Dalam melakukan pengukuran sebaiknya dilakukan 3-5 kali pengukuran jelaskan alasannya

BAHAN AJAR

ALAT UKUR DAN PENGUKURAN

OLEH:

RISKAWATI

NURLINA

RAHMAN KARIM

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2017

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI............................................................................................................ i

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................iii

BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1

A. Diskripsi Mata Kuliah.................................................................................. 1

B. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar................................................................ 1

C. Kompetensi Dasar ........................................................................................2

BAB II PENGUKURAN ........................................................................................3

A. Arti Pengukuran........................................................................................... 4

B. Pengukuran Langsung dan Tidak Langsung................................................ 5

C. Ketepatan dan Ketelitian Pengukuran.......................................................... 5

D. Cara Menuliskan Hasil Pengukuran............................................................. 7

E. Aturan-Aturan Penulisan Angka Penting..................................................... 8

F. Angka Penting pada Bilangan Sepuluh Berpangkat .................................... 8

G. Aturan-aturan Mengoperasikan Angka Penting........................................... 9

BAB III KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN .................................................14

A. Jenis dan Sumber Ketidakpastian............................................................... 14

B. Analisis Ketidakpastian Pengukuran ......................................................... 15

C. Ketidakpastian Pada Hasil Percobaan........................................................ 24

BAB IV ALAT-ALAT PENGUKURAN DASAR............................................... 34

A. Jangka Sorong............................................................................................ 34

B. Micrometer Sekrup..................................................................................... 44

C. Spherometer ............................................................................................... 51

D. Neraca ........................................................................................................ 54

E. Basic Meter ................................................................................................65

F. Thermometer.............................................................................................. 69

G. Stopwatch................................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 78

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1Ketelitian dalam Pengukuran.............................................................. 6

Gambar 2. 2Membandingkan dua besaran.............................................................. 7

Gambar 3. 1Penunjukanskaladenganjarumpenunjukcukuptebal .......................... 16

Gambar 3. 2Penunjukanskaladenganjarumpenunjukcukuptipis ...........................17

Gambar 4. 1Jangka Sorong Manual...................................................................... 34

Gambar 4. 2Jangka Sorong Analog ...................................................................... 35

Gambar 4. 3Jangka Sorong Digital....................................................................... 35

Gambar 4. 4Jangka Sorong Alur Dalam............................................................... 35

fGambar 4. 5Jangka Sorong Ketinggian ............................................................... 36

Gambar 4. 6Jangka Sorong Pipa........................................................................... 36

Gambar 4. 7Jangka Sorong Jarak Pusat................................................................ 36

Gambar 4. 8Jangka Sorong Gigi Gear ..................................................................37

Gambar 4. 9Jangka Sorong Cakram ..................................................................... 37

Gambar 4. 10Bentuk dan Bagian-bagian Jangka Sorong...................................... 38

Gambar 4. 11 Jangka Sorong Terkalibrasi............................................................ 40

Gambar 4. 12Mengukur Diameter Luar Suatu Benda .......................................... 40

Gambar 4. 13Mengukur Diameter Dalam Suatu Benda .......................................41

Gambar 4. 14Mengukur Kedalaman Suatu Benda................................................ 41

Gambar 4. 15Menentukan Tingkat Ketelitian Jangka Sorong.............................. 42

Gambar 4. 16Hasil Pengukuran Jangka Sorong.................................................... 43

Gambar 4. 17 Mikrometer Sekrup Manual........................................................... 45

Gambar 4. 18Mikrometer Sekrup Digital .............................................................45

Gambar 4. 19Mikrometer Luar............................................................................. 45

Gambar 4. 20Mikrometer Dalam.......................................................................... 45

Gambar 4. 21Mikrometer Kedalaman................................................................... 46

Gambar 4. 22Bentuk dan Bagian-bagian Mikrometer Sekrup.............................. 46

Gambar 4. 23Kalibrasi Mikrometer Sekrup.......................................................... 48

Gambar 4. 24Prosedur Pengukuran Mikrometer Sekrup...................................... 49

Gambar 4. 25Cara Menentukan Tingkat Ketelitian Mikrometer Sekrup.............. 49

Gambar 4. 26Cara Pembacaan Hasil Pengukuran Mikrometer Sekrup................ 50

Gambar 4. 27Spherometer .................................................................................... 51

Gambar 4. 28Neraca Ohauss 2610........................................................................ 55

Gambar 4. 29Neraca Ohauss 311.......................................................................... 57

Gambar 4. 30Hasil Pengukuran Neraca Ohauss 311............................................ 59

Gambar 4. 31Neraca Ohauss 310.......................................................................... 60

Gambar 4. 32Pemutar Skala 2 Desimal ................................................................60

Gambar 4. 33Piring Neraca................................................................................... 60

Gambar 4. 34Penyangga Neraca........................................................................... 61

Gambar 4. 35Pointer .............................................................................................61

Gambar 4. 36Sekrup untuk Penyeimbang............................................................. 61

Gambar 4. 37Skala................................................................................................ 61

Gambar 4. 38Neraca Pegas................................................................................... 64

Gambar 4. 39Bagian-bagian Basic Meter............................................................. 66

Gambar 4. 40Skema Rangkaian Amperemeter..................................................... 67

Gambar 4. 41Skema Rangkaian Amperemeter..................................................... 68

Gambar 4. 42 Rangkaian Amperemeter dan Voltmeter........................................ 68

Gambar 4. 43 Contoh Termometer .......................................................................69

Gambar 4. 44Termometer Bimetal ....................................................................... 69

Gambar 4. 45Termometer Hambatan.................................................................... 70

Gambar 4. 46Termometer Hambatan Platina........................................................ 70

Gambar 4. 47Termokopel .....................................................................................70

Gambar 4. 48Termometer Air Raksa.................................................................... 71

Gambar 4. 49Stopwatch Analog........................................................................... 72

Gambar 4. 50Stopwatch Digital............................................................................ 73

BAB I

PENDAHULUAN

A. Diskripsi Mata Kuliah

Mata Kuliah alat ukur dan pengukuran merupakan kegiatan yang harus

dilakukan oleh setiap mahasiswa disiplin ilmu sains sebelum melaksanakan

kegiatan eksperimen di laboratorium. Pada buku ajar ini, akan dibahas mengenai

arti dari pengukuran, cara menggunakan alat-alat ukur, cara menuliskan hasil

pengukuran, cara mengolah hasil pengukuran, teori ketidakpastian dan beberapa

alat-alat pengukuran dasar seperti (1) pengukuran panjang dengan alat ukur

jangka sorong, mikrometer skrup, spherometer; (3) pengukuran massa dan berat

dengan alat ukur neraca ohauss 2610, neraca ohauss 311, neraca ohauss 310 dan

neraca pegas; (4) pengukuran waktu dengan alat ukur stop watch; (5) pengukuran

panas dengan alat ukur termometer; (6) pengukuran listrik dengan alat ukur

voltmeter dan amperemeter.

Dengan menyelesaikan buku ajar ini, diharapkan mahasiswa dapat

memahami konsep-konsep dasar pengukuran serta mengaplikasikannya pada

kegiatan-kegiatan praktikum selanjutnya.

B. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar

1. Petunjuk Bagi mahasiswa diharapkan dapat berperan aktif dan berinteraksi

dengan sumber belajar yang dapat digunakan, karena itu harus

memperhatikan hal-hal berikut:Perlengkapan yang harus dipersiapkan Guna

menunjang keselamatan dan kelancaran tugas/ pekerjaan yang harus

dilakukan, maka persiapkanlah seluruh perelengkapan yang diperlukan.

Beberapa perlengkapan yang harus dipersiapkan adalah: 1) Peralatan tulis 2)

Perlengkapan keselamatan dan kesehatan kerja 3) Piranti alat ukur.

2. Peran Dosen yang akan mengajarkan buku ajar ini hendaknya

mempersiapkan diri sebaik-baiknya yaitu mencakup aspek strategi

pembelajaran, penguasaan materi, pemilihan metode, alat bantu media

pembelajaran, dan perangkat evaluasi. Dosen harus mempersiapkan

rancangan strategi pembelajaran yang mampu mewujudkan mahasiswa

terlibat aktif dalam proses pencapaian/penguasaan kompetensi yang telah

diprogramkan.

C. Kompetensi Dasar

1. Memahami konsep pengukuran mulai dari cara mengukur, membaca dan

menuliskan hasil pengukuran mengolah hasil pengukuran dan dapat

menggunakan teori ketidakpastian dalam pengukuran

2. Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja alat ukur panjang seperti: jangka

sorong, mikrometer skrup, spherometer, serta memiliki keterampilan

melakukan pengukuran sesuai prosedur, membaca hasil ukur, menuliskan

hasil pengukuran sesuai aturan yang berlaku, dan dapat melakukan kalibrasi

alat ukur.

3. Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja alat ukur massa dan berat seperti:

neraca ohauss 2610, neraca ohauss 311, neraca ohauss 310 dan neraca

pegas, serta memiliki keterampilan melakukan pengukuran sesuai prosedur,

membaca hasil ukur, menuliskan hasil pengukuran sesuai aturan yang

berlaku, dan dapat melakukan kalibrasi alat ukur.

4. Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja alat ukur listrik seperti: voltmeter dan

amperemeter serta memiliki keterampilan melakukan pengukuran sesuai

prosedur, membaca hasil ukur, menuliskan hasil pengukuran sesuai aturan

yang berlaku, dan dapat melakukan kalibrasi alat ukur

5. Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja alat ukur panas seperti: termometer

dan kalorimeter, serta memiliki keterampilan melakukan pengukuran sesuai

prosedur, membaca hasil ukur, menuliskan hasil pengukuran sesuai aturan

yang berlaku, dan dapat melakukan kalibrasi alat ukur

6. Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja alat ukur waktu seperti: stop watch

serta memiliki keterampilan melakukan pengukuran sesuai prosedur,

membaca hasil ukur, menuliskan hasil pengukuran sesuai aturan yang

berlaku, dan dapat melakukan kalibrasi alat ukur.

BAB II

PENGUKURAN

Berbicara tentang pengukuran, ada sebuah kutipan yang diungkapkan dari

seorang ilmuwan Fisika Lord Kelvin (1883) yang ada kaitannya dengan masalah

pengukuran,yaitu:

When you can measure what you are speaking about and express itin

numbers, you know something about it, but when you can not measure it,

when you can not express it in numbers, yourknowledge is of a meager and

unsatisfactory kind ....

Ungkapan di atas mengandung makna “Bila kita dapat mengukur apa yang

sedang kita bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka berarti kita

mengetahui apa yang sedang kita bicarakan itu. , sebaliknya bila kita tidak dapat

mengukur apa yang sedang kita bicarakan, berarti kita tidak mengetahui dengan

baik apa yang kita bicarakan tersebut”

Dalam kehidupan sehari-hari kita selalu berhadapan dengan benda hidup

dan benda mati. Suatu saat kita kadang-kadang harusmengkomunikasikan sesuatu

obyek, baik obyek hidup (bergerak) maupunobyek mati (diam) kepada orang lain.

Seandainya informasi tentangobyek yang kita komunikasikan itu kurang lengkap

maka orang yangmenerima informasi sangat dimungkinkan untuk bertanya lebih

jauh lagi.Misalnya kita mengkomunikasikan besar dan beratnya sebuah

truk,cepatnya lari sebuah mobil, jauhnya perjalanan, panasnya suatu benda dan

sebagainya. Orang yang menerima informasi tentu akan bertanya lebihjauh lagi

tentang seberapa beratnya truktersebut, berapa kecepatan mobil tersebut, seberapa

jauh perjalanan yang ditempuh, seberapa tinggipanas benda tersebut, dan

sebagainya.

Pertanyaan di atas sangatmemungkinkan timbul apabila obyek yang

dikomunikasikan tidakdilengkapi dengan obyek pelengkap. Obyek pelengkap ini

biasanyadinyatakan dalam bentuk ukuran dan satuan sehingga obyek

yangdiinformasikan mempunyai arti lebih luas. Misalnya, truk tersebutberatnya

5ton, kecepatan mobil80 km/jam, jalanyang sudah ditempuh sekitar 5 km, panas

badannya sekitar 370C, dan sebagainya. Dengan demikian peranan obyek

pelengkap sebagai penambah keterangan dari obyek yang diinformasikan memang

sangat penting.

A. Arti Pengukuran

Pengukuran adalah bagian dari keterampilan Proses Sains yang merupakan

pengumpulan informasi baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif. Dengan

melakukan pengukuran, dapat diperoleh besarnya atau nilai suatu besaran atau

bukti kualitatif.

Contoh:

Bila seseorang mengukur panjang sebuah balok dengan menggunakan

meteran, maka yang diperoleh adalah besarnya panjang balok itu. Bila

dua buah balok didekatkan maka hasil yang diperoleh mungkin balok

yang satu lebih panjang dari balok yang lain, atau mungkin balok yang

satu sama panjangnya dengan balok yang lain. Kegiatan pertama

menghasilkan informasi kuantitatif, sedangkan kegiatan kedua

menghasilkan data kualitatif. Demikian pula halnya bila seseorang

menimbang dengan menggunakan neraca dapat pula memperoleh

informasi kuantitatif maupun informasi kualitatif.

Dalam pembelajaran sains Fisika, seorang pendidik tidak hanya

menyampaikan kumpulan fakta-fakta saja tetapi seharusnya mengajarkan sains

sebagai proses (menggunakan pendekatan proses). Oleh karena itu, melakukan

percobaan atau eksperimen dalam Sains Fisika sangat penting. Melakukan

percobaan dalam laboratorium, berarti sengaja membangkitkan gejala-gejala alam

kemudian melakukan pengukuran. Sebelum melakukan percobaan, maka setiap

orang hendaknya memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan

pengukuran.Tanpa memahami pengukuran, besar kemungkinan dalam melakukan

percobaan akan banyak terjadi kesalahan.

Pada contoh yang telah dikemukakan di atas, panjang meteran disamakan

dengan panjang balok. Artinya, panjang balok berapa kali panjang dari meteran

yang digunakan. Demikian pula balok yang satu dibandingkan dengan balok yang

lain. Dengan demikian, maka dapat dikatakan bahwa melakukan pengukuran

adalah membandingkan antara suatu besaran dengan besaran lain yang sejenis

yang dijadikan acuan. Jadi yang dibandingkan adalah besaran panjang balok

dengan besaran panjang meteran; kedua besaran ini sejenis yaitu besaran panjang

dengan besaran panjang.

B. Pengukuran Langsung dan Tidak Langsung

Ditinjau dari cara pengukurannya, besaran-besaran fisika ada yang diukur

secara langsung dan ada (lebih banyak) yang diukur secara tidak langsung.

Pengukuran langsung adalah pengukuran suatu besaran yang tidak

bergantung pada pengukuran besaran-besaran lain.

Contoh:

-Mengukur panjang tongkat dengan mistar,

-Mengukur waktu dengan stopwatch/ stopclock.

Jadi pengukuran suatu besaran secara langsung adalah membandingkan

besaran tersebut secara langsung dengan besaran acuan.

Pengukuran tidak langsung adalah pengukuran besaran fisika dengan cara

tidak langsung membandingkannya dengan besaran acuan, akan tetapi

dengan besaran-besaran lain.

Contoh:

-Mengukur suhu dengan cara mengukur perubahan volume air raksa,

-Mengukur berat benda dengan cara mengukur pertambahan panjang

pegas,

-Mengukur kecepatan, kalor, dll.

Semuanya merupakan pengukuran tidak langsung.

C. Ketepatan dan Ketelitian Pengukuran

1. Ketepatan (Accuracy)

Jika suatu besaran diukur beberapa kali (pengukuran berganda) dan

menghasilkan harga-harga yang menyebar di sekitar harga yang sebenarnya maka

pengukuran dikatakan “tepat”.Pada pengukuran ini, harga rata-ratanya mendekati

harga yang sebenarnya. Sebagai contoh yang sederhana seseorang menembak satu

sasaran seratus kali dengan pistol dan cara menembak yang identik, ternyata dari

seratus kali tembakan tersebut sembilan puluh lima kali diantaranya mengenai

sasaran. Dari contoh ini dapat dikatakan bahwa orang tersebut memiliki ketepatan

yang tinggi dalam menembak.

Demikian pula halnya dengan proses pengukuran. Apabila seseorang

melakukan pengukuran terhadap suatu obyek dengan cara berulang-ulang dan

diperoleh hasil yang hampir sama dari masing-masing pengukuran bila

dibandingkan harga rata-rata pengukuran yang berulang-ulang tersebut, maka

dikatakan proses pengukuran itu mempunyai ketepatan yang tinggi.

2. Ketelitian (Precision)

Kata teliti dalam suatu pengukuran memiliki dua makna, pertama teliti

yang dikaitkan dengan apakah hasil suatu pengukuran persis atau mendekati sama

dengan ukuran yang sudah ditentukan. Misalnya, pada tangkai bor biasanya

dicantumkan ukuran diameter bor tersebut. Lalu kita ingin mengecek ukuran

tersebut dengan menggunakan mikrometer. Setelah diukur ternyata diperoleh hasil

yang sama persis dengan ukuran yang ada pada tangkai bor tersebut. Keadaan

seperti ini dinamakan dengan istilah teliti.

Kedua, teliti yang dikaitkan dengan proses pengukuran itu sendiri.

Misalnya, seseorang mencoba mengecek ukuran diameter bor yang besarnya

tertera pada tangkai bor tersebut. Alat yang yang digunakan adalah mistar baja.

Setelah diletakkannya pada ujung tangkai bor tersebut kemudian dibaca skalanya,

ternyata hasil pembacaan menunjukan bahwa diameter bor tersebut lebih besar

tiga skala dari pada mistar baja. Lalu orang yang mengukur tadi berkesimpulan

bahwa ukuran yang tercantum pada tangkai bor tersebut adalah salah.

Jika hasil-hasil pengukuran terpusat di suatu daerah tertentu maka

pengukuran disebut teliti (harga tiap pengukuran tidak jauh berbeda).

Gambar 2. 1Ketelitian dalam Pengukuran

Keterangan:

Gbr (a) : Pengukuran teliti, mengumpul pada daerah tertentu, teliti

tapi tidak tepat

Gbr (b) : Pengukuran tepat, menyebar sekitar harga

sebenarnya tapi berada di luar daerah sebenarnya, tepat tapi

tidak teliti,

Gbr (c): Pengukuran tepat dan teliti sebab menyebar disekitar

harga sebenarnya dan tiap pengukuran mengumpul pada

daerah harga sebenarnya.

D. Cara Menuliskan Hasil Pengukuran

Gambar 1 berikut menunjukkan pengukuran panjang suatu benda dengan

menggunakan mistar biasa dengan NST 1 mm atau 0,1 cm.

Hasil pengukuran yang ditunjukkan alat ukur adalah 62,5 mm atau 6,25 cm.

Pada contoh di atas, angka terakhir merupakan angka taksiran. Oleh

karena itu, tidak masuk akal jika di belakang angka terakhir masih ditambah

angka lagi dikarenakan mata kita cuma mampu membagi dua jarak antara dua

goresan dalam kasus mistar biasa. Ketiga angka yang dapat ditulis dari hasil

pengukuran tersebut disebut angka penting. Dua dari angka pasti, karena ada

bagian skala menunjuk angka itu.

Dari hasil pengukuran di atas dapat dilihat bahwa makin kecil NST alat

makin banyak angka penting yang dapat dituliskan dari hasil pengukuran.

Bilangan yang menyatakan nilai hasil pengukuran tidak eksak atau tidak pasti.

Jadi hasil pengukuran selalu dihinggapi ketidakpastian. Penulisan hasil

pengukuran mempunyai arti jika ditulis dengan jumlah angka penting yang tepat.

Apabila antara skala 62 dan 63 terdapat lagi 10 skala-skala kecil, maka NST alat

menjadi 0,1 mm. Maka hasil pengukuran yang diperoleh mungkin 62,4 mm atau

62,5 mm. Berarti angka 4 atau 5 bukan lagi merupakan angka taksiran melainkan

angka pasti, sehingga angka pentingnya bertambah. Kalau hasil pengukuran

Gambar 2. 2Membandingkan dua

besaran

menunjukkan 62,4 mm maka dengan NST 0,1 mm, hasil tersebut harus ditulis

62,40 mm. Jadi 62,4 mm tidak sama artinya dengan 62,40 mm.

E. Aturan-Aturan Penulisan Angka Penting

1. Semua angka yang bukan nol merupakan angka penting,

Contoh: 265,4 m mengandung 4 angka penting.

25,7 smengandung 3 angka penting.

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

Contoh: 25,04 A mengandung 4 angka penting.

10,3 cm mengandung 3 angka penting.

3. Angka nol di sebelah kanan angka bukan nol termasuk angka penting,

kecuali kalau ada penjelasan lain, misalnya berupa garis di bawah angka

terakhir yang masih dianggap penting.

Contoh: 22,30 m mengandung 4 angka penting.

22,300 m mengandung 4 angka penting.

1250 mA mengandung 3 angka penting.

4. Angka nol yang terletak di sebelah kiri angka bukan nol, baik di sebelah

kanan maupun di sebelah kiri koma desimal tidak termasuk angka penting.

Contoh: 0,47 cm mengandung 2 angka penting.

0,025 g mengandung 2 angka penting.

F. Angka Penting pada Bilangan Sepuluh Berpangkat

Dalam Sains Fisika sering dijumpai besaran-besaran yang nilainya sangat

kecil atau sangat besar, misalnya muatan elektron = -0, 000 000 000 000 000 000

160 C. Bila besaran seperti ini ditulis biasa akan memerlukan waktu dan tempat

yang banyak. Oleh karena itu, terdapat kebiasaan dalam bidang sains fisika

menulis nilai besaran seperti ini dalam bentuk:

Di mana besarnya aantara -10 dan -1 atau antara +1 sampai +10. Dan nbilangan

bulat positif atau negatif. Penulisan dalam bentuk seperti di atas dikenal sebagai

notasi ilmiah.Jadi muatan elektron sebaiknya ditulis -1,60 x 10-19 C.

Contoh:

Kecepatan cahaya 299 792 500 m/s,

ditulis 2,997925 x 108m/s.

2,5 kg (hasil pengukuran) akan dijadikan mg.

2,5 kg = 2.500.000 mg

= 2,5 x 106mg.

0,15 mm akan dijadikan km.

0,15mm = 0,000 000 15 km

= 1,5 x 10-7 km

Dari contoh-contoh di atas yang menyatakan bahwa perubahan satuan

tidak boleh merubah jumlah angka penting. Jadi, bilangan amenunjukkan angka

penting.

G. Aturan-aturan Mengoperasikan Angka Penting

Apabila luas suatu bidang akan ditentukan, maka panjang dan lebar bidang

tersebut harus diukur, misalnya panjangnya = 8,50 cm dan lebarnya = 4,25 cm.

Jika dihitung dengan cara biasa maka luas bidang tersebut = 36,125 cm2. Ini

memperlihatkan bahwa hasilnya mengandung 5 angka penting. Hasil hitungan ini

menjadi lebih teliti daripada sumbernya, yaitu pengukuran panjang dan lebarnya

hanya mengandung 3 angka penting. Jadi aneh apabila hasilnya lebih teliti

daripada sumbernya. Karena hasil pengukuran terdiri dari 3 angka penting, maka

luas bidang yang diharapkan dari pengukuran ini tidak mungkin lebih dari 3 angka

penting. Paling teliti sama dengan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, hasilnya

tidak ditulis dengan 36,125 cm2, melainkan 36,1 cm2(3 angka penting).

1. Pembulatan

Dalam mengoperasikan angka penting, pembulatan harus selalu dilakukan.

Oleh karena itu, aturan pembulatan harus diikuti sebagai berikut:

a. Jika yang akan dibulatkan lebih besar dari lima, maka pembulatannya ke

atas.

Contoh: 25,56 untuk 3 angka penting, pembulatannya menjadi 25,6

b. Jika yang akan dibulatkan kurang dari 5, maka pembulatannya ke bawah.

Contoh: 25,54 menjadi 25,5

0,273 menjadi 0,27

c. Jika yang dibulatkan memiliki angka terakhir 5, maka pembulatannya

dilakukan sedemikian rupa sehingga angka penting terakhir selalu genap.

Contoh: 25,55 menjadi 25,6 dan 25,45 menjadi 25,4

0,273 menjadi 0,27 dan 0,265 menjadi 0,26

2. Penjumlahan dan Pengurangan

Pada waktu menjumlahkan bilangan-bilangan tidak eksak (angka penting)

maka hasil terakhir hanya boleh mengandung satu angka ragu-ragu dengan

memperhatikan aturan berikut:

a. Angka ragu-ragu ditambah atau dikurang dengan angka ragu-ragu

menghasilkan angka ragu-ragu.

b. Angka pasti ditambah atau dikurang dengan angka ragu-ragu menghasilkan

angka ragu-ragu.

c. Angka pasti ditambah atau dikurangi dengan angka pasti menghasilkan

angka pasti.

Contoh:

215,3 angka 3 angka ragu-ragu

25,45+ angka 5 angka ragu-ragu

240,75

angka ragu-ragu

Jadi hasilnya: 240,8

angka ragu-ragu

127,74 angka 4 angka ragu-ragu

12,5 - angka 5 angka ragu-ragu

115,24 ≈115,2

3. Mengali dan Membagi

Pada waktu mengalikan dan membagi bilangan tidak eksak dengan

bilangan eksak, hasilnya mengandung angka penting sebanyak angka penting

yang paling sedikit di antara yang diperkalikan atau dibagi itu.

Contoh:

2,50 x 2,5 = 6,25 ≈ 6,2 (2 angka penting )

2,50 x 2,50 = 6,25 (3 angka penting )

6,25

5,0 = 1,25 ≈ 1,2 (2 angka penting )

6,25

2,50 = 2,5 ≈ 2,50 (3 angka penting )

4. Memangkatkan

Bila suatu bilangan non eksak dipangkatkan, hasilnya memiliki angka

penting sebanyak angka penting bilangan yang dipangkatkan

Contoh:

(3,25) = 10,5625 ≈ 10,6

Hasilnya 3 angka penting karena 3,25 terdiri dari 3 angka penting.

3252= 105625 ≈106000

Hasilnya 3 angka penting karena 325 terdiri dari 3 angka penting.

0,5 = 0,125 ≈ 0,1

Hasilnya 1 angka penting karena 0,5 terdiri dari 1 angka penting.

5. Menarik Akar

Akar pangkat dua atau lebih dari suatu bilangan tidak eksak, hasilnya

memiliki angka penting sebanyak angka penting dari bilangan yang ditarik

akarnya.

Contoh:

√125 = 5, karena 125 memiliki 3 angka penting maka hasilnya harus

memiliki 3 angka penting, yaitu 5,00.

√144,0 = 12 ≈12,00, karena 144,0 memiliki 4 angka penting.

Latihan 1

1. Beri contoh pengukuran yang akurat dan presisi, dan pengukuran yang presisi

tapi tidak akurat.

2. Jelaskan pengertian angka pasti dan angka ragu-ragu (beri contoh dengan

gambar).

3. Di bawah ini ada 4 skala pengukuran. Isi tabel yang ada di bawahnya!

4. Hasil pengukuran besaran-besaran A, B, C dan D adalah sebagai berikut:

a. 1750,5 g

b. 0,0650 A

c. 525,0 cm

d. 0,0125 m

Isi tabel di bawah ini:

5. Hasil pengukuran panjang dua balok kecil adalah 20,55 mm dan 15,75 cm.

Gambar masing-masing skala pengukurannya.

6. Bulatkan angka berikut sampai 3 angka penting.

a. 1652

b. 0,2759

c. 17875

d. 0,12452

7. Hitunglah:

a. 25 x 25

b. 6,25

c. 15,75 + 0,2 + 2,0

Hasil Pengukuran X0Hasil Pengukuran

X XXX XX X

Hasil Pengukuran X0

X X X XX

BAB III

KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN

A. Jenis dan Sumber Ketidakpastian

a. Ketidakpastian Bersistem

Ketidakpastian (kesalahan) bersistem akan menyebabkan hasil yang

diperoleh menyimpang dari hasil sebenarnyaKetidakpastian ini dapat

diminimalisir.

Sumber-sumber ketidakpastian bersistem ini antara lain:

1. Kesalahan kalibrasi alat, dapat diketahui dengan membandingkannya

dengan alat yang lain.

2. Kesalahan titik nol (KTN).

3. Kerusakan komponen alat, misalnya pegas yang telah lama dipakai

sehingga menjadi tidak elastis lagi.

4. Gesekan.

5. Kesalahan paralaks.

6. Kesalahan karena keadaan saat bekerja, kondisi alat pada saat dikalibrasi

berbeda dengan kondisi pada saat alat bekerja.

b. Ketidakpastian Rambang (Acak)

Kesalahan ini bersumber dari gejala yang tidak mungkin dikendalikan

atau di atasi. Ia berupa perubahan yang berlangsung sangat cepat sehingga

pengontrolan dan pengaturan di luar kemampuan. Ketidakpastian ini

menyebabkan pengukuran jatuh agak ke kiri dan ke kanan dari nilai yang

sebenarnya.

Sumber-sumber ketidakpastian acak ini antara lain:

1. Ketidakpastian menaksir bagian skala.

Sumber pertama ketidakpastian pada pengukuran adalah keterbatasan

skala alat ukur. Harga yang lebih kecil dari nilai skala terkecil alat ukur

(NST) tidak dapat lagi dibaca, sehingga dilakukan taksiran. Artinya, suatu

ketidakpastian telah menyusup pada hasil pengukuran.

Ada 3 faktor penentu dalam hal penaksiran, yaitu :

(a) Jarak fisis (Physical Distance) antara dua goresan yang berdekatan.

(b) Halus atau kasarnya jarum penunjuk.

2. Keadaan yang berfluktuasi, artinya keadaan yang berubah cepat terhadap

waktu. Misalnya, kuat arus listrik, tegangan jala-jala PLN, dan sumber

tegangan lain yang selalu berubah-ubah secara tidak teratur

3. Gerak acak (gerak Brown) molekul-molekul udara. Gerak ini menyebabkan

penunjukkan jarum dari alat ukur yang sangat halus menjadi terganggu.

4. Landasan yang bergetar.

5. Bising (Noise), yaitu gangguan pada alat elektronika yang berupa fluktuasi

yang cepat pada tegangan karena komponen alat yang meningkat temperatur

kerjanya.

6. Radiasi latar belakang seperti radiasi kosmos dari angkasa luar.

B. Analisis Ketidakpastian Pengukuran

1. Ketidakpastian Pengukuran Tunggal

Pengukuran tunggal adalah adalah pengukuran yang dilakukan satu kali

saja. Keterbatasan skala alat ukur dan keterbatasan kemampuan mengamati

serta banyak sumber kesalahan lain, mengakibatkan:

“Hasil Pengukuran Selalu Dihinggapi Ketidakpastian”

Nilai x sampai goresan terakhir dapat diketahui dengan pasti, namun

bacaan selebihnya adalah terkaan atau dugaan belaka sehingga patut diragukan.

Inilah ketidakpastian yang dimaksud dan diberi lambang ∆x. Untuk

pengukuran tunggal diambil kebijaksan:

∆x=NST Alat

Di mana ∆xadalah ketidakpastian pengukuran tunggal. Hasil

pengukuran dilaporkan dengan cara yang sudah dibakukan seperti berikut.

X = (x± ∆x) [X]

di mana:

X = simbol besaran yang diukur

(x± ∆x) = hasil pengukuran beserta ketidakpastiannya

[X] = satuan besaran x (dalam satuan SI)

Contoh 1: Misalkan arus dalam rangkaian diukur dengan skala

miliamperemeter dari jarum penunjuk tampak pada gambar 2

berikut.

Nilai arus yang terbaca lebih dari 3,5 mA tetapi kurang dari 3,7 mA.

Maka yang dilaporkan adalah:

I= (3,60± 0,05) mA

Penulisan yang dilaporkan ini menunjukkan bahwa nilai sebenarnya

kuat arus itu tidak diketahui. Kita hanya menduga bahwa arus itu sekitar 3,55

dan 3,65 mA. Berapa tepatnya? dengan satu kali pengukuran saja kita tidak

tahu. Arus itu mungkin 3,58 mA, mungkin 3,63 mA, bahkan mungkin 3,565

mA. Tidak seorang pun yang tahu nilai sebenarnya.

Dengan cara menulis demikian pengamat hanya ingin menyatakan arus

itu dipercaya tidak kurang dari 3,55 mA ataupun lebih dari 3,65 mA.

Pernyataan demikian memang tidak tegas, namun apa yang diharapkan dari

pengukuran satu kali saja?

Dapat disimpulkan:

Hal lain yang tersirat dalam penulisan di atas ialah tentang mutu skala

alat ukur yang digunakan. Untuk contoh di atas, miliammeter yang digunakan

hanya mampu mengukur paling kecil sampai 0,1 mA saja. Jadi NST-nya 0,1

mA.

Pengukuran tunggal dapat diragukan, karenanya harus dilaporkan dengan

ketidakpastian yang cukup besar yaitu: NST

Gambar 3. 1Penunjukanskaladenganjarumpenunjukcukuptebal

Gambar 3. 2Penunjukanskaladenganjarumpenunjukcukuptipis

Semakin kecil ketidakpastian mutlak, akan semakin tepat hasil pengukuran

Contoh 2 :Arus listrik diukur dengan ammeter yang ujung jarum penunjuknya

cukup halus dan goresan skalanya cukup tajam (tipis) seperti pada

gambar 3 berikut.

Nilai arus listrik yang ditunjukkan adalah;

I = (3,63 ± 0,03) mA

atau I = (3,64 ± 0,02) mA

Dengan demikian, arus yang terukur diduga bernilai sekitar 3,64 mA.

Ketidakpastian yang ditunjukkan alat ditaksirlebih kecil dari NST, oleh karena

jarak pisah antara dua goresan yang berdekatan tampak jelas dengan ujung

jarum penunjuk yang cukup halus. Ini memberikan alasan untuk menaksir

ketidakpastiannya kurang dari NST misalnya NST (0,03 mA) atau NST

(0,02 mA).

Jadi laporannya mungkin arus bernilai 3,60 mA dan 3,66 mA atau

antara 3,62 mA dan 3,66 mA. Perhatikan bahwa kedua pernyataan ini berarti

kuat arus listrik yang terukur adalah sekitar 3,63 mA atau 3,64 mA.

2. Ketidakpastian Mutlak dan Ketepatan Pengukuran

∆disebut ketidakpastian mutlak pada nilai { }dan memberi gambaran

tentang mutu alat ukur yang digunakan.

Dari kedua contoh yang telah diberikan diatas, dapat disimpulkan

bahwa meteran (alat ukur) kedua lebih baik dari alat ukur pertama.

Dengan menggunakan alat ukur yang lebih bermutu, maka diharapkan

pula hasil yang diperoleh lebih tepat, oleh karena itu ketidakpastian mutlak

menyatakan ketepatan hasil pengukuran.

Semakin baik mutu alat ukur, semakin kecil ∆yang diperoleh

Jadi kuat arus listrik I= 3,64 mA adalah lebih tepat daripada I= 3,6 mA.

Artinya I= 3,64 mA lebih mendekati kuat arus yang sebenarnya (I0)

yang tidak diketahui.

3. Ketidakpastian Relatif dan Ketelitian Pengukuran

Perbandingan antara ketidakpastian mutlak dengan hasil

pengukuran ∆disebut ketidakpastian relatif pada nilai {x},sering

dinyatakan dalam % (tentunya harus dikalikan dengan 100% ). Pada contoh 1

di atas, ketidakpastian relatifnya adalah:

∆=0,05

3,60 100 % = 14 %

Sedangkan pada contoh kedua ketidakpastian relatifnya adalah :

∆=0,02

3,64 100 % = 0,5 %

Ketidakpastian relatif menyatakan tingkat ketelitian hasil pengukuran.

Pada contoh di atas, kuat arus listrik kedua telah berhasil diukur dengan

tingkat ketelitian sekitar tiga kali lebih baik daripada pengukuran kuat arus

listrik pertama. Perhatikan bahwa ketidakpastian relatif akan menjadi kecil jika

yang diukur nilainya besar. Sebagai contoh, ammeter yang sama (∆= 0,05 A)

digunakan untuk mengukur kuat arus sebesar 0,5 A dan kuat arus kedua 10,0

∆=0,05

5,00 100 % = 1 %

Dibandingkan dengan:

∆=0,05

10,00 100 % = 0,5 %

Dikatakan bahwa kuat arus kedua telah berhasil diketahui dengan

ketelitian yang lebih baik daripada arus pertama oleh karena ketidakpastian

relatifnya lebih kecil.

Makin kecil ketidakpastian relatif, makin tinggi ketelitian yang

dicapai pada pengukuran

Makna dari ketidakpastian mutlak dari ketidakpastian relatif ialah

bahwa dalam usaha untuk mengetahui nilai sebenarnya (X0) suatu besaran fisis

dengan melakukan pengukuran, terbentur pada keterbatasan alat ukur maupun

orang yang melakukan pengukuran hingga hasilnya selalu meragukan. Dalam

teori pengukuran (Measurement Theory), tidak ada harapan mengetahui

X0lewat pengukuran, kecuali jika pengukuran diulang sampai berhingga kali.

Jadi yang dapat diusahakan adalah mendekati X0. Sebaik-baiknya, yakni

dengan melakukan pengukuran berulang sebanyak-banyaknya.

4. Ketidakpastian pada Pengukuran yang Diulang (Pengukuran

Berganda)

Dengan mengadakan pengulangan, pengetahuan kita tentang nilai

sebenarnya (X0) menjadi semakin baik. Pengulangan seharusnya diadakan

sesering mungkin, makin sering makin baik, namun perlu dibedakan antara

pengulangan beberapa kali saja (2 atau 3 kali) dan pengulangan yang cukup

sering (sekitar 10 kali) atau lebih.

a. Pengulangan yang Beberapa Kali Saja

Jika pengukuran 3 kali dengan hasil x1, x2dan x3atau dua kali lipat

saja misalnya pada awal percobaan dan pada akhir percobaan, maka {X}

dan Δx dapat ditentukan sebagai berikut:

Nilai rata-rata pengukuran dilaporkan sebagai {X} sedangkan deviasi

mutlak terbesar atau deviasi mutlak rata-rata dilaporkan sebagai Δx jadi:

̅ = + +

=|− ̅|

Deviasi adalah selisih antara tiap hasil pengukuran dari nilai

rata-ratanya

{X} =̅, rata-rata pengukuran

Δx =δmaksimum atau

Δx =δrata-rata

Δx adalah yang terbesar di antara δ1, δ2dan δ3atau ∆xadalah

Disarankan supaya diambil sebagai Δx oleh ketiga nilai x1, x2

dan x3 akan tercakup dalam interval: (x + Δx) dan (x – Δx).

Contoh:

Misalkan x1= 12,1

x2= 11,7

x3= 12,2

Berapa (x ± Δx) yang harus dilaporkan:

Jawab:

{ } = = 12,1 + 11,7 + 12,1

3= 12,0

=|12,1 − 12|= 0,1

=|11,7 − 12|= 0,3

=|12,2 − 12|= 0,2

∆ = = 0,3

Jadi x ± Δx = (12,0 ± 0,3)

Perhatikan bahwa ketiga nilai xyaitu x1, x2dan x3tercakup dalam interval

(12,0 + 0,3) = 12,3 sampai (12,0 - 0,3) = 11,7

Jika Δx = δrata-rata, maka:

=0,1 + 0,3 + 0,3

3= 0,2

Jadi Jadi x ± Δx = (12,0 ± 0,2)

Ternyata bahwa dengan cara kedua tidak semua nilai xdari

pengukuran tercakup dalam interval.

(̅+ Δx ) dan ( ̅– Δx)

Jika kita ingin bersikap hati-hati dan adil terhadap semua hasil

pengukuran yang diperoleh, maka cara pertama yang paling tepat meskipun

cara kedua tidak dapat dikatakan salah.

b. Pengukuran yang Diulang Cukup Sering

Pengukuran yang diulang cukup sering, menghasilkan sampel,

misalkan pengukuran diulang n kali menghasilkan sampel; x1, x2, x3, …, xn.

Nilai manakah yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran {x} dan bagaimana

menyatakan ketidakpastianya (Δx). Dalam statistik dinyatakan bahwa nilai

terbaik mendekati nilai sebenarnya (x0)adalah nilai rata-rata sampel.

̅ = ∑

̅ = + + + ⋯ +

Nilai ̅inilah yang diperoleh sebagai {x}. Oleh karna ̅bukan x0,

padanya terdapat penyimpangan. Ketidakpastian pada ̅adalah deviasi

standar nilai rata-rata yaitu:

√Jadi : =( ) /

Δx dapat dihitung dengan menggunakan kalkulator yang dapat

menghitung deviasi standar.

S = pada kalkulator

Jika kalkulator yang digunakan tidak dapat menghitung deviasi

standar, maka Δx dapat dihitung dengan menggunakan hubungan:

∆ = − 1

√=1∑2 − (∑ )

− 1

Atau

∆ = − 1

√=∑( ̅)

( − 1)

Karena tujuan pengulangan tidak lain adalah agar nilai benar x0

dapat diketahui dengan lebih baik, maka Δx ini seyogyanya lebih kecil dari

NST alat yang digunakan.

Contoh:

Tebal sebuah kubus alumunium diukur dengan menggunakan jangka sorong

menghasilkan sampel sebagai berikut:

t= 15,0 - 14,8 –15,0 –14,9 –15,1 –15,1 –15,0 –14,8 –15,2 –15,1

(dalam satuan mm)

Laporan dalam bentuk (t + Δt) menurut hasil pengukuran di atas.

Jawab:

Untuk mempercepat dan mempermudah perhitungan, digunakan kalkulator

yang mampu menghitung deviasi standar.

=∑=+ + + ⋯+

10 =150,0

10 = 15,00 mm

∆ = ( ) =0,1333

(10) =0,13333

3,1622 = 0,04216

Jadi (t ± Δt) = (15,00 ± 0,04) mm

Δt juga dapat dihiyung dengan cara sebagai berikut:

∆ = 1∑−(∑ )

− 1

=1 10(2250,16)−(150,0)

10 − 1 = 0,04216

(t ± Δt) = (15,00 ± 0,04) mm

Perhatikan bahwa ketidakpastian mutlak yang diperoleh (Δt = 0,04 )

jauh lebih kecil dari jika dibandingkan dengan ketidakpastian mutlak

apabila pengukuran hanya dilakukan satu kali saja Δt = 1 x nst (Δt = 0,1).

Lihat gambar berikut:

Hal ini menunjukan bahwa dengan melakukan pengulangan

ketidakpastian mutlak dapat ditekan sehingga diperoleh interval yang lebih

sempit yaitu antara 14,96 sampai 15,04. Jadi dapat diketahui dengan

lebih baik dibandingkan dengan interval (14,5 sampai 15,5).

Yang menjadi persoalan sekarang adalah bagaimana cara

menentukan jumlah angka berarti yang harus digunakan dalam melaporkan

hasil suatu pengukuran. Jumlah ini harus tepat sesuai dengan ketepatan yang

tercapai dalam pengukurannya agar orang lain yang membaca laporan atau

tidak mendapat kesan yang keliru tentang ketelitian pengukuran itu.

Jumlah angka berarti ditentukan oleh ketidakpastian relatifnya.

Dalam hal ini orang sering menggunakan suatu aturan praktis sebagai

berikut.

Atau dengan persamaan:

Angka Berarti (AB)= 1 − log ∆x

Contoh 1:Ketidakpastian relatif pada x1adalah :

∆=0,5

18 100 % = 2,8 % ; Berhak atas 3 angka berarti.

Contoh 2 :Ketidakpastian relatif pada x2adalah :

∆=0,04

18 100 % = 0,2 % ; Berhak atas 4 angka berarti.

Latihan 2

1. a)

∆x

xsekitar 10 %, menggunakan 2 angka berarti.

∆x

xsekitar 1 %, menggunakan 3 angka berarti.

∆x

xsekitar 0,1 %, menggunakan 4 angka berarti.

Tulis hasil pengukuran dari gambar a dan b!

Mana yang lebih tepat dan mana pula yang lebih teliti!

2. A. (2560 ± 0,9) C. (0,475 ± 0,036)

B. (2785 ± 15) D. (456,5 ± 4,5)

Perbaiki tulisannya kemudian tulis dalam bentuk a x 10n!

3. Hasil maksimum suatu pengukuran =27,6 cm dan hasil minimumnya = 27,2

cm. Hitung berapa besar ketidakpastiam mutlaknya!

Tulis dalam bentuk = ̅ ± ∆ !

4. Hasil dari suatu pengukuran adalah 25,00 ± 0,2%

Ubah hasil pengukuran tersebut menjadi = ̅ ± ∆ !

5. Jika xi= (24,1), (23,7), (24,2)

Berapa = ̅ ± ∆ ?

6. Data suatu pengukuran berganda adalah sebagai berikut:

xi=(12,01), (12,00), (12,02), (12,00), (11,99), (11,98), (11,97), (12,00),

(12,01), (12,02)

Berapa = ̅ ± ∆ ?

7. Nilai π = 3,14159. Tulis nilai π tersebut dengan ketelitian 0,1%, 1% dengan

10%.

C. Ketidakpastian Pada Hasil Percobaan

1. Pendahuluan

Di atas telah dijelaskan tentang bagaimana cara menentukan dan

menuliskan hasil pengukuran langsung baik untuk pengukuran tunggal maupun

untuk pengukuran berulang. Namun demikian, ada seseatu hasil pengukuran

yang diperoleh dengan melalui suatu perhitungan. Misalnya suatu zat cair,

hendak diukur massa jenisnya, maka yang dilakukan adalah mengukur

volumenya dengan menggunakan gelas ukur kemudian ditimbang dengan

menggunakan neraca. Andaikan diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut.

Massa zat cair (m) = 20,10 gram

Volume zat cair (V) = 21,0 ml

Maka massa jenis (ρ) zat cair tersebut adalah:

= = 20,10

21,0 = 0,957

Hasil ini tentunya akan dilaporkan dalam bentuk [ρ ± ∆ρ] tetapi untuk

menentukan ∆ρ, tidak dapat dilakukan dengan menggunakan ½ x NST, karena

ρtidak diukur dengan alat ukur secara langsung, tetapi ρdiperoleh melalui hasil

perhitungan. Penentuan ∆ρ ini (hasil perhitungan) dilakukan berdasarkan

ketidakpastian dari besaran-besaran yang diukur. Perhitungan ketidakpastian

seperti ini disebut rambat ralat.

2. Rambat Ralat Pengukuran Tunggal

Misalkan suatu fungsi y = f (a, b, c, …), y adalah hasil perhitungan dari

besaran terukur a, b, dan c, (pengukuran tunggal). Jika aberubah sebesar da, b

berubah sebesar db, dan cberubah sebesar dc maka:

= ∆ + ∆ + ∆

Analog dengan persamaan (5) di atas, dapat dituliskan menjadi:

∆ = ∆ + ∆ + ∆

∆a, ∆b, ∆c, … diperoleh dari ½ x NST alat ukur atau sesuai aturan yang

telah dijelaskan sebelumnya.

3. Operasi Rambat Ralat Pada Pengukuran Tunggal

(1) Rambat Ralat Penjumlahan dan Pengurangan

Misalkan hasil perhitungan pengukuran y = a± b, di mana adan b

hasil pengukuran langsung, maka:

∆ = ∆ + ∆

Di mana

= 1 dan = 1

Jadi,

∆ = ∆ + ∆

Kesalahan mutlak dari bentuk jumlah atau selisih sama dengan

jumlah kesalahan mutlak dari masing-masing sukunya.

(2) Rambat Ralat Perkalian dan Pembagian

Misalkan hasil perhitungan y = a . b, atau y = a .b-1, di mana adan b

hasil pengukuran tunggal, maka :

= = .

Ketidakpastian mutlak dari y dapat ditentukan dengan:

∆ = ∆ + ∆

Di mana,

= = dan = . = .

Jadi:

∆ = 1∆ + − ∆ = 1∆ + ∆

Jika dibagi dengan = = . , maka diperoleh :

∆=∆ + ∆ =∆+∆

Ketidakpastian relatif dari bentuk perkalian atau pembagian adalah

jumlah ketidakpastian relatif dari masing-masing faktonya.

Contoh:Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut:

Massa zat cair (m) = 25,10 g ;

Volume zat cair (V) = 10,0 ml

Dengan NST neraca = 0,1 g

NST gelas ukur = 1 ml

Maka massa jenis (ρ) zat cair tersebut adalah:

= = 25,10 g

10,0 ml = 2,510 gml(hasil perhitungan)

Selanjutnya, akan dicari ketidakpastian mutlak pengukuran massa

jenis ∆, dengan menggunakan teori rambat ralat, yaitu:

∆ = ∆ + ∆

Di mana : =dan =

∆ = 1∆ + ∆

Dengan menggunakan ∆ = (untuk pengukuran tunggal), maka:

∆ = 0,1 = 0,05 dan ∆ = 1 = 0,5

Sehingga:

∆ = 1

10,0 (0,05)+25,10

100,00 (0,5)

∆ = 0,1305 (perhitungan)

∆ = 0,1

Jadi, besarnya massa jenis zat cair yang dilaporkan adalah:

=|2,5 ± 0,1|g/ml

4. Rambat Ralat pada Pengukuran Berulang

Misalkan suatu fungsi y = f (a, b, c, ...) adalah hasil perhitungan

langsung dari besaran terukur a, b, dan c, maka jika a, b, c, … diukur berulang

kali (pengukuran berganda), maka besarnya ∆dirumuskan sebagai :

∆ = ∆ + ∆ + ∆ + …

Di mana , , , … merupakan harga mutlak.

∆ ,∆ ,∆ ,… dapat ditentukan :

a) Untuk pengukuran sebanyak 3 kali, dapat diambil harga maksimum

deviasi dari rata-ratanya.

b) Untuk pengukuran n > 3, dapat diambil dengan menggunakan standar

deviasi yang dirumuskan sebagai berikut:

∆ = 1 Σ − (Σx )

− 1

Atau

∆ = Σ( − )

( − 1)

Di mana:

∆= ketidakpastian mutlak (standar deviasi) besaran x

= nilai data ke-i

= banyaknya titik data

(1) Rambatan Ralat Penjumlahan dan Pengurangan

Misalkan hasil perhitungan y = a ± b, di mana adan bhasil

pengukuran langsung, maka ketidakpastian besaran y diyuliskan sebagai:

∆ = ∆ + ∆

Di mana, = 1 dan = 1

Jadi:

∆ = ∆ + ∆

(2) Rambat Ralat Perkalian dan Pembagian.

Misalkan hasil perhitungan y = a/b, atau y = a .b-1, di mana adan b

hasil pengukuran tunggal, maka:

= = .

= = dan = . = .

Maka berdasarkan aturan differensial:

∆ = 1∆ + − ∆

Jika dibagi dengan = =a.b-1, maka diperoeh :

∆=∆+∆

Contoh:

Misalkan suatu percobaan untk menentukan kecepatan troley pada suatu

jarak tertentu. Dari tiga orang anak diperoleh data sebagai berikut:

Dengan: NST alat ukur panjang = 0,1 cm

NST alat ukur waktu = 1 s

Kecepatan Troley tersebut adalah :

Rumus kecepatan : =̅

Maka :

̅ = + +

3=(120,50 + 120,35 + 120,00)

= 120,283333 cm (perhitungan)

=120,28 cm (5 angka penting)

̅=+ +

3=(21,5 + 22,0 + 22,5)

= 22,0 s (3 angka penting )

Jadi,

t̅=120,28 cm

20,0 s = 5,467272727 cm/s

= 5,47 cm/s (3 angka penting)

Selanjutnya, akan dicari ∆v, yaitu dengan menggunakan teori ralat, yaitu:

Tentukan terlebih dahulu ∆xdan ∆tdengan metode deviasi.

(1) Untuk pengukuran jarak, x:

=|− ̅|=|120,50 − 120,28|= 0,22 cm

=|− ̅|=|120,35 − 120,28|= 0,07 cm

=|− ̅|=|120,00 − 120,28|= 0,28 cm

Jadi ∆xyang dipilih adalah ∆x=δmaks = 0,28 cm = 0,3 cm

(2) Untuk pengukuran waktu, t:

=|−̅|=|21,5− 22,0|= 0,5 s

=|−̅|=|22,0 − 22,0|= 0

=|−̅|=|22,5 − 22,0|= 0,5 s

Jadi ∆tyang dipilih adalah ∆t=δmaks = 0,5 s

∆ = ∆x + ̅

̅∆t (coba buktikan sendiri !!!)

∆ = 1

22,0 (0,3) + 120,28

484,00(0,5)

∆ = 0,125 cm/s (perhitungan)

∆ = 0,1 cm/s

Jadi, kecepatan yang dilaporkan adalah :

v= |5,5 ±0,1| cm/s

Dengan menggunakan persamaan∆=∆+∆akan

diperoleh hasil yang sama.

Selanjutnya untuk pengukuran lebih dari 3 kali, penentuan ∆x

dilakukan dengan menggunakan persamaan standar deviasi dengan

bantuan kalkulator, dan perambatan ralatnya serupa dengan contoh

terakhir di atas.

5. Rambat Ralat Pengukuran Campuran

Jika dalam percobaan terdapat pengukuran tunggal dan berganda maka

rambat ralatnya dilakukan sebagai berikut:

a) Tentukan ketidakpastian mutlak dari data pengukuran tunggal kemudian

kalikan 0,68 (68 %).

b) Hitung ketidakpastian pengukuran berganda dengan menggunakan rumus

standar deviasi.

c) Hitung rambat ralatnya dengan menggunakan rumus rambat ralat

pengukuran berulang.

Contoh:

Sebuah bola dijatuhkan pada ketinggian 40,0 cm. Waktu yang diperlukan

sampai ke tanah diukur enam kali, menghasilkan data sbb:

ti= 2,0 ; 2,3 ; 2,0 ; 1,9 ; 2,0 ;

1,8

Tentukan kecepatan rata-rata dan ketidakpastiannya!

Jawab:

s = 40,0 cm nst = 1 cm

∆s = 0,1 nst x 0,68

= 0,1 x 1 x 0,68 = 0,07 cm

̅=(, , , , , , )

=12,0 s

6= 2,00 s

∆t = Σ( − ̅)

n(n − 1) =0,14

30 = 0,07 s

Kecepatan Rata-Rata

v = s

t=40,0

2,00 = 20,0 (3 angka penting)

∆=∆+∆=0,07

40,0 +0,07

2,00

∆

20,0 = 0,00000306 + 0,001225 = 0,001228 = 0,035

∆

20,0 = 0,035

∆v = 0,035 x 20,0 = 0,7

=(20,0 ± 0,7)/

Cara lain mencari ∆v:

v = s

∆v = ∂v

∂s ∆s + ∂v

t∆t

Di mana,

∂v

∂s =1

T=1

∂v

∂s =1

dan

∂v

∂t = s.t = s

t=40,0

4= 10

∂v

∂t = 100

Maka:

∆v = 1

4x0,07 + 100x0,07

∆v = 0,001225 + 0,49 = 0,7

Jadi v = (20,0 ± 0,7)cm/s

Latihan 3

1. Jabarkan ketidakpastian dari x jika a dan b adalah besaran-besaran yang

diukur:

a) =

b) =

c) =

d) =

2. Hasil pengukuran tegangan dari kuat arus dari suatu rangkaian listrik adalah:

V = (1,00 ± 0,05) volt ; I = (5,00 ± 0,05) mA

Hitung besar hambatan dalam rangkaian tersebut. =

3. Dari percobaan bandul matematis diperoleh data:

Panjang tali (l) = 100,00 cm

Waktu ayun (T) = 2,1 s; 2,0 s; 1,9 s ; 2,2 s; 1,8 s; 2,0 s

Hitung g = g±∆g

4. Salah satu sudut segitiga siku-siku diukur dengan busur derajat yang nst-nya 1o

menghasilkan sudut sebesar α = 60,0o. Tentukan x dan ketidakpastiannya jika:

a) x = sin α

b) x = sin α

5. Dari percobaan menentukan jarak fokus lensa cembung diperoleh data sebagai

berikut:

s (jarak benda) = 6,00 cm

s’ (jarak bayangan) = 12,00 cm

Hitunglah jarak fokus lensa tersebut beserta ketidakpastiannya.

BAB IV

ALAT-ALAT PENGUKURAN DASAR

A. Jangka Sorong

1. Pengertian Jangka Sorong

Jangka Sorong atau dalam bahasa asing disebut vernier caliper adalah

alat yang digunakan untuk mengukur besaran panjangyang terdiri atas rahang

tetap yang memiliki skala utama dan rahang geser yang memiliki skala

nonius. Alat ini memiliki tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm dan dapat

mengukur panjang benda sampai 20 cm.

2. Kegunaan Jangka Sorong

Jangka sorong memiliki beberapa kegunaan sebagai berikut:

a) Untuk mengukur ketebalan suatu benda yang berukuran kecil atau tipis,

seperti seng, plat aluminium dan sebagainya.

b) Untuk mengukur diameter luar suatu benda yang berbentuk bulat atau

lingkaran, seperti kelereng, uang koin dan sebagainya.

c) Untuk mengukur diameter dalam suatu benda yang berbentuk lingkaran

berongga, seperti cincin, gelang dan sebagainya.

d) Untuk mengukur kedalaman suatu benda yang berbentuk tabung,

seperti botol, gelas dan sebaginya.

3. Jenis-jenis Jangka Sorong

-Jangka Sorong Berdasarkan Skalanya

1) Jangka Sorong Manual (Vernier Caliper)

Gambar 4. 1Jangka Sorong Manual

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Jangka sorong ini memiliki 2 skala, yaitu skala utama yang terdapat

pada rahang tetap dan skala nonius atau vernieryang terdapat pada

rahang geser. Tingkat ketelitian jangka sorong ini adalah 0,1 mm.

2) Jangka Sorong Analog (Dial Caliper)

Gambar 4. 2Jangka Sorong Analog

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Jangka sorong ini umumnya sama dengan jangka sorong manual,

hanya saja untuk skala nonius atau vernierberbentuk Analog atau

jarum jam sehingga lebih mudah dalam membaca skala

nonius. Tingkat ketelitian jangka sorong ini adalah 0,05 mm.

3) Jangka Sorong Digital (Digital Caliper)

Gambar 4. 3Jangka Sorong Digital

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Sama halnya dengan jangka sorong analog, jangka sorong digital ini

memiliki bentuk yang sama dengan jangka sorong manual, hanya saja

untuk skla noniusnya berbentuk layar digital dimana hasil pengukuran

langsung terbaca pada layar tersebut sehingga penggunaanya jauh

lebih mudah dari 2 jenis jangka sorong di atas. Tingkat ketelitian

jangka sorong ini mencapai 0,01 mm.

-Jangka Sorong Berdasarkan Fungsinya

1) Jangka Sorong Alur Dalam (Inside Grove caliper)

Gambar 4. 4Jangka Sorong Alur Dalam

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Jangka sorong ini memiliki bentuk rahang yang lebih panjang dari

rahang jangka sorong manual. Fungsi dari jangka sorong ini adalah

untuk mengukur diameter dalam suatu tabung yang bentuknya

berlekuk-lekuk, seperti toples dan botol.

2) Jangka Sorong Ketinggian (Height Vernier Caliper)

Gambar 4. 5Jangka Sorong Ketinggian

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Jangka Sorong ini digunakan untuk mengukur ketinggian suatu benda

secara lebih akurat dan detail

3) Jangka Sorong Pipa (Tube Thickness Calipper)

Gambar 4. 6Jangka Sorong Pipa

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Jangka sorong ini biasanya digunakan untuk mengukur ketebalan pipa

atau tabung yang berdiameter kecil.

4) Jangka Sorong Jarak Pusat (Centerline Caliper)

Gambar 4. 7Jangka Sorong Jarak Pusat

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Jangka Sorong ini digunakan untuk mengukur jarak antara satu lubang

dengan lubang lainnya atau jarak antara lubang dengan tepi suatu

permukaan benda

5) Jangka Sorong Gigi Gear (Gear Tooth Vernier Calipers)

Gambar 4. 8Jangka Sorong Gigi Gear

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Digunakan untuk mengukur ketebalan gigi-gigi pada gear yang

umumnya ditemukan pada alat-alat kendaraan atau pada spare

part mesin.

6) Jangka Sorong Cakram (Disc brake vernier calipers)

Gambar 4. 9Jangka Sorong Cakram

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Digunakan untuk mengukur ketebalan suatu lempengan cakram

logam.

4. Bentuk dan Bagian-bagian Jangka Sorong

Secara umum, jangka sorong terdiri atas 2 bagian yaitu rahang tetap

dan rahang geser. Jangka sorong juga terdiri atas 2 bagian yaitu skala utama

yang terdapat pada rahang tetap dan skala nonius (vernier) yang terdapat pada

rahang geser. Bentuk jangka sorong serta bagian-bagiannya ditunjukkan pada

gambar berikut ini

Gambar 4. 10Bentuk dan Bagian-bagian Jangka Sorong

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Fungsi bagian-bagian jangka sorong

(1) Rahang Dalam

Rahang dalam terdiri atas 2 rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.

Rahang dalam berfungsi untuk mengukur diameter luar atau ketebalan

suatu benda.

(2) Rahang Luar

Rahang luar terdiri atas 2 rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.

Rahang luar berfungsi untuk mengukur diameter dalam suatu benda

(3) Depth probe atau pengukur kedalaman

Bagian ini berfungsi untuk mengukur kedalaman suatu benda

(4) Skala utama (dalam cm)

Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk

menyatakan hasil pengukuran utama dalam bentuk centimeter(cm).

(5) Skala utama (dalam inchi)

Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk

menyatakan hasil pengukuran utama dalam bentuk inchi.

(6) Skala nonius (dalam mm)

Skala nonius dalam bentuk satuan mm memiliki fungsi sebagai skala

pengukuran fraksi dalam bentuk milimeter (mm).

(7) Skala nonius (dalam inchi)

Skala nonius dalam bentuk satuan inchi memiliki fungsi sebagai skala

pengukuran fraksi dalam bentuk inchi.

(8) Pengunci

Mempunyai fungsi untuk menahan bagian-bagian yang bergerak saat

berlangsungnya proses pengukuran misal rahang dan Depth probe.

5. Prinsip Kerja Jangka Sorong

Jangka sorong terdiri dari dua skala yaitu skala utama dengan skala

terkecil dalam milimeter (1mm = 0,1 cm) dan skala nonius. Sepuluh skala

utama memiliki panjang 1 cm, jadi jarak 2 skala utama yang saling

berdekatan adalah 0,1 cm. Sedangkan sepuluh skala nonius memiliki panjang

0,9 cm, jadi jarak 2 skala nonius yang saling berdekatan adalah 0,09 cm. Jadi

beda satu skala utama dengan satu skala nonius adalah 0,1 cm –0,09 cm =

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

mm atau 0,01 cm.

Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi

x = ½ x 0,01 cm = 0,005 cm. Dengan ketelitian jangka sorong adalah :

ketelitian 0,005 cm, maka jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur

diameter sebuah kelereng atau cincin dengan lebih teliti (akurat). Seperti yang

sudah dijelaskan sebelumnya bahwa jangka sorong dapat dipergunakan untuk

mengukur diameter luar sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau

cincin maupun untuk mengukur kedalaman sebuah tabung.

Prinsip utama menggunakan jangka sorong adalah apabila kunci yang

terdapat pada jangka sorong dilonggarkan, maka papan skala nonius dapat

digerakkan sesuai keperluan. Dalam kegiatan pengukuran objek yang hendak

diukur panjangnya atau diameternya maka objek akan dijepit diantara 2

penjepit (rahang) yang ada pada jangka sorong. Panjang objek dapat

ditentukan secara langsung dengan membaca skala utama sampai

sepersepuluh cm (0,1cm) kemudian menambahkan dengan hasil pembacaan

pada skala nonius sampai seperseribu cm (0,001cm).

6. Kalibrasi Jangka Sorong

Sebelum melakukan proses pengukuran dengan menggunakan suatu

alat ukur, sebaiknya alat ukur tersebut dikalibrasi terlebih dahulu. Lalu apa

pengertian kalibrasi dan tujuan atau fungsinya?

Kalibrasi adalah proses verifikasi bahwa akurasi suatu alat ukur sesuai

dengan rancangannya

Berdasarkan pengertian kalibrasi tersebut, tujuan atau fungsi kalibrasi

adalah untuk memastikan akurasi atau ketelitian dari alat ukur tersebut

sehingga instrumen yang digunakan dapat menghasilkan pengukuran yang

akurat.

Berikut ini adalah langkah-langkah kalibrasi jangka sorong

1) Putar sekrup pengunci berlawanan arah dengan jarum jam untuk

mengendurkan rahang geser.

2) Dorong rahang geser hingga menyentuh rahang tetap

3) Apabila rahang geser

berada pada posisi yang

tepat di angka nol, yaitu

angka nol pada skala utama

dan angka nol pada skala

nonius saling berhimpit

pada satu garis lurus, maka

jangka sorong sudah terkalibrasi dan

siap untuk digunakan, seperti

ditunjukkan pada gambar di samping.Hal-hal yanng menyebabkan

kegagalan kalibrasi dan pengukuran menggunakan jangka sorong

adalah:

1) Kesalahan umum (orang yang melakukan penggukuran),

2) Kesalahan sistematis (kerusakan alat, lingkungan),

3) Kesalahan acak (tidak diketahui penyebabnya).

Faktor terjadinya kerusakan alat adalah ketidakstabilan suhu ruang

penyimpanan, sehingga memungkinkan jangka sorong untuk memuai atau

menyusut, terbentur dan atau tergores.

7. Prosedur Pengukuran Jangka Sorong

a) Mengukur Diameter Luar Suatu Benda

-Putar sekrup pengunci

berlawanan arah jarum jam,

Gambar 4. 11 Jangka Sorong Terkalibrasi

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-

sorong)

Gambar 4. 12Mengukur Diameter

Luar Suatu Benda

kemudian geser rahang geser jangka sorong ke kanan sehingga

benda yang akan diukur dapat masuk diantara kedua rahang (antara

rahang geser dan rahang tetap)

-Letakkan benda yang akan diukur

di antara kedua rahang

-Geser sekali lagi rahang geser ke kiri sedemikian rupa sehingga

benda yang akan diukur terjepit oleh kedua rahang

-Putar sekrup pengunci searah jarum jam untuk mengunci rahang

geser agar tidak bergerak.

-Baca dan catat hasil pengukuran

b) Mengukur Diameter Dalam Suatu Benda

-Putar sekrup pengunci berlawanan arah

jarum jam, kemudian geser rahang

geser jangka sorong sedikit ke kanan

-Letakkan benda seperti cincin atau tabung

yang akan diukur diamater dalamnya

sedemikian rupa sehingga kedua rahang

(atas) jangka sorong masuk ke dalam cincin/

tabung tersebut.

-Geser rahang geser ke kanan, sehingga

kedua rahang (atas) jangka sorong

menyentuh kedua dinding dalam cincin atau tabung yang diukur

-Putar sekrup pengunci searah jarum jam untuk mengunci rahang

geser agar tidak bergerak.

-Baca dan catat hasil pengukuran

c) Mengukur Kedalaman Suatu Benda

-Letakkan benda seperti tabung yang akan diukur

dalam posisi berdiri tegak.

-Posisikan jangka dalam posisi vertikal, kemudian

letakkan ujung jangka sorong ke permukaan tabung

yang akan diukur kedalamannya

-Geser rahang geser ke bawah sehingga ujung

Gambar 4. 13Mengukur

Diameter Dalam Suatu

Benda

(http://www.fisikabc.com/2

017/04/jangka-sorong)

Gambar 4. 14Mengukur

Kedalaman Suatu Benda

(http://www.fisikabc.co

m/2017/04/jangka-

sorong)

dept probe (pengukur kedalaman) menyentuh

dasar tabung

-Putar sekrup pengunci searah jarum jam untuk mengunci rahang

geser

-Baca dan catat hasil pengukuran

8. Cara Menentukan Tingkat Ketelitian Jangka Sorong

Nilai ketelitian suatu alat ukur sangatlah penting karena menentukan

seberapa besar akurasi hasil pengukuran dengan menggunakan alat ukur

tersebut. Semakin kecil nilai atau tingkat ketelitiannya, maka semakin besar

akurasinya dan sebaliknya.

Untuk menentukan nilai ketelitian jangka sorong, pertama kita harus

mengetahui nilai skala terkecil dari jangka sorong itu sendiri. Untuk

mengetahui nilai skala terkecil jangka sorong perhatikan gambar berikut ini:

Gambar 4. 15Menentukan Tingkat Ketelitian Jangka Sorong

(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)

Pada gambar skala jangka sorong di atas, skala terkecilnya adalah:

Maka skala terkecil jangka sorong

Atau secara lebih sederhana, rumus skala terkecil jangka

sorong adalah:

Skala terkecil jangka sorong

Dari rumus di atas maka skala terkecil jangka sorong adalah 1/50 =

0,02 mm.Jika nilai skala terkecil jangka sorong sudah diketahui, maka nilai

ketelitian jangka sorong dapat dicari dengan persamaan:

Ketelitian atau ketidakpastian

Berdasarkan rumus tersebut maka tingkat ketelitian jangka sorong seperti

pada contoh di atas adalah ½ x 0,02 mm = 0,01 mm.

9. Cara Pembacaan Hasil Pengukuran Jangka Sorong

Untuk membaca skala hasil pengukuran jangka sorong perhatikan

contoh gambar sebagai berikut:

Gambar 4. 16Hasil Pengukuran Jangka Sorong

Rumus Hasil pengukuran menggunakan jangka sorong adalah

sebagai berikut:

= Skala Utama + (Skala Nonius × Skala Terkecil)

Skala Utama

Pada skala utama, lihat skala yang tepat berhimpit dengan angka

nol skala nonius, jika tidak ada, gunakan skala utama yang berada tepat

disebelah kiri angka nol skala nonius.

Skala Nonius

Pada skala nonius lihat skala nonius yang tepat berhimpit dengan

skala utama.

Skala Terkecil

Untuk menentukan skala terkecil, lihat jumlah skala nonius.

Pada contoh pengukuran menggunakan jangka sorong diatas, nilai

diameter benda tersebut adalah:

Pada gambar di atas, penunjukan nol skala nonius berada antara 20

mm dan 21 mm atau 20 mm lebih. Sedangkan skala nonius yang tepat

berimpit dengan salah satu skala utama adalah skala ke-16 (angka 8),

maka hasil pengukurannya adalah:

20 mm + (16 x 0,005) mm = 20,80 mm

Jika pembacaan alat dilakukan secara langsung, maka hasilnya

20,80 mm

Karena nol nonius menunjuk 20 mm sedang nonius yang berimpit

adalah angka 8. Seandainya nonius yang berimpit menunjuk angka 8,5

maka pembacaannya adalah 20,85 mm.

B. Micrometer Sekrup

1. Pengertian Mikrometer Sekrup

Mikrometer Sekrup atau dalam bahasa asing disebut micrometer

screw gauge adalah alat yang digunakan untuk mengukur

besaran panjang yang terdiri atas poros tetap yang berperan sebagai skala

utama dan poros putar yang berperan sebagaiskala nonius. Tingkat ketelitian

mikrometer sekrup ini mencapi 0,01 mm dan mampu mengukur ketebalan

atau diameter benda yang sangat kecil dengan presisi dengan batas maksimal

panjang benda 25 mm.

2. Kegunaan Mikrometer Sekrup

Kegunaan mikrometer sekrup ada empat, yaitu:

a) Untuk mengukur ketebalan suatu benda yang sangat tipis seperti

lempeng baja, aluminium bahkan kertas

b) Untuk mengukur diameter luar suatu benda yang sangat kecil seperti

diameter bantalan peluru, kabel, kawat dan sebagainya.

c) Untuk mengukur garis tengah lubang pada suatu benda yang cukup

kecil.

d) Untuk mengukur kedalaman suatu lubang yang cukup kecil seperti

lubang pada pipa dan sebagainya.

3. Jenis-jenis Mikrometer Sekrup

-Micrometer Sekrup

Berdasarkan Skalanya

1) Mikrometer Sekrup

Manual

Mikrometer jenis ini, skalanya

terdiri atas skala utama dan

skala nonius. Sesuai namanya peembacaan hasil pengukuran masih

manual melalui serangkaian perhitungan dari hasil skala utama dan

nonius.

2) Mikrometer Sekrup Digital

Skala mikrometer digital berbentuk

layar digital dimana hasil pengukuran

dengan mikrometer ini langsung

terbaca oleh layar tanpa harus melalui

proses perhitungan.

-Micrometer Sekrup Berdasarkan Fungsinya

1) Mikrometer Luar

Mikrometer luar adalah jenis

mikrometer yang digunakan untuk

mengukur diameter luar suatu

benda.

2) Mikrometer Dalam

Mikrometer

dalam adalah

Gambar 4. 17 Mikrometer Sekrup Manual

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mikrometer-

sekrup)

Gambar 4. 18Mikrometer Sekrup Digital

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mikro

meter-sekrup)

Gambar 4. 19Mikrometer Luar

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mi

krometer-sekrup)

Gambar 4. 20Mikrometer Dalam

(http://www.fisikabc.com/2017/04

/mikrometer-sekrup)

jenis mikrometer yang digunakan untuk mengukur diameter suatu

lubang.

3) Mikrometer Kedalaman

Mikrometer dalam adalah jenis

mikrometer yang digunakan

untuk mengukur kedalaman

suatu lubang

4. Bentuk dan Bagian-bagian Mikrometer Sekrup

Berikut ini gambar bagian-bagian mikrometer sekrup

Gambar 4. 22Bentuk dan Bagian-bagian Mikrometer Sekrup

(http://www.studiobelajar.com/mikrometer-sekrup)

Fungsi bagian-bagian mikrometer sekrup adalah sebagai berikut:

a. Frame (bingkai)

Frame ini menyerupai bentuk huruf C atau U. frame ini terbuat

dari bahan logam tahan panas dengan desain yang cukup tebal dan kuat

bertujuan untuk meminimalisir terjadinya pemuaian panjang yang bisa

mengganggu proses pengukuran.Selain itu, frame ini juga dilapisi

dengan lapisan plastik guna menghindari terjadinya transfer panas dari

tangan pengukur terhadap logam saat pengukuran

b. Anvil (poros tetap)

Poros tetap berfungsi sebagai penahan saat sebuah benda akan

diukur.

Gambar 4. 21Mikrometer Kedalaman

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mikromet

er-sekrup)

c. Spindle (poros gerak)

Poros gerak merupakan sebuah silinder logam yang dapat

digerakkan maju-mundur, menjau atau mendekati poros tetap.

d. Lock Nut (pengunci)

Pengunci berfungsi untuk menahan poros gerak agar tidak

bergerak saat proses pengukuran suatu benda.

e. Sleeve

Merupakan batang logam tempat terletaknya skala

utama (dalam satuan mm)

f. Thimble

Merupakan batang logam yang dapat diputar, berukuran lebih

besar dari sleeve dan merupakan tempat terletaknya skala

nonius atau skala putar (dalam satuan mm)

g. Ratchet

Berfungsi untuk mengencangkan poros gerak jika sudah menyentuh

benda dengan cara diputar searah jarum jam sampai terdengar suatu bunyi

ketukan logam (tik). Untuk memastika ujung poros gerak telah menempel

sempurna dengan benda maka ratchet dapat diputar sebanyak 2-3 putaran.

5. Prinsip Kerja Mikrometer Sekrup

Cara kerja mikrometer sekrup adalah sebagai berikut:

Pada bagian Sleeve terdapat skal utama yang berisi angka 1,2,3,4 dst

(bagian atas) dan angka 0,5, 1,5, 3,5 dst (bagian bawah), sehingga jarak antar

2 skala terkecil skala utama adalah 0, 5 mm.

Sedangkan pada bagian Thimble terdapat skala nonius yang berisi

angka 1-50 (kelipatan 5). Jika thimble diputar satu kali putan penuh (maju

atau mundur) maka skala utama akan bertambah 0,5 mm atau berkurang 0,5

mm. Sehingga 1 skala putar= 0,5/50 = 0,01 mm, artinya jarak antara 2 skala

terkecil skala nonius adalah 0,01 mm.

6. Kalibrasi Mikrometer Sekrup

Gambar 4. 23Kalibrasi Mikrometer Sekrup

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mikrometer-sekrup)

Berikut ini adalah langkah-langkah sistematis dalam mengkalibrasi

mikrometer sekrup

a. Pertama, bersihkan terlebih dahulu Anvil (poros tetap)

dan Spindel (poros gerak) dengan kain yang bersih.

b. Putar batang Thimble secara perlahan (jangan berlebihan)

sampai anvil dan spindle saling bersentuhan.

c. Putar Ratchet sampai berbunyi “tik”. Putar ratchet 2-3 kali sampai

diperoleh penekanan yang cukup kuat.

d. Kunci Spindle dengan Lock Nut agar tidak bergeser.

e. Mikrometer sudah terkalibrasi dengan benar apabila

titik 0 thimble sudah lurus dengan garis pada outer sleeve.

7. Prosedur Pengukuran Mikrometer Sekrup

Setelah Anda melakukan kalibrasi pada mikrometer sekrup, langkah

selanjutnya adalah cara menggunakan mikrometer sekrup dengan baik dan

benar.Berikut ini tahapan-tahapannya:

a. Bukalah pengunci spindle atau Lock Nut, sehingga

batang spindle dapat bergerak.

b. Putar batang Spindle berlawanan arah jarum jam agar rahang

mikrometer sekrup terbuka.

c. Letakkan benda yang akan diukur

diantara anvil dan spindle.

d. Putar kembali batang Spindle searah

jarum jam sampai spindle menyentuh

permukaan benda.

e. Putar Ratchet searah jarum jam secara perlahan sampai terdengar

bunyi “tik”.

f. Setelah terdengar bunyi, ratchet bisa diputar 2-3 kali untuk

memastikan penekanan spindle terhadap

benda cukup kuat, kemudian

kunci spindle dengan lock nut agar

spindle tidak bergeser sehingga skala tidak berubah

g. Baca Skala hasil pengukuran dengan mikrometer sekrup

8. Cara Menentukan Tingkat Ketelitian Mikrometer Sekrup

Untuk menentukan nilai ketelitian mikrometer sekrup, pertama kita

harus mengetahui nilai skala terkecil dari mikrometer sekrup itu sendiri.

Untuk mengetahui nilai skala terkecil mikrometer sekrup perhatikan gambar

berikut ini:

Gambar 4. 25Cara Menentukan Tingkat Ketelitian Mikrometer Sekrup

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mikrometer-sekrup)

Pada skala utama, jarak antara 2 skala terkecil adalah 0,5 mm. Jumlah

angka pada skala nonius (skala putar) adalah 50 (mulai dari 1- 50 atau

kelipatan 50). Karena setiap satu kali putaran penuh skala nonius itu, skala

utama bergeser 0,5 mm, maka nilai 1 skala nonius adalah 0,5 mm/50 = 0,01

mm. Hal ini berarti jarak antara 2 skala terkecil nonius adalah 0,01 mm.Untuk

mengetahui nilai ketelitian atau ketidakpastian mikrometer sekrup, dapat

menggunakan persamaan sebagai berikut:

Ketelitian atau ketidakpastian

Berdasarkan rumus tersebut maka tingkat ketelitian mikrometer

tersebut adalah ½ x 0,01 mm = 0,005 mm.

Gambar 4. 24Prosedur Pengukuran

Mikrometer Sekrup

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mi

krometer-sekrup)

9. Cara Pembacaan Hasil Pengukuran Mikrometer Sekrup

Untuk membaca skala hasil pengukuran mikrometer sekrup perhatikan contoh

gambar di bawah ini:

Rumus Hasil pengukuran menggunakan mikrometer sekrup adalah sebagai

berikut:

= Skala Utama + (Skala Nonius × Skala Terkecil)

Skala Utama

Pada skala utama, lihat skala yang tepat berhimpit dengan skala nonius,

jika tidak ada, gunakan skala utama yang berada tepat disebelah kiri skala

nonius.

Skala Nonius

Pada skala nonius lihat skala nonius yang tepat berhimpit dengan garis

pembagi skala (garis horizontal) skala utama.

Skala Terkecil

Nilai skala terkecil adalah 0,01 mm.

Pada contoh pengukuran menggunakan mikrometer diatas, hasil

pengukurannya adalah:

= Skala Utama + (Skala Nonius x Skala Terkecil)

= 11,5 mm + (13 x 0,01 mm)

Gambar 4. 26Cara Pembacaan Hasil Pengukuran Mikrometer Sekrup

(http://www.fisikabc.com/2017/04/mikrometer-sekrup)

C. Spherometer

1. Pengertian Spherometer

Spherometer merupakan suatu alat atau instrument yang digunakan

untuk mengukur panjang yang sangat kecil. Spherometer dibuat pada tahun

1810 oleh seorang ahli optik berkebangsaan Prancis, Robert Aglae Cauchoix,

dan pertama kali diperkenalkan oleh Nicolas Fortin. Awalnya, spherometer

terutama digunakan oleh ahli kacamata untuk mengukur lengkungan

permukaan suatu lensa.

2. Kegunaan

Spherometer merupakan salah satu alat ukur panjang yang digunakan

untuk mengukur jari-jari (radius) dari permukaan suatu lensa. Selain itu,

spherometer juga digunakan untuk mengukur ketebalan suatu lempengan atau

plat tipis.

3. Bagian-bagian Spherometer

Secara umum spherometer terdiri dari:

a) Meja berkaki tiga (biasanya terbuat dari logam). Jika dihubungkan

dengan garis, maka ketiga kaki tersebut membentuk segitiga sama sisi.

b) Sekrup yang terletak pada lubang ditengah-tengah meja kecil berkaki

tiga.

c) Pangkal sekrup

d) Pemutar sekrup

e) Piringan spherometer yang

memiliki 100 skala,

berbentuk lingkaran, dan

melekat pada sekrup. Satu

putaran piringan

menyebabkannya naik atau

turun 1 mm.

Gambar 4. 27Spherometer

(http://saulkakensei.blogspot.co.id/2014/09/p

riinsip-kerja-spherometer.html)

f) Skala utama (dalam mm) berupa batang yang letaknya sejajar dengan

sekrup. Skala ini sebagai indeks untuk membaca skala pada piringan

spherometer dan juga untuk menandai banyaknya putaran penuh

sekrup.

Pada spherometer yang baru, skala utama dimulai dari 0,5 mm dengan

skala terkecil 0,005 mm. Namun, pada spherometer yang lama skala

terkecilnya adalah 0,001 mm.

4. Kalibrasi

Kalibrasi adalah proses dalam membandingkan suatu acuan lokal

kepada standar yang berlaku untuk memastikan ketelitian suatu alat ukur.

Pengkalibrasian pada spherometer yaitu dengan menghimpitkan angka nol

pada skala utama dan angka nol pada piringan spherometer. Berarti,

spherometer telah terkalibrasi jika angka nol pada skala utama berimpit

dengan angka nol pada piringan spherometer.

5. Ketelitian

Spherometer memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi daripada

mistar, jangka sorong, dan mikrometer. Ketelitian spherometer yaitu 0,01

mm.

6. Prinsip Kerja

Prinsip kerja spherometer hampir sama dengan prinsip kerja

mikrometer. Spherometer memiliki dua jenis skala, yaitu skala utama dan

skala pada piringan spherometer (skala geser). Pembacaan hasil ukur pada

sperometer, yaitu dengan melihat skala yang saling berhimpit (skala utama

berhimpit dengan skala pada piringan spherometer). Untuk pegukuran jari-jari

(radius) permukaan suatu lensa, digunakan persamaan:

Sebelum menggunakan spherometer untuk mengukur jari-jari (radius)

permukaan suatu lensa dan ketebalan suatu lempengan atau pelat tipis,

pastikan spherometer dalam keaadan layak pakai, dan sudah terkalibrasi

supaya pengukuran yang dilakukan akurat.

7. Prosedur Pengukuran

a) Pengukuran Jari-jari (Radius) Permukaan Suatu Lensa

Untuk mengukur radius permukaan suatu lensa, spherometer

ditempatkan di atas suatu tempat yang tepat (rata) permukaannya. Setelah itu,

lensa yang akan diukur radiusnya dijepit dengan ketiga kaki spherometer.

Selanjutnya, putar sekrup sampai menyentuh permukaan lensa tersebut.

Amati skala utama yang berhimpit dengan skala pada piringan spherometer

(sebagai h), dan mengukur jarak antar kaki spherometer (sebagai a).

b) Pengukuran Ketebalan Suatu Lempengan atau Pelat Tipis

Untuk mengukur ketebalan suatu lempengan atau pelat tipis,

spherometer ditempatkan di atas suatu tempat yang tepat (rata)

permukaannya. Selanjutnya, putar sekrup sampai menyentuh permukaan

tersebut. Amati skala utama yang berhimpit dengan skala pada piringan

spherometer, kemudian membaca hasil bagi skala utama dengan skala pada

piringan spherometer. Setelah itu, sekrup diputar hingga tidak lagi menyentuh

permukaan tersebut. Selanjutnya, selipkan lempengan atau pelat tipis yang

akan diukur ketebalannya, putar kembali sekrup hingga menyentuh

permukaan lempengan atau pelat tipis tersebut. Amati kembali skala utama

yang berhimpit dengan skala pada piringan spherometer, kemudian membaca

hasil bagi skala utama dengan skala pada piringan spherometer. Perbedaan

(dalam hal ini selisih) dari kedua hasil pembacaan tersebut adalah ketebalan

lempengan atau pelat tipis yang diukur.

8. Cara Membaca dan Menuliskan Hasil Pengukuran

a) Pengukuran Jari-jari (Radius) Permukaan Suatu Lensa

Untuk cara pembacaan, skala utama (dalam mm) berhimpit dengan

skala pada piringan spherometer. Skala pada piringan spherometer dikalikan

ketelitian spherometer (0,01 mm). Sedangkan jarak antar kaki spherometer.

Setelah hasil pembacaan skala tersebut dimasukkan ke dalam suatu

persamaan, didapatlah hasil pengukuran jari-jari (radius) permukaan lensa.

b) Pengukuran Ketebalan Suatu Lempengan atau Pelat Tipis

Untuk cara pembacaan, skala utama (dalam mm) berhimpit dengan

skala pada piringan spherometer. Skala pada piringan spherometer dikalikan

ketelitian spherometer (0,01 mm). Hasil pengukuran ketebalan lempengan

atau pelat tipis adalah perbedaan (dalam hal ini selisih) hasil bagi skala utama

dan skala pada piringan spherometer sebelum diselipkan lempengan atau

pelat tipis dengan hasil bagi skala utama dan skala pada piringan spherometer

sesudah diselipkan lempengan atau pelat tipis.

9. Beberapa Bentuk Lain Spherometer

a) Mikro Spherometer

Lensa yang sangat kecil tidak dapat diukur dengan tepat jika

menggunakan spherometer biasa. Untuk itu, digunakan mikro spherometer

yang dapat mengukur lensa yang sangat kecil. Jari-jari (radius) permukaan

lensa mungkin bisa sekecil 2 mm. Sebagai informasi, Gardner dan BK

Johnson memodifikasi sebuah mikroskop standar agar dapat mengukur jari-

jari (radius) permukaan lensa yang sangat kecil ke presisi tinggi.

b) Spherometer Dan Chaffee

Spherometer ini terdiri dari dua bar logam yang bergabung di suatu

akhir untuk satu poros yang sangat singkat dari pergerakan yang diukur pada

kebalikan bagian akhir. Pusat ball adalah tetap untuk satu bar, dua kaki ball

ke yang lain, semua dalam satu baris. Karena pusat ball terletak di sepertiga

jarak ke mikrometer, perpindahan sepertiga sebagai pengukuran pada

mikrometer.

Ada tambahan baut ditempatkan di dekat sumbu baut. Pergerakan

terhadap lensa 10 kali dari pergerakan linear mikrometer, sehingga

kepekaannya besar. Keberhasilan dari akurasi pengukuran bergantung pada

rasa sentuhan ketika kontak dibuat, bersama lengan dan mikrometer yang

diputar sampai pelat akhir.

Lensa ditempatkan 90 deg dari bar dan 45 deg, dari horizontal.

Konfigurasi ini memastikan bahwa lensa dan spherometer ditempatkan

dengan gravitasi.

Kelebihan desain ini adalah murah. Kekurangan ialah membutuhkan

waktu lebih banyak untuk menghitung kepekaan faktor amplifikasi.

D. Neraca

Neraca merupakan alat ukur dasar yang digunakan untuk mengukur massa

dan berat suatu benda.

1. Neraca Ohauss Pengukur Massa Benda

Massa adalah banyaknya zat yang terkandung di dalam suatu benda.

Satuan SI-nya adalah kilogram (kg). Sedangkan berat adalah besarnya gaya

yang dialmi benda akibat gaya tarik bumi pada benda tersebut. Satuan SI-nya

Newton (N). Untuk mengukur massa benda dapat digunakan Neraca Ohauss.

a. Pengertian dan Fungsi Neraca Ohauss

Neraca Ohauss adalah alat ukur massa benda dengan ketelitian

0,01 gram. Neraca Ohauss berguna untuk mengukur massa benda atau logam

dalam praktek laboratorium. Prinsip kerja neraca ohauss adalah sekedar

membandingkan massa benda yang akan diukur dengan anak timbangan.

Anak timbangan neraca Ohaus berada pada neraca itu sendiri. Kemampuan

pengukuran neraca ini dapat diubah dengan menggeser posisi anak timbangan

sepanjang lengan. Anak timbangan dapat digeser menjauh atau mendekati

poros neraca. Massa benda dapat diketahui dari penjumlahan masing-masing

posisi anak timbangan sepanjang lengan setelah neraca dalam keadaan

setimbang.

b. Bagian-bagian Neraca Ohauss

1) Tempat beban yang digunakan untuk menempatkan benda yang akan

diukur

2) Tombol kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi neraca ketika

neraca tidak dapat digunakan untuk mengukur.

3) Lengan Neraca untuk 2 lengan berarti terdapat dua lengan, Lengan

neraca untuk neraca 3 lengan berarti terdapat tiga lengan dan untuk

neraca ohauss 4 lengan terdapat empat lengan.

4) Pemberat (anting) yang diletakkan pada masing-masing lengan yang

dapat digeser-geser dan sebagai penunjuk hasil pengukuran.

Titik 0 atau garis kesetimbangan, yang digunakan untuk menentukan

titik kesetimbangan.

c. Jenis-jenis Ohauss

1) Neraca Ohauss 2610

-Fungsi

Untuk mengukur massa

benda atau logam dalam

Gambar 4. 28Neraca Ohauss 2610

(http://www.kuttabku.com/2016/12/

macam-macam-dan-jenis-jenis-alat-

ukur-yang-digunakan-dalam-sistem-

pengukuran-fisika.html)

praktek laboratorium. Kapasitas beban yang ditimbang dengan

menggunakan

neraca ini adalah 2610 gram batas

ketelitian nya yaitu 0,1 gram.

-Bagian-bagian neraca ohauss 2610

a) Tempat beban: yang digunakan untuk menempatkan benda yang

akan diukur

b) Tombol kalinrasi: yang digunakan untuk mengkalibrasi neraca

ketika neraca tidak dapat digunakan untuk mengukur

c) Lengan neraca 3

d) Anting: yang diletakkan pada masing-masing lengan yang dapat

digeser-geser dan sebagai penunjuk hasil pengukuran

e) Titik nol atau garis kesetimbangan: yang digunakan untuk

menentukan titik kesetimbangan.

-Kalibrasi

Kalibrasi merupakan proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat

ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan

membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional

maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Sistem

manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif,

termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi,

untuk semua perangkat pengukuran. Kalibrasi diperlukan untuk:

a) Perangkat baru

b) Suatu perangkat setiap waktu tertentu

c) Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu(jam operasi)

d) Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang

berpotensi mengubah kalibrasi

e) Ketika hasil observasi dipertanyakan

Kalibrasi pada umumnya merupakan proses untuk menyesuaikan

keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan

besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Adapun

tekhnik pengkalibrasian pada neraca ohauss 2610 adalah dengan memutar

tombol kalibrasi pada ujung neraca ohauss sehingga titik kesetimbangan

lengan atau ujung lengan tepat pada garis kesetimbangan, namun

sebelumnya pastikan semua anting pemberatnya terletak tepat pada angka

nol di masing-masing lengan.

-Cara penggunaan

Pada neraca Ohauss-2610, lengan paling depan memuat angka

satuan dan sepersepuluhan, lengan tengah memuat angka puluhan, dan

lengan paling belakang memuat angka ratusan. Cara menimbangnya,

sebagai berikut.

a) Geser penunjuk pada lengan depan dan belakang ke sisi kiri dan

lingkaran skala diarahkan pada posisi nol! Ini artinya neraca

menunjuk skala nol.

b) Periksa bahwa neraca pada posisi setimbang.

c) Letakkan benda yang akan diukur di tempat yang tersedia pada

neraca.

d) Geser ketiga penunjuk diurutkan dari penunjuk yang terdapat pada

ratusan, puluhan, dan satuan sehingga tercapai keadaan yang

setimbang.

e) Bacalah massa benda dengan menjumlah nilai yang ditunjukkan

oleh penunjuk ratusan, puluhan, satuan, dan sepersepuluhan.

2) Neraca Ohauss 311

Neraca ohauss 311 gram biasa juga disebut neraca 4 lengan karena jenis

neraca ini hanya memiliki 4 lengan. Neraca ohauss 311 gram digunakan

untuk mengukur massa suatubenda dengan batas kapasitas beban yang

dapat diukur adalah 311gram.

-Cara menggunakan

Neraca Ohauss 311

gram yaitu:

a) Membersihkan

neraca ohauss.

Dalam

membersihkan

Gambar 4. 29Neraca Ohauss 311

(http://gamapenta.blogspot.co.id/2

012/03/pengertian-dan-fungsi-

neraca-ohauss.html)

neraca ohaus, yang terpenting adalah

membersihkan piring neraca

ohaus, karena disinilah kita

menaruh zat atau benda yang akan ditimbang, bisa saja zat yang

kita timbang terkontaminasi oleh pengotor pada piring neraca, atau

bisa saja penimbangan kita menjadi tidak akurat karena ada

penambahan massa pengotor pada piring neraca. Gunakan kuas

untuk membersihkan nya atau pun alat lain yang bisa digunakan

untuk membersihkannya.

b) Menyeimbangkan/melakukan kalibrasi neraca Ohauss yaitu dengan

cara memutar sekup yang berada di atas piring neraca. Putar kearah

luar ataupun kearah dalam sampai pointer yang berbentuk seperti

moncong bebek tepat berada di tengah atau berada di nol. Sebelum

menyeimbangkan pastikan anak timbang pada keempat lengan

berada di titik nol

c) Meletakkan benda yang akan diukur massanya.

d) Menggeser skalanya dimulai dari yang skala besar baru gunakan

skala yang kecil dari ke empat lengan neraca sampai pointer tepat

berada ditengah atau pada titik nol.

e) Jika dua garis sejajar sudah seimbang maka baru memulai

membaca hasil pengukurannya dengan menjumlahkan semua

penunjukan skala dari ke empat lengan tersebut

-Cara membaca hasil pengukuran pada neraca Ohauss 311 gram

Untuk membaca hasil pengukuran menggunakan Neraca Ohauss

311 gram dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut:

a) Bacalah skala yang ditunjukkan oleh anting (pemberat) pada

keempat lengan neraca.

b) Hasil Pengukuran (xo) = Penjumlahan dari masing-masing Lengan.

Misalnya pada neraca Ohauss 4 lengan berarti hasilnya = Lengan 1

+ Lengan 2 + Lengan 3 + Lengan 4

c) Seperti halnya pada alat ukur panjang, hasil pengukuran

menggunakan neraca dapat di laporkan sebagai :

Massa M = xo ± ketidakpastian

Misalkan

Gambar 4. 30Hasil Pengukuran Neraca Ohauss 311

Adapun hasil pengukuran (xo) dari gambar diatas adalah:

Penunjukan lengan 1 : 100 gram

Penunjukan lengan 2 : 50 gram

Penunjukan lengan 3 : 2 gram

Penunjukan lengan 4 : 0,200 gram

Jadi massa benda tersebut adalah:

Massa = xo ± ketidakpastian

= 152,200 gram ± 0,005 gram

Sehingga massa benda tersebut berkisar antara 152,195 gram

sampai 152, 205 gram.

-Kalibrasi Neraca Ohauss 311

Kalibrasi merupakan proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat

ukur sesuai dengan rancangannya.

Adapun teknik pengkalibrasian pada neraca ohauss adalah dengan

memutar tombol kalibrasi pada ujung neraca ohauss. Sehingga titik

kesetimbangan lengan atau ujung lengan tepat pada garis kesetimbangan,

namun sebelumnya pastikan semua anting pemberatnya terletak tepat pada

angka nol di masing-masing lengan.

3) Neraca Ohauss 310

Neraca ohauss 310 gram

biasa juga disebut neraca 2

lengan karena jenis neraca

ini hanya memiliki 2

lengan dan juga memiliki

skala putar dan skala

nonius yang tidak

bergerak. Neraca ohauss 310 gram digunakan

untuk mengukur massa suatu benda

dengan batas kapasitas beban yang dapat diukur adalah 310 gram.

-Bagian - Bagian Neraca Ohaus

a) Pemutar skala 2 desimal

Ini berfungsi untuk menentukan

massa yang ditimbang, sehingga akan

didapatkan angka ke 2 dibelakang

koma. Cara menggunakannya yaitu

dengan cara memutarnya ke arah

kanan sampai moncong bebek

penentu keseimbangan pas berada

di 0 atau ditengah.

b) Piring Neraca

Merupakan tempat untuk menyimpan benda / zat yang akan

ditimbang.

c) Penyangga Neraca

Berfungsi untuk menyangga neraca ohauss agar tetap berdiri tegak

Gambar 4. 31Neraca Ohauss 310

(http://scales-4-

less.com/acatalog/Triple_Beam_Bala

nce.html)

Gambar 4. 32Pemutar Skala 2

Desimal

(https://uchilusiamagda.blogspo

t.co.id/2012/12/neraca-ohaus-

neraca-teknis.html)

Gambar 4. 33Piring Neraca

(https://uchilusiamagda.blogspot.co.id/2012/12/neraca-

ohaus-neraca-teknis.html)

d) Pointer ( Yang sepertin moncong bebek)

Berfungsi untuk menentukan apakah neraca sudah seimbang atau

belum Carannya dengan memutar sekrup penyeimbang hingga pointer

tepat di tengah / di titik 0, seperti gambar diatas.

e) Sekrup untuk Penyeimbang

Berfungsi untuk menyeimbangkan neraca dengan cara memutar-

mutarkannya sampai pointer tepat di tengah/ di titik nol.

f) Skala

Skala berfungsi untuk

menentukan massa yang

ditimbang. Cara memakai skala

yaitu dengan cara menggeser anak

timbang ke kanan sampai pointer yang seperti moncong bebek tepat

berada di tengah.

Gambar 4. 34Penyangga Neraca

(https://uchilusiamagda.blogspot.co.id/2012/12/neraca-

ohaus-neraca-teknis.html)

Gambar 4. 35Pointer

(https://uchilusiamagda.blogspot.co.id/2012/12/nerac

a-ohaus-neraca-teknis.html)

Gambar 4. 36Sekrup untuk Penyeimbang

(https://uchilusiamagda.blogspot.co.id/2012/1

2/neraca-ohaus-neraca-teknis.html)

Gambar 4. 37Skala

(https://uchilusiamagda.blogspot.co.id/2

012/12/neraca-ohaus-neraca-

teknis.html)

-Cara menggunakan Neraca Ohauss 310 gram

a) Membersihkan neraca ohauss. Dalam membersihkan neraca ohaus,

yang terpenting adalah membersihkan piring neraca ohaus,

karena disinilah kita menaruh zat atau benda yang akan ditimbang,

bisa saja zat yang kita timbang terkontaminasi oleh pengotor pada

piring neraca, atau bisa saja penimbangan kita menjadi tidak akurat

karena ada penambahan massa pengotor pada piring neraca.

Gunakan kuas untuk membersihkan nya atau pun alat lain yang

bisa digunakan untuk membersihkannya.

b) Menyeimbangkan/melakukan kalibrasi neraca Ohauss yaitu dengan

cara memutar sekup yang berada di atas piring neraca. Putar kearah

luar ataupun kearah dalam sampai pointer yang berbentuk seperti

moncong bebek tepat berada di tengah atau berada di nol. Sebelum

menyeimbangkan pastikan anak timbang semuanya berada di titik

nol ( anak timbang skala ratusan, puluhan, satuan, skala satu

desimal dan pemutar skala 2 desimal ).

c) Meletakkan benda yang akan diukur massanya.

d) Menggeser skalanya dimulai dari yang skala besar baru gunakan

skala yang kecil dari ke dua lengan neraca.

e) Pertama - tama geser skala ratusan ke seratus gram lalu pointer

pasti bergerak, jika kira - kira pointer masih jauh dengan titik

tengah / titik nol, geser ke skala 200 gram, kalau masih jauh geser.

Akan tetapi biasanya neraca ohaus, memiliki skala ratusan

maksimumnya hanya sampai 200 gram. Jika anda mengeser ke

skala seratus tapi pointer sudah melebihi titik tengah maka geser

saja ke nol, ini berarti massa benda / zat yang anda timbang kurang

dari seratus gram. Sebaliknya jika yang terjadi jika sudah

digeserkan akan tetapi masih jauh dari titik tengah berarti massa

yang anda timbang lebih dari itu.

f) Yang kedua, geser skala perpuluhan, tapi jangan sampai melebihi

titik tengah, seperti yang sudah di jelaskan

g) Yang ketiga, geser skala satuan lalu lakukan seperti langkah

sebelumnya yaitu jangan melebihi titik tengah

h) Yang empat, putar skala desimal ke satu dan ke dua sampai pointer

/ moncong bebek tepat berada di tengah. Memutar skala pemutar

dengan cara memutarnya ke arah kanan sampai pointer tepat

ditengah, lalu lihat angka yang pas dititik 0 itulah desimal ke satu

dan lihat garis lurus yang menyambung itulah desimal ke 2.

i) Lalu tambahkan semuanya dari skala ratusan sampai 2 desimal,

maka didapatlah massa yang anda cari.

-Cara membaca hasil pengukuran pada neraca Ohauss 310 gram

Untuk membaca hasil pengukuran menggunakan Neraca Ohauss

310 gram dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut:

a) Bacalah skala yang ditunjukkan oleh anting (pemberat) pada kedua

lengan neraca dan baca penunjukan ke 2 skala desimal (skala

satuan dan skala 1/100)

b) Seperti halnya pada alat ukur panjang, hasil pengukuran

menggunakan neraca dapat di laporkan sebagai :

Massa M = xo ± ketidakpastian

Misalkan sudah terbaca antara skala ratusan dan puluhannya (100 + 20).

Lalu putar skala satuannya (dalam 1 skala satuannya, dibagi lagi 10 skala),

lihat skala yang terlewatkan dari angka nol (misal 5,6 gram).

Langkah terakhir yaitu memutar skala 1/100 nya (nilainya berskala 0.01-0,

1). Disini cara membacanya hampir sama dengan menggunakan jangka

sorong. Lihat skala nonius (0 –0,1) yang sejajar dengan skala utama (skala

0 - 10). misalnya yang sejajar adalah di 0,06. Terakhir dijumlahkan 100 +

20 + 5,6 + 0,06 = 125,66 gram

Jadi massa benda tersebut adalah:

Massa = xo ± ketidakpastian

= 125,66 gram ± 0,01 gram

Sehingga massa benda tersebut berkisar antara 125,65 gram sampai 125,67

gram.

2. Neraca Pegas Pengukur Berat Benda

Neraca pegas (dinamometer) adalah timbangan sederhana yang

menggunakan pegas sebagai alat untuk menentukan massa benda yang

diukurnya neraca pegas mengukur ketegangan pegas, yang sebenarnya adalah

tekanannya.

a. Skala dalam Neraca Pegas

Neraca pegas mempunyai dua baris skala, yaitu

skalaN (newton) dan g (gram). Untuk menimbang beban

(benda),atur terlebih dahulu skala 0 (nol) dengan cara

memutarsekrup pengatur skala. Setelah itu gantungkan

benda pada pengait neraca. Selanjutnya, baca hasil

pengukuran.Kelebihan menimbang beban dengan neraca

pegas yaitudalam sekali menimbang benda dapat diketahui

massa dan berat benda sekaligus.

b. Bagian-bagian Neraca Pegas

-Gantungan :sebagai tempat untukmemegang dinamometer tersebut agar

tidak mengganggu proses pengukuran

-Penunjuk skala: bagian yang berfungsi untuk menunjukkan skala (hasil

pengukuran)

-Pegas : bagian dari dinamometer (neraca pegas) yang sangat vital.

-Skala : harga yang tertera dalam dinamometer (neraca pegas) yang

menunjukkan hasil pengukuran

-Pengait : sebagai tempat dimana benda diletakkan.

c. Kalibrasi

Kalibrasi adalah proses dalam membandingkan suatu acuan lokal

kepada standar yang berlaku untuk memastikan ketelitian suatu alat ukur atau

menyetandarkan keadaan ukur sebelum digunakan agar hasil pengukuran

akurat, dan mendekati nilai benar. Adapun cara pengkalibrasi dinamometer

Gambar 4. 38Neraca Pegas

(http://belajaragamaislamyulina.blog

spot.co.id/)

adalah dengan cara memutar sekrup yang ada di bagian atas dinamometer

tanpa beban hingga garis penunjuk skala menunjukan pada skala nol.

d. Cara Pengukuran

Adapun cara pengukurannya, yaitu Gantungkan benda yang akan

diukur massanya pada pengait yang terdapat di bagian bawah pegas. Setelah

keadaan sistem tenang, lihat skala yang ditunjukan oleh penunjuk skala.

e. Cara Membaca

Cara membaca neraca pegas ini sama halnya seperti penggunaan alat

ukur mistar yaitu melihat angka yang ditunjukan oleh penunjuk skala. Batas

ketelitian atau nilai skala terkecil pada dinamometer berbeda-beda, namun

biasanya yang sering digunakan di laboratorium adalah 0,1 N.

E. Basic Meter

1. Pengertian Basic Meter

Basic meter merupakan alat ukur listrik yang memuat komponen

tegangan dan kuat arus listrik atau bisa dikatakan gabungan dari Voltmeter

dan Amperemeter Dilengkapi dengan tutup geser untuk mengubah fungsi

sebagai amperemeter atau voltmeter. Pada posisi A, alat berfungsi sebagai

amperemeter dengan batas ukur 100 µA, 100 mA, 1A, 5A, (DC). Pada posisi

V (DC) alat berfungsi sebagai Voltmeter dengan batas ukur 50 V, 10 V, 1V,

100 mV. Skala ganda, dengan skala bawah -10 sampai 100 dan skala atas -5

sampai 50.

2. Fungsi Basic Meter

Basic meter dapat digunakan untuk mengukur kuat arus dan tegangan

dalam suatu rangkaian listrik, juga digunakan sebagai alat ukur arus dan

tegangan DC dengan shunt dan pengganda terpasang pada alat.

Bagaimana cara membaca hasil pengukuran dengan menggunakan

amperemeter atau Voltmeter? Sebelum kita membahas mengenai bagaimana

cara membaca hasil pengukuran arus listrik dan tegangan, perlu diketahui dulu

bagian-bagian dari alat tersebut. Bagian-bagian amperemeter/voltmeter terdiri

dari batas ukur, terminal positip skala dan terminal negatip seperti terlihat

pada gambar.

3. Bagian-bagian Basic Meter

Catatan:

-Batas ukur adalah nilai yang ditunjukkan jarum ketika menunjuk

skala tertinggi

-Batas pengukuran tertinggi

4. Cara Membaca Hasil Pengukuran

Untuk Membaca hasil pengukuran amperemeter/voltmeter kita

gunakan rumus:

NP = Nilai pengukuran,

PJ = penunjukan jarum,

ST =skala tertinggi, dan BU= Batas ukur

Contoh :

Ditentukan sebuah amperemeter dengan batas ukur 5A,

penunjukan jarum 8 dan skala tertinggi yang kita gunakan

adalah 50, maka berapa nilai pengukuran amperemeter

tersebut?

Jawab:

Gambar 4. 39Bagian-bagian Basic Meter

(http://komputerizam.blogspot.co.id/2012/07/cara

-membaca-amperemeter-dan-voltmeter.html)

Berikut ini adalah dua contoh pembacaan dari dua posisi jarum Q dan P

1) Nilai yang ditunjukkan P adalah:

Batas ukur (BU) = 1 A

Skala tertinggi (ST) = 100

Penunjukan Jarum (PJ) = 54

Berapa nilai pengukuran (NP) = …… ?

Jawab:

2) Nilai yang ditunjuk Q adalah:Misal kita ambil nilai batas ukur adalah 100

mA.

Penunjukan jarum 22 dan skala tertinggi adalah 100, maka nilai

pengukuran Q adalah ....

Jawab:

Membaca hasil pengukuran pada skala amperemeter/Voltmeter harus

dibiasakan dan berlatih terus, hal ini untuk memudahkan dalam menjawab soal

atau penerapan aplikasi yang membutuhkan kecepatan dalam membaca skala. Di

samping anda dilatih untuk membaca skala, ada hal yang penting lagi yang

berkenaan dengan keamanan alat, yaitu cara memasang amperemeter/voltmeter.

Gambar 4. 40Skema Rangkaian Amperemeter

(http://komputerizam.blogspot.co.id/2012/07/cara-memasang-amperemeter-

dan-voltmeter.html)

Jika dalam pemasangan amperemeter dan voltmeter kita salah, maka

alat tersebut bisa mengalami kerusakan. Berikut ini adalah cara pemasangan

amperemeter dengan menggunakan KIT listrik yang terdiri dari panel

rangkaian, lampu, batu baterai dan soket penghubung komponen-komponen

yang ada.

Pemasangan amperemeter pada rangkaian harus secara seri sedangkan

pemasangan voltmeter harus dipasang paralel. Apabila pemasangannya

tertukar maka alat tersebut akan rusak. Pada saat kita ingin mengetahui besar

beda potensial atau gaya gerak listrik atau tegangan jepit suatu rangkaian,

voltmeter dipasang secara paralel dengan beban. Untuk lebih jelasnya,

perhatikan cara pemasangan voltmeter pada suatu rangkaian dengan

menggunakan alat KIT Listrik yang terdiri dari panel rangkaian, lampu, batu

baterai dan soket penghubung komponen-komponen yang ada pada gambar

berikut.

Gambar 4. 41Skema Rangkaian Amperemeter

(http://komputerizam.blogspot.co.id/2012/07/cara-memasang-amperemeter-dan-

voltmeter.html)

Bila kita hendak melakukan pengukuran arus dan tegangan secara

bersamaan menggunakan kedua alat tersebut, prinsip pemasangannya tetap.

Amperemeter dipasang seri dengan beban dan voltmeter dipasang paralel

dengan beban. Untuk lebih jelasnya maka perhatikan gambar berikut, yang

diambil dari KIT Listrik yang terdiri dari panel rangkaian, lampu, batu baterai

dan soket penghubung komponen-komponen yang ada.

Gambar 4. 42Rangkaian Amperemeter dan Voltmeter

(http://komputerizam.blogspot.co.id/2012/07/cara-memasang-amperemeter-dan-

voltmeter.html)

5. Kalibrasi

Sebelum menggunakan alat ini, usahakan alat dikalibrasi terlebih

dahulu dengan cara jarum di arahkan tepat menunjukan titik nol dengan cara

mengatur sekrup yang ada pada bagian atas panel meternya.

F. Thermometer

1. Pengertian Termometer

Termometer adalah alat yang

digunakan untuk mengukur Suhu.

Apa suhu rendah atau tinggi.

Termometer memiliki berbagai

macam dan bentuk, termometer zat

padat contohnya memiliki berbagai

jenis termometer dan fungsi serta cara

kerja masing-masing.

2. Jenis dan fungsi termometer zat padat serta cara kerjanya sebagai berikut.

a) Termometer Bimetal

Termometer bimetal yang menggunakan

logam sebagai bahan. Termometer

Bimetal berfungsi untuk menunjukkan

adanya perubahan suhu dengan prinsip

logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Cara

Kerjanya atau Prinsip kerjanya, keping bimetal dibentuk spiral dan tipis.

Ujung spiral bimetal ditahan atau tidak bergerak dan ujung lainnya

menempel ke gir penunjuk. Semakin besar suhu, keping bimetal semakin

melengkung dan menyebabkan jarum penunjuk bergerak ke kanan ke arah

angka yang lebih besar. Jika suhu turun, jarum penunjuk bergerak ke kin

ke arah angka yang lebih kecil. Skala yang dibuat biasa berbentuk

lingkaran.

b) Termometer Hambatan

Gambar 4. 43 Contoh Termometer

(http://www.seputarilmu.com/2016/11/pen

gertian-fungsi-dan-macam-macam.html)

Gambar 4. 44Termometer Bimetal

(https://informasiana.com/jenis-fungsi-

dan-cara-kerja-termometer-zat-padat/)

Termometer Hambatan Berfungsi Untuk mengukur suhu yang tinggi tidak

mungkin menggunakan termometer zat cair. Termometer logam adalah

termometer yang paling tepat digunakan dalam industri untuk mengukur

suhu di atas 1000°C. Salah satu termometer yang dibuat berdasarkan

perubahan hambatannya adalah temometer

hambatan platina.

c) Termometer Hambatan Platina

Hambatan listrik pada seutas kawat

logam akan bertambah jika dipanaskan.

Sifat termometnik ini dimanfaatkan untuk

mengukur suhu pada termometer

hambatan.Cara kerja termometer ini

adalah dengan menyentuhkan kawat

penghantar ke sasaran, misalnya lelehan

besi yang panas pada pengolahan besi

atau baja. Panas tersebut direspons oleh hambatan (R), kemudian energi

listnik yang bersangkutan diubah menjadi energi gerak yang bisa

menunjukkan angka tertentu pada skala suhu.

d) Termokopel

Perbedaan pemuaian

antara dua logam yang

kedua ujungnya

disentuhkan dimanfaatkan

pada termokopel.

Pada prinsipnya, pemuaian yang berbeda antara dua logam yang kedua

ujungnya disentuhkan akan menghasilkan gaya gerak listnik (ggl). Besar

ggl ini yang dimanfaatkan oleh termokopel untuk menunjukkan suhu.

Termometer Termokopel berfungsi Membentuk rangkaian tertutup dan

kecepatan dan keseimbangan suhu.

e) Termometer Air Raksa

-Fungsi Termometer Air Raksa

Gambar 4. 45Termometer Hambatan

(https://informasiana.com/jenis-

fungsi-dan-cara-kerja-termometer-

zat-padat/)

Gambar 4. 46Termometer Hambatan

Platina

(https://informasiana.com/jenis-

fungsi-dan-cara-kerja-termometer-

zat-padat/)

Gambar 4. 47Termokopel

(https://informasiana.com/jenis-fungsi-dan-cara-kerja-

termometer-zat-padat/)

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu. Penggunaan air

raksa sebagai bahan utama thermometer karena koefisien muai air raksa

terbilang konstan sehingga perubahan volume akibat kenaikan

atau penurunan suhu.

-Pengukuran Termometer Air Raksa

Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius

dan Fahrenhait. Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat

es mencair dan suhu penguapan air. Es mencair pada tanda kalibrasi yang

sama pada thermometer yaitu pada uap air yang mendidih. Saat dikeluarkan

termometer dari uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini

berhubungan dengan kecepatan pendinginan (dan pemuaian kaca tabung).

Jadi pegukuran suhu celsius menggunakan suhu pencairan dan bukan suhu

pembekuan.

Titik didih Celcius yaitu 0 °C (212 °F) dan titik beku pada 100 °C

(32 °F). Tetapi peneliti lain -Frenchman Jean Pierre Cristin–mengusulkan

versi kebalikan skala celsius dengan titik beku pada 0 °C (32 °F) dan titik

didih pada 100 °C (212 °F). Dia menamakannya Centrigade.

-Cara Kerja Termometer Air Raksa

Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca

dengan kandungan air raksa di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran,

pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur

meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan

memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala

yang telah ditentukan. Adapun cara kerja secara umum adalah sebagai

berikut:

a) Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa berada pada kondisi

awal.

b) Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa

dengan perubahan volume.

c) Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan

menyusut jika suhu menurun.

Gambar 4. 48Termometer Air

Raksa

(http://dianetristina.blogspot.co.id/

2015/03/termometer-air-raksa_25

html)

d) Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan

lingkungan.

Secara umum, kerja thermometer adalah sebagai berikut: ketika

temperatur naik, cairan di bola tabung mengembang lebih banyak daripada

gelas yang menutupinya. Hasilnya, benang cairan yang tipis dipaksa keatas

secara kapiler. Sebaliknya, ketika temperatur turun, cairan mengerut dan

cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun. Gerakan ujung cairan

tipis yang dinamakan meniscus dibaca tiap skala yang menunjukkan

temperatur.

G. Stopwatch

1. Pengertian

Stopwatch adalah alat yang digunakan untuk mengukur lamanya

waktu yang diperlukan dalam kegiatan. Stopwatch secara khas dirancang

untuk memulai dengan menekan tombol diatas dan berhenti sehingga suatu

waktu detik ditampilkan sebagai waktu yang berlalu. Kemudian dengan

menekan tombol diatas yang kedua kali kemudian memasang lagi stopwatch

pada nol.

2. Jenis-jenis Stopwatch

a) Stopwatch Analog

Stopwatch analog berfungsi sebagai alat untuk

mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam suatu

kegiatan. Misalnya, stopwatch dapat digunakan untuk

mengukur lamanya waktu yang dibutuhkan oleh seorang

pelari untuk dapat mencapai jarak 50 km. Selain

itu,dalam ilmu kimia stopwatch juga dapat digunakan

untuk mengukur lamanya waktu yang dibutuhkan oleh

suatu larutan agar dapat mengalami perubahan suhu.

Dalam praktikum fisika, stopwatch sering

digunakan. Misalnya pada praktikum pengukuran dasar,

viskosimeter aliran fluida, pesawat atwood, dan lain sebagainya.

b) Stopwatch Digital

Gambar 4.

49Stopwatch Analog

(https://www.onetigri

s.com/product/onetig

ris-mechanical-

stopwatch-timer-

analog-stopwatch-

chronometer/)

Stopwatch digital merupakan jenis stopwatch yang menggunakan

layar/monitor sebagai penunjuk hasil pengukuran. Waktu hasil pengukuran

dapat kita baca hingga satuan detik.

3. Prinsip kerja dan bagian-bagian stopwatch

Stopwatch dirancang untuk memulainya dengan menekan tombol

diatas dan berhenti sehingga suatu waktu detik ditampilkan sebagai waktu

yang berlalu. Kemudian dengan menekan tombol yang sama untuk yang

kedua kali kemudian memasang lagi stopwatch pada nol.

a) Stopwatch analog

Stopwatch analog mempunyai penunjuk seperti jarum jam dan

mempunyai dua buah tombol yaitu tombol start/stop dan tombol kalibrasi.

Perhitungan waktu pada stopwatch analog ini berdasarkan gerakan

mekanik.Sistem yang mekanik sangat sulit diubah, (ditambah atau dikurang)

karena peletakan komponen -komponennya memerlukan presisi yang sangat

tinggi.

Pada stopwatch analog ini tidak memakai baterai, sehingga jika

sewaktu-waktu stopwatch analog ini mati (jarumnya tidak bergerak saat

ditekan tombol start), maka hal yang perlu dilakukan adalah memutar tombol

start pada stopwatch tersebut.

Bagian-Bagian Stopwatch Analog:

-Tombol start / stop, untuk menjalankan dan menghentikan stopwatch.

-Tombol riset, untuk meriset stopwatch ke nol.

-Jarum besar, berfungsi sebagai jarum penunjuk dalam satuan detik

-Jarum kecil, berfungsi sebagai jarum penunjuk satuan menit

Gambar 4. 50StopwatchDigital

(https://www.amazon.com/Stopwatch-Performance-Precision-

Trainers-Competition/dp/B01CNJV92I)

-Lingkaran detik, merupakan lingkaran yang berisi angka-angka mulai

dari angka 1 sampai 60 dalam satuan detik

-Lingkaran menit, merupakan lingkaran yang berisi angka-angka mulai

dari 5 sampai 30 dalam satuan menit.

Prinsip kerja stopwatch Analog adalah sebagai berikut:

-Saat tombol start ditekan penahan pegas pertama akan terbuka sehingga

gerigi berputar dan pegas pertama akan terkalibrasi secara periodik.

Sehingga jarum bergerak.

-Pada saat yang sama pegas kedua tertekan sehingga tercipta kombinasi

kerja secara mekanik. Pada saat kalibrasi penekan pegas akan membuat

pegas kedua terkalibrasi sehingga pegas pertama kembali ke tertekan

seperti semula. Dan jarum kembali ke posisi nol.

Contoh:

Berapa lamakah yang dibutuhkan sebuah motor untuk mencapai 120

Km??? Atau berapa lamakah waktu yang dibutuhkan pegas dalam

melakukan 10 kali getaran dengan massa 50 gram???

b) Stopwatch digital

Stopwatch digital merupakan jenis stopwatch yang menggunakan

layar/monitor sebagai penunjuk hasil pengukuran, seperti jam digital dimana

berhitungan waktu berdasarkan perhitungan elektronik.

Stopwatch Digital Otomatis Peka Cahaya dapat dibuat dengan

menggunakan sensor cahaya sebagai saklar elektronik untuk menentukan

awal dan akhir pencatatan rangkaian pencacah digital dengan ketelitian

0,0001 sekon atau 0,1 ms.

Bagian-bagian stopwatch digital adalah sebagai berikut:

-L.C.D

-4 digit tampilan waktu menunjukkan menit ("M") dan waktu detik

("S")

-Timer dapat diprogram maksimum sampai 99 menit, 59 detik dan

menghitung mundur

-Bel alarm output saat waktu menghitung mundur ke nol

-Timer ini juga dapat berfungsi sebagai memory recall

Prinsip kerja stopwatch digital adalah sebagai berikut:

Cara kerja stopwatch digital dimulai saat tombol dalam keadaan ON

arus dari sumber tegangan (baterai) akan mengalir ke komponen-komponen

elektronik dalam stopwatch digital. Komponenen-komponen elektronik

tersebut yang melakukan perhitungan waktu dan menampilkannya dalam

monitor dalam bentuk angka digital.

4. Prosedur penggunaan

a) Stopwatch analog

Adapun prosedur penggunaan stopwatch analog adalah sebagai berikut:

-Menyiapkan stopwatch yang akan digunakan untuk mengukur.

-Memastikan stopwatch dalam keadaan nol atau terkalibrasi.

-Menekan tombol start untuk memulai pengukuran waktu, maka jarum

besar pada lingkaran besar akan berjalan.

-Satu putaran penuh jarum besar pada lingkaran detik sama dengan 60

detik. Jadi satu kali putaran penuh jarum besar sama dengan satu menit.

Apabila jarum besar sudah berputar satu kali putaran penuh, maka

jarum kecil akan berada pada angka satu pada lingkaran kecil.

-Menekan tombol stop untuk mengakhiri pengukuran waktu.

-Membaca hasil pengukuran.

-Untuk mengulangi pengukuran maka menekan tombol start/stop 1 kali

dan jarum akan kembali ke nol kemudian ulangi langkah 1 s/d .

b) Stopwatch digital

Adapun prosedur penggunaan stopwatch digital adalah sebagai berikut:

-Menyiapkan stopwatch yang digunakan untuk mengukur.

-Memastikan stopwatch dalam keadaan nol atau dalam keadaan

terkalibrasi.

-Menekan tombol start untuk memulai pengukuran, maka waktu berjalan

seperti yang ditunjukkan angka pada stopwatch digital.

-Menekan tombol stop untuk mengakhiri pengukuran.

-Membaca hasil pengukuran.

-Unuk mengulangi pengukuran maka menekan tombol reset dan jarum

akan kembali ke nol kemudian ulangi langkah diatas.

5. Kalibrasi Stopwatch

Pada stopwatch analog kita hanya perlu menekan tombol start/stop

tersebut maka jarum penunjuk detik dan jarum penunjuk menit menunjuk ke

angka nol. Stopwatch digital hampir sama dengan stopwatch analog. Setelah

menekan tombol kalibrasi maka angka pada layar/ monitor akan

menunjukkan angka nol.

6. Pembacaan hasil pengukuran

a) Stopwatch analog

Hasil pengukuran stopwatch analog dengan melihat apakah hasil

pengkuran lebih dari satu menit atau tidak. Jika lebih dari satu menit maka

yang pertama kita lihat adalah jarum penunjuk menit dan setelah itu melihat

jarum penunjuk detik kemudian menjumlahkannya.

b) Stopwatch digital

Kita bisa melihat langsung hasil pengukuran waktu pada

layer/monitor berupa angka digital.

7. Ketelitian alat

a) Stopwatch analog

Ketelitian alat dapat kita ketahui berdasarkan skala yang tertera pada

stopwatch. Untuk mengetahui besar ketelitian alat tersebut kita dapat

mencarinya dengan membandingkan antara skala utama satu putaran penuh

dengan jumlah skala noniusnya dalam satu putaran penuh.

Contoh:

Pada gambar stopwatch yang di presentasikan diketahui jumlah skala

utama satu putaran penuh adalah 1 dan jumlah skala nonius satu putaran

penuh adalah 60. Dengan demikian dapat diperoleh

Ketelitian alat = 1/6

b) Stopwatch digital

Pada stopwatch digital ketelitian alat sudah ditentukan sejak

perakitan komponen-komponen dalam stopwatch yaitu sebesar 0,0001

sekon.

8. Kekurangan dan Kelebihan Stopwatch

a) Kelebihan

Proses perhitungan lebih cepat; Setiap jenis gerakan waktunya

diketahui; Biayanya lebih murah; Lebih praktis dalam mencatat data; Data

yang di peroleh lebih akurat.

b) Kekurangan

Dibutuhkan ketelitian bagi seorang pengamat yang melakukan

perhitungan, karena akan mempengaruhi hasil perhitungan.

DAFTAR PUSTAKA

Basuki, Drs dkk. 1998. Prinsip Kerja Alat Ukur. Dikmenjur: Jakarta.

Cooper W.D. 1985. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Erlangga:

Jakarta.

Djumadi, Drs dkk. 1999. Pengukuran Listrik. Angkasa: Bandung.

Sapiie S., Nishino O. 1979. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik. Pradnya

Paramita: Jakarta.

Suryatmo S. 1999. Teknik Pengukuran Listrik dan Elektronika. Bumi aksara:

Jakarta.

__________. 1998. Fundamental Electrical Instrumentation. Singapore:

Yokogawa.

http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong.html

http://www.fisikabc.com/2017/04/mikrometer-sekrup.html

http://www.studiobelajar.com/mikrometer-sekrup

http://saulkakensei.blogspot.co.id/2014/09/priinsip-kerja-spherometer.html

http://www.kuttabku.com/2016/12/macam-macam-dan-jenis-jenis-alat-ukur-yang-

digunakan-dalam-sistem-pengukuran-fisika.html

http://gamapenta.blogspot.co.id/2012/03/pengertian-dan-fungsi-neraca-

ohauss.html

http://scales-4-less.com/acatalog/Triple_Beam_Balance.html

https://uchilusiamagda.blogspot.co.id/2012/12/neraca-ohaus-neraca-teknis.html

http://belajaragamaislamyulina.blogspot.co.id/

http://komputerizam.blogspot.co.id/2012/07/cara-membaca-amperemeter-dan-

voltmeter.html

http://komputerizam.blogspot.co.id/2012/07/cara-memasang-amperemeter-dan-

voltmeter.html

http://www.seputarilmu.com/2016/11/pengertian-fungsi-dan-macam-macam.html

https://informasiana.com/jenis-fungsi-dan-cara-kerja-termometer-zat-padat/

http://dianetristina.blogspot.co.id/2015/03/termometer-air-raksa_25 html

https://www.onetigris.com/product/onetigris-mechanical-stopwatch-timer-analog-

stopwatch-chronometer/

https://www.amazon.com/Stopwatch-Performance-Precision-Trainers-

Competition/dp/B01CNJV92I

Kiat Bagus Jelaskan

Dalam melakukan pengukuran sebaiknya dilakukan 3-5 kali pengukuran jelaskan alasannya

Pos Terkait

Periklanan

BERITA TERKINI

Toplist Popular

Periklanan

Terpopuler

Token Data

Periklanan

Tentang Kami

Legal

Dukungan

Social