Pengukuran

  1. Pengukuran Besaran Panjang

Pengukuran besaran panjang bisa dilakukan dengan menggunakan mistar, jangka sorong, atau mikrometer sekrup. Alat ukur tersebut memiliki nilai ketelitian yang berbeda-beda. Nilai ketelitian adalah nilai terkecil yang masih dapat diukur.

a.  Mistar

Mistar merupakan alat ukur panjang yang paling sederhana  memiliki panjang 1 meter dan memiliki skala desimeter, centimeter, dan milimeter.  Mistar memiliki skala pengukuran terkecil 1 milimeter, mistar  memiliki Ketelitian adalah 0,5 milimeter, atau setengah dari skala terkecil .

Ketika kita akan mengukur panjang suatu objek dengan menggunakan sebuah mistar kita letakan ujung mistar yang menunjukan nilai nol ke ujung objek yang akan diukur, kemudian baca panjang skala yang terdekat dengan ujung objek yang diukur tersebut. Angka tersebut menunjukan panjang objek yang kita ukur .

b.  Jangka Sorong

Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang memiliki batas ketelitian sampai dengan 0,1 mm. Jangka sorong dapat digunakan untuk mengukur diameter bola, diameter dalam tabung, dan kedalaman lubang. Skala utama tertulis pada batang jangka sorong. Pada rahang sorong (geser) diberi skala sebanyak 10 bagian dengan panjang 9 mm yang disebut skala nonius. Jadi, setiap satu skala nonius panjangnya 9 mm atau 0,9 mm

jangka sorong

Gambar jangka sorong

Untuk menggunakan jangka sorong perlu diperhatikan langkah-langkah sebagai berikut :
1)  Periksa kedudukan skala nol dengan cara menutup rapat rahang tetap dan rahang sorong (geser), lalu lihatlah skala nol pada skala utama dan skala nonius! Jika garis pada angka nol skala nonius dan skala utama membentuk garis lurus, berarti jangka sorong tepat digunakan untuk pengukuran.

2)  Letakkan posisi benda pada tempat ukur yang sesuai

3)  Untuk mencegah skala berubah-ubah pada saat pembacaan, kuncilah skala jangka sorong dengan memutar tombol di bagian atas jangka sorong!

4)  Bacalah angka yang tertera pada skala utama, yaitu satu angka di
belakang koma. Kemudian lanjutkan membaca skala nonius dengan
mencari garis angka yang segaris antara skala utama dan skala nonius,
yaitu dua angka di belakang koma.

menggunakan jangka sorong

Gambar cara menggunakan jangka sorong

Dari Gambar di atas  terlihat bahwa skala utama jangka sorong menunjukkan skala 2,3 cm. Garis skala nonius yang berimpit dengan skala utama (membentuk garis lurus) adalah garis pada angka 7. Karena nilai ketelitian jangka sorong 0,1 mm maka nilai kelebihannya adalah 7 x 0,1 mm = 0,7 mm = 0,07 cm. Jadi, jangka sorong pada gambar  di atas menunjukkan nilai 2,3 cm + 0,07 cm = 2,37 cm.

c.  Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup adalah alat ukur panjang yang ketelitiannya paling tinggi. Mikrometer sekrup mempunyai ketelitian 0,01 mm sehingga cocok untuk mengukur antara lain tebal kertas, diameter kawat email, dan tebal kain.

micrometer skroup

Untuk menggunakan mikrometer sekrup  perlu diperhatikan langkah-langkah sebagai berikut :
1)  Periksa kedudukan skala nol dengan cara menutup rapat rahang ukur tetap dan rahang ukur gerak dan lihatlah posisi nol pada skala tetap dan skala putar! Jika garis pada angka nol skala putar dan garis pada skala tetap membentuk garis lurus, berarti mikrometer sekrup tidak mengalami kesalahan nol dan siap untuk melakukan pengukuran .

2)  Letakkan rangka mikrometer sekrup pada telapak tangan kanan dan
jepit dengan jari kelingking, jari manis, dan jari tengah. Bukalah rahang
ukur gerak dengan memutar silinder putar, lalu letakkan benda pada
rahang ukur tetap dengan dipegangi tangan kiri. Putarlah silinder putar
dengan menggunakan telunjuk dan ibu jari tangan kanan. Jangan
memutar rangka dengan memegang silinder putar!

3)  Bacalah angka yang tertera pada skala  tetap, yaitu satu angka di
belakang koma, kemudian dilanjutkan membaca skala putar dengan
mancari garis angka skala putar yang segaris dengan skala tetap (dua
angka di belakang koma)

menggunakan micrometer

Gambar cara menggunakan micrometer skrup

Pada Gambar 4.4 di atas terlihat bahwa skala tetap mikrometer sekrup
yang paling dekat dengan selubung luar adalah 4 mm lebih. Pada skala
putar terlihat garis skala yang berimpit dengan garis mendatar pada
skala tetap adalah garis pada angka 12. karena nilai ketelitian
mikrometer sekrup 0,1 mm, maka nilai kelebihannya adalah 12 x 0,01
mm = 0,12 mm. Jadi, hasil pengukuran mikromeetr sekrup pada
Gambar 5.4. menunjukkan nilai 44 mm + 0,12 mm = 4,12 mm

4.  Pengukuran Besaran Massa

Pengukuran massa pada umumnya dilakukan dengan menggunakan neraca. Ada beberapa jenis neraca, antara lain neraca Ohauss, neraca lengan, neraca langkan, neraca pasar, neraca tekan, neraca badan, dan neraca elektronik. Salah satu jenis neraca yang sering digunakan di laboratorium adalah neraca lengan. Neraca ini mempunyai bagian-bagian penting, antara lain tempat beban, skala yang disertai beban geser, sistem pengatur khusus dan penunjuk

neraca lengan

Gambar neraca lengan

Cara menimbangnya suatu benda denga neraca lengan sebagai berikut:

1)  Geser penunjuk pada lengan depan dan belakang ke sisi kiri dan
lingkaran skala diarahkan pada posisi nol! Ini artinya neraca menunjukkan skala nol.

2)  Periksa bahwa neraca pada posisi setimbang!

3)  Letakkan benda yang akan diukur pada tempat yang tersedia pada
neraca!

4)  Ubahlah keempat penunjuk, diurutkan dari penunjuk yang terdapat
pada ratusan, puluhan, satuan, dan yang terakhir seperseratusan
hingga tercapai keadaan yang setimbang!

5)  Bacalah massa benda dengan menjumlah nilai yang ditunjukkan oleh
penunjuk ratusan, satuan, dan yang terakhir seperseratusan

5.  Pengukuran Besaran Waktu

Pengukuran waktu umumnya dilakukan dengan menggunakan stopwatch. Jenis stopwatch cukup banyak dan biasanya memiliki tiga tombol yaitu tombol start, stop dan reset. Tombol start berfungsi untuk menjalankan stopwatch dan tombol stop untuk menghentikan nya. Sedangkan tombol reset berfungsi untuk mengatur stopwatch ke posisi nol.

stop watch

Gambar stop watch

Langkah-langkah pengukuran massa dengan  neraca lengan  adalah sebagai
berikut:
1)  Tekan tombol reset kemudian lepaskan, sehingga jarum penunjuk ada pada posisi nol.
2)  Tekan dan lepaskan tombol  start pada saat pengukuran waktu tepat
dimulai.
3)  Tekan dan lepaskan tombol  stop  pada saat pengkuran waktu tepat
selesai.
4)  Baca skala dengan cara menjumlahkan bacaan pada jarum penunjuk
besar (dalam satuan menit) ditambah bacaan jarum penunjuk kecil
(dalam satuan sekon) .

Contoh :
posisi jarum penunjuk besar  : 5
posisi jarum penunjuk kecil  : 43
hasil pengukuran  : 5 menit + 43 sekon = 543 sekon
penulisan hasil pengukuran  : ( 543 +1) sekon
Pada stop watch digital, modus pemakaian dapat dipilih hanya dengan menekan tombol tertentu saja dan hasil pengukurannya sudah berupa angka yang hanya tinggal dibaca saja.

5.  Angka Penting

Semua angka yang didapatkan dari hasil pengukuran disebut angka penting. Angka penting terdiri atas angka pasti dan angka taksiran (angka yang diragukan)
Aturan-aturan untuk menyatakan apakah suatu angka termasuk angka penting atau bukan adalah sebagai berikut :

1.  Semua angka bukan nol adalah angka penting.
Contoh:
245,6     (4 angka penting)
2.  Angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting.
Contoh:
572,001  (6 angka penting)
70,02    (4 angka penting)
3.  Untuk bilangan desimal yang lebih kecil dari 1, angka nol di kiri dan di
kanan koma desimal bukan angka penting.
Contoh:

0,0009   (1 angka penting, yaitu 9).
0,0800   (3 angka penting, yaitu 8, 0, dan 0).

4.  Angka nol pada deretan akhir sebuah bilangan yang   10 termasuk angka penting, kecuali jika angka sebelum nol diberi garis bawah. Dalam hal ini, angka penting berakhir pada angka yang diberi garis bawah dan angka selanjutnya bukan angka penting.
Contoh:
2500  (4 angka penting)
2500  (3 angka penting sebab angka 0 pada dretan akhir  bukan angka
penting)
Aturan-aturan berhitung dengan bilangan penting adalah sebagai berikut:
1.  Hasil  penjumlahan  atau  pengurangan  bilangan-bilangan penting hanya boleh memiliki satu angka yang ditaksir.
Contoh:
52 700 g  → 7 diragukan
9 540 g  →  0 diragukan
+
62240 g  →  62 200 g  (3 a.p)
638,4 cm   4 diragukan
625    cm   5 diragukan

13,4 cm   13 cm    (2 a.p)

2.  Hasil perkalian atau pembagian, hanya boleh memilki banyak angka
penting sebanyak bilangan yang banyak angka pentingnya paling sedikit.
Contoh:
0,5242   m     4 a.p
4,1    m     2 a.p
x
2,14922 m2 =      2,1 m2   (2 a.p)

273 600 kg     ( 6 a.p)

273 600 kg    ( 6 a.p)
900    m3     (2 a.p)
:
304 kg/m3      300 kg m-3  (2 a.p)

5.  Hasil penarikan akar suatu bilangan penting hanya boleh memiliki angka
penting sebanyak bilangan yang ditarik akarnya.
Contoh:
√625 m2 = 25,0 m   (3 a.p)
√125  cm3 =  5,00 cm   (3 a.p)

6.  Notasi Ilmiah

Dalam notasi ilmiah, angka-angka hasil pengukuran dinyatakan dalam bentuk
𝛼  × 10n

Dengan 1 ≤ n < 10 menyatakan bilangan penting, n adalah bilangan bulat (boleh positif atau negatif), dan 10menyatakan orde.

Tiga manfaat penulisan dengan notasi ilmiah:
1.  Mempermudah dalam  menentukan banyaknya angka penting dari
besaran yang diukur;
2.  Mempermudah menentukan orde besaran yang diukur;
3.  Mempermudah melaksanakan perhitungan aljabar.

Tiga aturan untuk menulis hasil pengukuran dalam notasi ilmiah:
1.  Pindahkan koma desimal sampai hanya tersisa satu angka.
2.  Jika koma desimal dipindahkan ke kiri, berarti  n  adalah  bulat positif, Sebaliknya, jika ke kanan, berarti n adalah bulat negatif.
3.  Nilai  n  sama dengan  banyaknya angka  yang dilewati sewaktu
memindahkan koma desimal.

Contoh Notasi ilmiah bilangan   ≥ 10,0

75 400 = 75 400,
= 7,5 400,  = 7,5400 x 104      →  4 angka ke kiri

bilangan penting = 7,5400
orde = 104

Contoh Notasi ilmiah bilangan < 1,0

0,000 570 kg  = 0,000 5,70 kg

4 angka ke kanan
= 5,70 x 10-4  kg
bilangan penting = 5,70
orde = 10-4