm. Sedangkan skala terkecil dari penggaris

adalah 0,1 cm.

2. Sebutkan kesalahan yang dapat terjadi bila melakukan pengukuran serta

contoh!

a. Kesalahan paralak

Kesalahan ini terjadi karena posisi mata tidak tegak seperti biasanya

dianjurkan. Contohnya apabila posisi mata saat melihat benda dalam

keadaan miring, sehingga hasil bacaan menjadi tidak tepat.

b. Kesalahan mutlak

Kesalahan ini terjadi karena kesalahan dari alat ukur itu sendiri.

Contohnya ketika mengukur benda dengan menggunakan micrometer

maka kesalahan mutlaknya 0,01 sehingga terjadi kesalahan

pengukuran besaran.

3. Mengapa dalam eksperimen, pengukuran harus diulang beberapa kali?

Pengukuran harus diulangi beberapa kali bertujuan untuk mendapatkan

hasil pengukuran yang akurat dan teliti.

4. Bagaimana cara mendapatkan variasi data yang berbeda untuk mengukur

dimensi benda?

Cara mendapatkanvariasi data yang berbeda untuk mengukur dimensi

benda adalah dengan menggunakan alat ukur yang berbeda, benda uji yang

berbeda, dan tempat atau letak pengujian benda yang berbeda.

5. Papan persegi panjang memiliki panjang (21,3± 0,2) cm dan lebar (9,80 ±

0,1) cm. Hitunglah luas papan dan ketidakpastiannya dalam perhitungan

luas!

Luas = panjang x lebar

Luas = 21,3 cm x 9,80 cm



`

Luas = 208,74 cm2

Luas = 208,7 cm2

dL = ( p x dL ) + ( l x dp )

dL = ( 21,3 x 0,1 ) cm + (9,8 x 0,2) cm

dL = 2,13 cm + 1,96 cm

dL = 4,09 cm

dL = 4,1 cm

Jadi, luasnya = Luas + dL

= 208,7 + 4,1

= 212, 8 cm2

6. Berapa jumlah angka penting pada nilai terukur ini

(a) 23 cm

(b) 3,589 s

(c) 4,67 . 103 m/s

(d) 0,0032 m?

Jawab :

(a) 23 cm, ada dua angka penting

(b) 3,589 s, ada empat angka penting

(c) 4,67 . 103 m/s, ada tiga angka penting

(d) 0,0032 m, ada dua angka penting

7. Buatlah perkiraan bagan data pengamatan untuk percobaan ini!

No. Benda Panjang Lebar Tinggi



`


pengukuran dan besaran

Documents