Pengukuran

PENGERTIAN PENGUKURAN

Ketika anda mengukur panjang pensil dengan mistar, artinya anda membandingkan panjang pensil tersebut dengan satuan-satuan panjang yang ada di mistar, yaitu milimeter atau centimeter, sehingga diperoleh hasil pengukuran, panjang mistar adalah 22,0 mm atau 2,2 cm. Jadi dapat di simpulkan bahwa pengukuran sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui dengan nilai standar yang sudah ditetapkan.

KEGIATAN PENGUKURAN

Misalkan panjang sebuah balok yang diukur dengan menggunakan alat mikrometer sekrub yang akurat adalah sebesar (20.35 ± 0.05) mm. Angka tersebut mempunyai arti bahwa hasil pengukuran harga panjang yang benar diharapkan terletak diantara 20.30 mm hingga 20.40 mm.

Empat kelompok mahasiswa melakukan pengukuran masing masing sebanyak lima kali dengan menggunakan balok dan jangka sorong yang sama. Namun ternyata mereka memperoleh hasil pengukuran yang agak berbeda. Hasil pengukuran keempat mahasiswa tersebut dituliskan pada tabel berikut:

Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa:

• Pengukuran kelompok A kurang teliti dan kurang akurat, dikarenakan hasil pengukuran kelompok A memiliki rentang angka yang besar yaitu (20.90 - 20.10 = 0.80) dan hasil pengukurannya pun jauh dari rentang nilai benar
• Pengukuran kelompok B sudah akurat karena memiliki rentang angka pengukuran yang sempit yakni (20.95 - 20.85 = 0.10). namun, hasil pengukurannya kurang teliti karena jauh dari rentang nilai benar
• Pengukuran kelompok C sudah hampir teliti karena sudah berada pada rentang nilai benar, namun terjadi error pada pengukuran ke-4 yang jauh dari nilai benar dan menyebabkan kurang akurat karena rentang angka pengukuran besar yaitu ( 20.90 – 20.30 = 0.60)
• Pengukuran kelompok D sudah teliti dan akurat karena rentang pengukuran yang sempit yakni (20.35 – 20.30 = 0.05 ). Serta sudah berada pada rentang nilai benar

Jadi dapat disimpulkan ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam kegiatan pengukuran :

1. Ketelitian (presisi) : adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang diukur terhadap nilai benar x₀.
2.  Ketepatan (akurasi) : adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang sama pada pengukuran berulang.

ALAT UKUR

Peranan alat ukur dalam kehidupan sehari-hari sangat penting. Seorang tukang jahit pakaian mengukur panjang kain untuk dipotong sesuai dengan pola pakaian yang akan dibuat dengan menggunakan meteran pita. Penjual daging menimbang massa daging sesuai kebutuhan pembelinya dengan menggunakan timbangan duduk. Seorang petani tradisional mungkin melakukan pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata. Tetapi seorang sarjana mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos untuk mendapatkan satuan meter.

A.  Pengukuran Panjang

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan meteran kelos.

1. Pengukuran Panjang dengan Mistar

Penggaris atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang berbentuk lurus, berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu, dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm. Posisi mata harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan pembacaan hasil pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan kesalahan paralaks.

2. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong

Untuk mengukur kedalaman tutup pulpen dapat kita gunakan jangka sorong. Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter bagian dalam sebuah pipa. Bagian-bagian penting jangka sorong yaitu:

- Rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm

- Rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 1 mm.

Menggunakan Jangka Sorong

Cara membaca Jangka sorong:

1. Tentukan terlebih dahulu skala utama : skala tetap bernilai 2,9 cm. untuk kelebihanya ditentukan dengan skala nonius
2. Menentukan skala nonius : Skala nonius yang berimpit dengan skala tetap adalah angka 5. Jadi, skala nonius bernilai 5 x 0,01 cm = 0,05 cm.
3. Menjumlahkan skala tetap dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,9 cm + 0,05 cm = 2,95 cm. Jadi, hasil pengukuran diameter baut sebesar 2,95 cm.

3. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil. Mikrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder bergerigi. Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil untuk skala putar sebesar 0,01 mm.

Menggunakan Mikrometer Sekrup

Langkah membaca micrometer sekrub

1. Menentukan skala utama, terlihat pada gambar skala utamanya adalah 1,5 mm.
2. Perhatikan pada skala putar, garis yang sejajar dengan skala utamanya adalah angka 29. Jadi, skala nonius sebesar 29 x 0,01 mm = 0,29 mm.
3. Menjumlahkan skala utama dan skala putar. Hasil pengukuran = 1,5 mm + 0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil pengukuran diameter kawat adalah 1,79 mm.

B. Pengukuran Massa

Pernahkah kamu pergi ke pasar? Ketika di pasar kamu mungkin akan melihat berbagai macam alat ukur timbangan seperti dacin, timbangan pasar, timbangan emas, bahkan mungkin timbangan atau neraca digital. Timbangan tersebut digunakan untuk mengukur massa benda. Prinsip kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu keseimbangan antara massa benda yang diukur dengan anak timbangan yang digunakan. Dalam dunia pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan dengan ketelitian 0.1 gram.

Gambar macam-macam neraca

1. Neraca Ohaus

2. Neraca dua lengan

3. Neraca digital

Menggunakan Neraca O’Hauss

Sekantong plastik terigu ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan. Posisi lengan depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Dari gambar dapat diketahui bahwa:

• Posisi anting belakang 200,0 gram
• Posisi anting tengah 20,0 gram
• Posisi anting depan 5,5 gram

Jadi, massa terigu adalah 225,5 gram

C. Pengukuran Waktu

Ketika bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan untuk menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai jenis alat ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding, jam atom, jam matahari, dan stopwatch. Ketelitian alat ukur waktu yaitu sampai 1 s.

Macam-macam Stopwatch terdiri dari:

Stopwatch analog & Stopwatch digital

D. Pengukuran Suhu

Seorang perawat mengukur suhu badan pasiennya dengan suatu alat. Tahukah kamu alat ukur apa yang digunakan perawat tersebut?. Ternyata alat yang di gunakan perawat tersebut adalah termometer. Jika dilihat berdasarkan skala temperaturnya, termometer dibagi dalam empat macam, yaitu: Termometer Celcius, Termometer Reamur, Termometer Fahrenheit, dan Termometer Kelvin

Berikut ini adalah gambar beberapa jenis termometer:

E. Pengukuran kuat arus

Untuk mengukur kuat arus, seorang tukang listrik menggunakan sebuah alat yang pemakaiannya harus dihubungkan secara seri pada rangkaian yang  diukur, sehingga jarum menunjuk angka yang merupakan besarnya arus listrik yang mengalir. alat tersebut adalah ampermeter. Amperemeter mempunyai hambatan dalam yang sangat kecil. Ketelitiannya 1/25 A atau 0.4 A

Untuk pengukuran dalam fisika alat yang sering digunakan adalah multimeter.

Fungsi Dasar Multimeter : Amperemeter DC, Voltmeter DC, Voltmeter AC, Ohmmeter

Fungsi Tambahan Multimeter : Amperemeter AC, Penguji diode, Penguji transistor, Pengukur temperature, Pengukur kapasitansi

Sebelum mengukur menggunkan multimeter baca spesifikasi, perhatikan penempatan meter yang benar, Perhatikan posisi nol jarum, set hanya bila diperlukan

Berikut ini adalah gambar sebuah multimemeter