Friday, 9 September 2016

PERCOBAAN I PENGGUNAAN ALAT-ALAT UKUR I fisika dasar



PERCOBAAN I
PENGGUNAAN ALAT-ALAT UKUR I

I. TUJUAN
1.      Mempelajari penggunaan alat-alat ukur pengukuran panjang, massa, dan volume
2.      Mampu menggunakan dan memahami alat-alat ukur dasar
3.      Mampu menentukan ketidakpastian pada pengukuran tunggal dan berulang
4.      Dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran

II. LANDASAN TEORI
            Fisika merupakan ilmu yang memahami segala sesuatu tentang gejala alam melalui pengamatan atau observasi dan memperoleh kebenarannya secara empiris melalui panca indera. Karena itu, pengukuran merupakan bagian yang sangat penting dalam proses membangunkonsep-konsep fisika.
            Pengukuran merupakan kegiatan sederhana, tetapi sangat penting dalam kehidupan. Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran lain sejenis yang dipergunakan sebagai satuannya.
(Wasis,2004:19)

            Ketepatan hasil pengukuran ditentukan oleh ketepatan hasil melihat skala induk yang ada pada alat ukur. Kesalahan penglihatan dapat terjadi kalau memperhatikan skala dari arah samping. Kesalahan demikian dinamakan kesalahan paralaks. Ketidaktepatan hasil pengukuran dapat juga bersumber pada keterbatasannya skala terkecil yang pada skala induk. Penafsiran terpaksa dilakukan dan akan menimbulkan angka yang diragukan. Kesulitan ini dapat dihindari dengan menambah sebuah skala selain skala induk yang sudah ada. Sakala pembantu ini dinamakan dengan membaca skala nonius hasil pengukuran akan lebih teliti.
(Drs.Kardiawarman,M.Se,dkk.1993:19)

            Pengukuran micrometer sekrup memiliki ketidakpastian yang lebih kecil. Ini juga menghasilkan suatu pengukuran yang lebih akurat. Ketidakpastian juga disebut galat (error). Karena hal tersebut juga mengindikasikan selisih maksimum yang mungkin terjadi antara nilai terukur dan nilai sebenarnya. Ketidakpastian dari sebuah nilai terukur bergantung pada teknik pengukuran yang dilakukan
(Sears & Zemansky,2007:7)

            Jangka sorong merupakan alat ukr panjang yang memiliki skala utama pada rahang sorongnya. Skala utama memiliki skala terkecil 1 mm dan skala nonius memiliki skala terkecil 0,3 mm. Jangka sorong dapat diguunakan untuk mengukur diameter luar,diameter dalam dan lebar suatu rongga.
            Mikrometer sekrup adalah alat ukur yang mempunyai pengukuran yang sangat kecil. Alat ukur ini digunakan untuk mengukur panjang dan ketebalan suatu benda yang teliti. Alat ini memiliki skala tetap dan skala putar dan nonius.
            Mistar merupakan alat ukur yang bisa dipakai untuk mengukur panjang,lebar maupun tinggi suatu benda. Pada umumnya skala yang berukuran desimal dan ukuran inci dimana setiap panjang  1 cm dibagi dalam 10 bagian yang sama. Dimana jarak 2 strip panjang = 1 cm dan 2 strip pendek = 0,1 cm =1 mm
(Ketut Lasmi,2002:21-24)

            Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika. Tetapi tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. Ada ketidak pastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran. Ketidakpastian yang muncul dari sumber yang berbeda. Diantara yang paling penting, selain kesalahan adalah keterbatasan ketepatan setiap alat pengukur dan ketidak mampuan membaca sebuah instrument  diluar batas bagian terkecil yang ditunjukan.
 Sering kali, ketidakpastian pada suatu nilai terukur tidak dinyatakan secara ekseplisit ketidak pastian biasanya dianggap sebesar satu atau dua satuan ( atau bahkan tiga) dari digit terakhir yang diberikan
(Dougles C Giancoli,1998:91)

            Umumnya kuantitas besaran fisika berhubungan dengan 4 faktor besaran yang penting yaitu panjang,massa, waktu dan muatan. Dimana setiap besaran tersebut mempunyai definisi, dan mempunyai relasi matematis termasuk kuantitasnya. Awalnya ahli fisika dunia mengadakan pertemuan umum di Paris tahun 1960 tentang berat dan ukuran untuk menentukan mempergunakan MKSC.
            Meter satuannya m yaitu satuan panjang 1 m = 1.650.763,73 kali panjang gelombang dari emisi radiasi atau elektromagnetik.
            Kilogram adalah satuan massa standard massa 1 kg adalah sebuah silinder platina iridium yang disimpan oleh the internasional bureali of  weights and measures,diserves. Sekon adalah satuan waktu sesuai dengan himpunan astronomi internasional maka sekon didefinisikan sebagai durasi musim panas tahun 1900 atau dapat didefinisikan sebagai hari
(Bernard Mediaman,2008:1- 4)



III. PROSEDUR KERJA
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat :
·         Mistar
·         Jangka sorong
·         Micrometer skrup
3.1.2 Bahan :
·         Balok
·         Silinder
·         Bola baja
3.2 Skema Kerja
Jangka sorong
3.2.1 Jangka sorong
                                                             
disediakan jangka sorong serta bahan-bahan yang akan diukur
ditentukan skala nonius dari jangka sorong yang digunakan
ditentukan skala terkecil dari jangka sorong yang digunakan
diukur panjang balok dengan menggunakan jangka sorong
                                       dicatat hasil pengukuran pada table data
                                       diulangi pengukuran sebanyak 5 kali
diukur lebar balok dengan menggunakan jangka sorong
dicatat hasil pengukuran pada tabel data
                                       diukur tinggi balok dengan jangka sorong
                                       dicatat hasil pengukuran pada table data
Hasil

diulangi langkah 4 sampai dengan 5 dengan alat ukur mistar
                                      
3.2.2 Mikrometer sekrup
Mikrometer skrup
 
disediakan micrometer skrup serta bahan-bahan yang akan diukur
ditentukan skala nonius dari micrometer skrup yang akan digunakan
ditentukan skala terkecil dari micrometer skrup yang akan digunakan
                                                diukur tebal kertas mengguakan micrometer skrup
                                                dicatat hasil pengukuran pada tabel
                                                diulangi pengukuran selama 5 kali
diukur tebal kertas sampul buku menggunakan micrometer skrup
                                                dicatat hasil pengukuran pda tabel
                                                diulangi pengukuran sebanyak 5 kali
Hasil
diulangi langkah 4 sampai dengan 5 menggunakan jangka sorong

Mistar
3.2.3 Mistar


disediakan mistar
disediakan balok
diukur panjang balok, lebar balok dan tinggi balok
diulangi pengukuran panjang, lebar, dan tinggi sebanyak 4-5 kali
Hasil
dicatat hasil pengukuran pada tabel data














3.3 Gambar alat
3.3.1 Mikrometer sekrup

 

3.3.2 Jangka sorong





3.3.3 Mistar








IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
a. Pengukuran dengan menggunakan jangka sorong (balok)
Pengukuran
X1 (mm)
X2 (mm)
X3 (mm)
X4 (mm)
X5 (mm)
Rata-rata (mm)
Panjang
114,5
114,5
114,5
114,75
114,8
114,61
Lebar
79,35
79,3
80,1
79,65
79,60
79,6
Tinggi
62
62,1
59,75
59,3
59,55
60,54

b. Pengukuran dengan menggunakan mistar (balok)
Pengukuran
X1 (mm)
X2 (mm)
X3 (mm)
X4 (mm)
X5 (mm)
Rata-rata (mm)
Panjang
113
113
112,5
112,5
112,8
112,8
Lebar
77
77
76,5
76
76,6
76,6
Tinggi
60
60
60
60
60
60

c. Mikrometer sekrup (kertas sampul, karton, dan silinder)
Pengukuran
X1 (mm)
X2 (mm)
X3 (mm)
X4 (mm)
X5 (mm)
Rata-rata (mm)
Panjang
0,025
0,023
0,0235
0,022
0,023
0,0138
Lebar
0,019
0,017
0,019
0,019
0,019
0,0142
Tinggi
11,85
11,66
11,60
11,47
11,64
11,646







4.2 Pembahasan
Suatu pengukuran yang akurat sangat bergantung pada metode pengukuran dan alat ukur. Pada percobaan kali ini, pengukuran dilakukan menggunakan alat ukur berupa jangka sorong dan mikrometer sekrup, serta mistar.
Jangka sorong atau sigmat merupakan alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai seperseratus milimeter. Menurut Wasis (2004:24) jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang dilengkapi dengan nonius yang ketelitiannya sampai 0,02 mm. Bagian terpenting dari jangka sorong adalah bagian yang tetap berskala panjang (rahang tetap) dan bagian yang dapat digeser-geser (rahang geser).
Kegunaan jangka sorong adalah:
1.      Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit;
2.      Untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang dengan cara diulur;
3.      Untuk mengukur kedalaman lubang pada suatu benda.
Mikrometer sekrup merupakan salah satu alat ukur panjang yang memiliki tingkat ketelitian cukup tinggi. Tingkat ketelitian mikrometer sekrup mencapai 0,01 mm atau 0,001 cm. Dengan ketelitian yang baik. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur dimensi luar benda yang sangat tipis seperti kertas, karton maupun silinder.
Menurut Taufik Rachim (1980:169) mikrometer sekrup adalah alat ukur linear yang mempunyai batas ukur maksimal 25 mm. Alat ini mempunyai nonius sehingga ketelitiannya dapat mencapai 0,01mm.
Mikrometer sekrup mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama ditunjukkan oleh silinder lingkaran dalam, sedangkan skala nonius ini ditunjukkan oleh selubung lingkaran.
Suatu pengukuran yang akurat sangat bergantung pada metode pengukuran dan alat ukur. Namun setiap pengukuran memiliki kesalahan yang berbeda tergantung kepada keadaan alat ukur, metode yang digunakan dalam mengukur, dan kemampuan orang yang mengukurnya. Pada saat melakukan pengukuran menggunakan jangka sorongterdapat kesalahan-kesalahan tertentu yang dilakukan oleh praktikan. Misalnya kesalahan dalam melihat angka yang berimpit pada skala nonius. Ini menunjukkan bahwa kemampuan membaca skala yang dimiliki oleh praktikan masih kurang. Kesalahan pada penggunaan mikrometer sekrup yaitu ketidaktelitian pada pembacaan skala dalam mengukur benda yang ketebalannya sangat tipis. Kesalahan lainnya pada penggunaan mistar yaitu kurang cermatnya praktikan meletakkan mistar tepat digaris nol.
Kesalahan yang terjadi dapat berupa kesalahan bersistem dan kesalahan acak. Kesalahan bersistem yaitu kesalahan yang bersumber pada pemakai alat ukur seperti kesalahan titik nol, kesalahan paralak (penglihatan), gesekan dan kesalahan alat yang sering dipakai, dan gangguan teknik. Sedangkan kesalahan acak terjadi karena kesalahan penafsiran oleh praktikan yang melakukan pengukuran, kekeliruan dalam pembacaan skala, dan kurangnya daya penglihatan.
Kesalahan dalam mengkalibrasi alat juga memperngaruhi hasil yang didapat nantinya. Jangka sorong dikalibrasi dengan cara mendorong rahang geser hingga menyentuh rahang tetap. Apabila rahang geser berada pada posisi yang tepat di angka nol, yaitu angka nol pada skala utama dengan angka nol pada skala nonius saling berhimpit pada satu garis lurus, maka jangka sorong tersebut sudah terkalibrasi dan siap digunakan. Hal-hal yang 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.
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. ISO 9000 dan ISO 17025 memerlukan sistem kalibrasi yang efektif.
Kalibrasi diperlukan untuk:
·         Perangkat baru
·         Suatu perangkat setiap waktu tertentu
·         Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu (jam operasi)
·         Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang berpotensi mengubah kalibrasi
·         Ketika hasil pengamatan dipertanyakan
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mengkalibrasi mikrometer adalah sebagai berikut :
·         Menggerakan silinder putar poros harus dapat berputar dengan baik dan tidak terjadi goyangan karena ausnya ulir utama.
·         Kedudukan nol. Apabila mulut ukur dirapatkan maka garis referensi harus menunjukkan nol.
·         Kerataan dan kesejajaran muka ukur (permukaan sensor).
·         Kebenaran dari hasil pengukuran. Hasil pengukuran dibandingkan dengan standar yang benar.
·         Bagian – bagian seperti gigigelincir dan pengunci poros ukur harus berfungsi dengan baik.






V.  KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut, kita dapat mempelajari penggunaan alat-alat ukur pengukuran panjang, massa dan volume, kita mampu menggunakan dan memahami alat-alat ukur dasar, mampu menentukan ketidak pastian pada pengukuran tunggal dan berulan, dan kita dapat mengaplikasikan konsep ketidak pastian dan angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran.

5.2 Saran
        Dalam melakukan percobaan ini diharapkan dapat mengetahui dan memahami cara penggunaan alat ukur dan harus memiliki keseriusan dan ketelitian, agar hasil yang didapatkan sesuai dan tidak terjadi ketidak pastian.











DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Dogles. 1998. Ilmu Fisika. Jakarta: Erlangga
Kadiawarman. 1993. Fisika Dasar. Jakarta: Erlangga
Lasmi, Ketut. 2002. Fisika Universitas. Yogyakarta: Tiga Serangkai
Mediaman, Benard. 2005. Fisika. Klaten: Yudistira
Sears, dkk. 2007. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Tiga Serangkai
Wasis. 2004. Sistem satuan pengukuran. Jakarta: BPPK














LAMPIRAN
PERHITUNGAN
A.    Jangka sorong
Rumusnya :
Panjang (p) = Su (skala utama) + Sn (skala nonius)
Lebar (l) = Su (skala utama) + Sn (skala nonius)
Tinggi (t) = Su (skala utama) + Sn (skala nonius)

1.      P = Su + Sn
   = 11,5 cm + 0,3 mm   
   = 115 mm + 0,3 mm
   = 115,3 mm

L = Su + Sn
   = 7,4 cm + 0,55 mm
   = 74 mm + o,55 mm
   = 74,55 mm

T = Su + Su
   = 5,7 cm + 0,6 mm
   = 57 mm + 0,6 mm
   = 57,6 mm

2.      P = Su + Sn
   = 11,6 cm + 0.8 mm
   = 116 mm + 0,8 mm
   = 11,8 mm

L = Su + Sn
   =  7,6 cm + 0,8 mm
   = 76 mm + 0,8 mm
   = 76,8 mm

T = Su + Sn
   = 5,7 cm + 0,4 mm
   = 57 mm + 0,4 mm
   = 57,4 mm

3.      P = Su + Sn
   = 11,6 cm + 0,5 mm
   = 116 mm + 0,5 mm
   = 116,5 mm

L = Su + Sn
   = 11,4 cm + 0,1 mm
   = 114 mm + 0,1 mm
   = 114,1 mm

T = Su + Sn
   = 5,7 cm + 0,6 mm
   = 57 mm + 0,6 mm
   =  57,6 mm

4.      P = Su + Sn
   = 11,4 cm + 0,1 mm
   = 114 mm + 0,1 mm
   = 114,1 mm

L = Su + Sn
   = 7,6 cm + 0,55 mm
   = 76 mm + 0,55 mm
   = 76,55 mm

T = Su + Sn
   = 5,7 cm + 0,6 mm
   = 76 mm + 0,6 mm
   =76,,5 mm

5.      P = Su + Sn
   = 11,5 cm + 0,4 mm
   = 115 mm + 0,4 mm
   = 115,4 mm

L = Su + Sn
   = 7,6 cm + 0,7 mm
   = 76 mm + 0,7 mm
   = 76,7 mm

T = Su + Sn
   = 5,7 cm + 0,7 mm
   = 57 mm + 0,7 mm
   = 57,7 mm

Rata – rata pengukuran dari jangka sorong
a.       Panjang (P) =
  =
  = 114,61 mm

b.      Lebar (l) =   
   =   
   = 76,4 mm

c.       Tinggi (t) =  
     =  
     = 57,8 mm


B.     Mistar
1.      Panjang = 11,8 cm = 118 mm
Lebar = 7,8 cm = 78 mm
Tinggi = 5,8 cm =58 mm

2.      Panjang = 11,9 cm = 119 mm
Lebar = 7,9 cm = 79 mm
Tinggi = 5,9 cm = 59 mm

3.      Panjang = 11,8 cm = 118 mm
Lebar = 7,7 cm = 77 mm
Tinggi = 5,8 cm = 58 mm

4.      Panjang = 11,7 cm = 117 mm
Lebar = 7,9 cm = 79 mm
Tinggi = 5,9 cm = 59 mm

5.      Panjang = 11,8 cm = 118 mm
Lebar = 7,7 cm = 77 mm
Tinggi = 5,8 cm =58 mm

Rata-rata pengukuran dari mistar
a.       Panjang (p)  =
        =
        = 118 mm

b.      Lebar (l) =
   =
               = 78 mm      

c.       Tinggi (t) =
     =
     = 58 mm


C.    Mikrometer sekrup
1.      Tebal 1 = 0,99 mm
Tebal 2 = 0,67 mm
Tebal 3 = 4,01 mm

2.      Tebal 1 = 0,19 mm
Tebal 2 = 0,67 mm
Tebal 3 = 4,01 mm

3.      Tebal 1 = 0,19 mm
Tebal 2 = 0,68 mm
Tebal 3 = 4,01 mm

4.      Tebal 1 = 0,20 mm
Tebal 2 = 0,67 mm
Tebal 3 = 4,01 mm

5.      Tebal 1 = 0,18 mm
Tebal 2 = 0,68 mm
Tebal 3 = 4,00 mm

 Rata – rata pengukuran dari micrometer sekrup
a.       Tebal 1 =
 =
 = 0,152 mm

b.      Tebal 2 =  
 =
 = 0,67 mm

c.       Tebal 3 =
 =
 = 4,008 mm













EVALUASI
1.      Hitung volume benda pada percobaan pengukuran jangka sorong volume rata-rata benda (balok).
2.      Hitung volume benda pada percobaan pengukuran mistar volume rata-rata benda (balok)
3.      Bandingkan dari berbagai metode pengukuran mana yang lebih baik ?
4.      Buat analisis dan beri kesimpulan dari percobaan ini.
Jawab:
1.      P = 114,61 mm
l = 79,60 mm
t = 60,54 mm
V = P x l x t
    = 114,61 mm x 79,60 mm x 60,54 mm
    = 552.303,75 mm3
2.      P = 112,8 mm
l = 76,6 mm
t = 60,0 mm
V = P x l x t
    = 112,8 mm x 76,6 mm x 60,0 mm
    = 518.428,8 mm3
3.      Jangka sorong lebih teliti dibanding mistar, dan mikrometer sekrup lebih teliti dibanding mistar dan jangka sorong. Jangka sorong memiliki ketelitian mencapai 0,1 mm. Sehingga jangka sorong lebih teliti dan akurat. Mikrometer sekrup memiliki ketelitian mencapai 0,01 mm sehingga dibandingkan jangka sorong dan mistar, mikrometer sekrup lebih teliti dan akurat
4.      Pada percobaan penggunaan alat-alat ukur I ini, pengukuran menggunakan jangka sorong menghasilkan panjang rata-rata 114,61 mm, lebar rata-rata 79,6 mm, dan tinggi rata-rata 60,54 mm. Pengukuran menggunakan mistar menghasilkan panjang rata-rata 112,8 mm, lebar rata-rata 76,6 mm, dan tinggi rata-rata 60 mm. Pengukuran menggunakan mikrometer sekrup menghasilkan tebal karton 0,0188 mm, tebal kertas sampul 0,0142, dan tebal silinder 11,646 mm. Kesimpulannya mikrometer sekrup merupakan alat ukur dengan ketelitian tinggi yang mampu mengukur benda yang tipis.