Bahan Ajar Besaran Dan Pengukuran [PDF]

Citation preview

Bahan Ajar Kelas X Semester 1



A



Petunjuk Belajar



1. Berdoalah setiap Ananda akan memulai dan mengakhiri pembelajaran. Berdoa merupakan wujud rasa syukur kita sebagai makhluk ciptaan Allah SWT yang selalu menghambakan diri kepadaNya dalam setiap kegiatan yang dilaksanakan. Doa sebelum melaksanakan pembelajaran



2. 3. 4. 5. 6. 7.



Bacalah pendahuluan yang menggambarkan cakupan materi yang akan kamu pelajari. Bacalah KD, indikator dan Tujuan pembelajaran. Pahami materi pelajaran secara seksama, bila perlu garis bawahi hal-hal yang dirasa penting. Pahami contoh soal yang diberikan. Kerjakan latihan dengan teman sebangkumu. Uji kemampuanmu dengan mengerjakan evalusi secara mandiri. B



3.2 4.2



Kompetensi Yang Ingin Dicapai Menerapkan prinsip-prinsip pengukuran besaran fisis, ketepatan, ketelitian, dan angka penting, serta notasi ilmiah Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis berikut ketelitiannya dengan menggunakan peralatan dan teknik yang tepat serta mengikuti kaidah angka penting untuk suatu penyelidikan ilmiah



Indikator: 3.2.1 Mengidentifikasi besaran dan satuan 3.2.2 Menjelaskan penggunaan dimensi 3.2.3 Menjelaskan pengukuran besaran panjang, massa dan waktu menggunakan alat ukur 3.2.4 Menjelaskan tingkat ketelitian dan ketepatan pada alat ukur 3.2.5 Menjelaskan kesalahan dan ketidaktepatan dalam pengukuran 3.2.6 Menjelaskan penggunaan notasi ilmiah 3.2.7 Menjelaskan penggunaan angka penting 3.2.8 Menerapkan aturan angka penting dan notasi ilmiah dalam hasil pengukuran Melalui kegiatan pembelajaran menggunakan model Discovery Learning dan pendekatan saintifik yang dipadu dengan motode diskusi, tanya jawab, eksperimen, dan ceramah peserta didik



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



diharapkan mampu menerapkan prinsip-prinsip pengukuran besaran fisis, ketepatan, ketelitian, dan angka penting, serta notasi ilmiah. Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis berikut ketelitiannya dengan menggunakan peralatan dan teknik yang tepat serta mengikuti kaidah angka penting untuk suatu penyelidikan ilmiah. Sehingga memunculkan sikap rasa ingin tahu, kerjasama, sistematis, teliti, jujur, santun dan disiplin. C



Informasi Pendukung



PENGUKURAN



Gambar 1 (a) Petugas posyandu sedang menimbang balita dan (b) Penjual sedang menimbang ikan di pasar



Perhatikan gambar di atas, beberapa orang sedang melakukan kegiatan pengukuran. Aktivitas mengukur yang lain tentu seringkalian lihat misalnya mengukur massa beras, massa daging dan mengukur panjangsebidang tanah. Kegiatanpengukuran begitu akrab dalam keseharian kita. Fisika lahir dan berkembang dari hasil percobaan dan pengamatan. Percobaan (eksperimen) dan pengamatan(observasi) memerlukan pengukuran (measurement) dengan bantuan alat-alat ukur, sehingga diperoleh data/hasil pengamatan yang bersifat kuantitatif.



A. Besaran dan Satuan 1. Pengertian Pengukuran Dalam belajar fisika kalian akan selalu berhubungandengan pengukuran, besaran dan satuan. Sudah tahukah kaliandengan apa yang dinamakan pengukuran? Untuk dapat memahami apa yang dimaksud dengan pengukuran maka perhatikanlah gambar berikut.



Gambar 2 Pensil yang di letakkan di atas meja



Dari gambar tersebut kita membandingkan panjang meja dengan panjang pensil seperti terlihat pada gambar berikut kalian mendapatkan bahwa panjang meja adalah sekian kali panjang pensil. Kegiatan yang kalian lakukan baru saja tidak lain membandingkan besaran panjang meja dengan besaran panjang pensil. Kegiatan tersebut disebut mengukur suatu



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



besaran. Jadi mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran sejenis yangdigunakan sebagai satuan.



2.



Besaran, Satuan, dan Dimensi Besaran fisika didefenisikan sebagai segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Besaran fisika meliputi besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran dasar yang sudah ditetapkan terlebih dahulu, sedangkan besaran turunan adalah besaran yang dijabarkan dari beberapa besaran pokok atau besaran turunan lainnya. Tabel 1 Besaran Pokok, Satuan, dan Dimensi Dalam SI



Tabel 2 Dimensi Besaran Turunan



Menurut Bueche besaran menurut arahnya dibedakan menjadi dua, yaitu besaran skalar yang hanya memiliki besar, dan besaran vektor yang selain memiliki besar memiliki arah pula. Besaran lain di luar besaran pokok dinamakan besaran turunan. Besaran turunan diartikan sebagai besaran yang dijabarkan atau diturunkan dari besaran-besaran pokok ataupun besaran turunan lainnya. Seringkali besaran turunan diistilahkan sebagai besaran terjabar. Seorang petani ingin mengukur luas ladangnya. Ia tidak dapat langsung mengukur luasnya menggunakan alat bantu apa pun, melainkan ia harus mengukur panjang dan lebarnya, dimana keduanya merupakan besaran pokok. Kemudian petani tersebut harus menghitung luas ladangnya dengan cara : Luas = panjang x lebar. Luas termasuk salah satu contoh besaran turunan. Satuan besaran turunan juga diturunkan dari satuan besaran pokok. Contoh 1. Luas = panjang x lebar = m x m = m2 Tugas Dengan cara yang sama tentukanlah satuan untuk besaran massa jenis zat dan satuan untuk energi !



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



2. Volume = panjang x lebar x tinggi =mxmxm = m3 3.



Konversi Satuan Untuk memudahkan kamu mengonversi (mengubah) suatu satuan SI ke satuan SI lainnya, diperlukan bantuan tangga konversi. SI adalah suatu system desimal. Oleh karena itu, setiap naik satu anak tangga, nilai awal harus dibagi 10. Setiap turun satu anak tangga, nilai awal harus dikali 10. Satuan dari setiap besaran turunan diperoleh dari penjabaran satuan besaran-besaran pokok yang menyertai penurunan definisi dari besaran turunan yang bersangkutan.Oleh karena itu seringkali dijumpai satuan



Panjang



turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karenapenjabaran besaran turunan dari definisi yang



Massa



berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan dapat ditulis dengan m/s2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Kelak akan diketahui kesamaan satuan-satuan yang sepintas berbeda itu dengan ditinjau dari dimensinya. Satuan besaran turunan dapat juga dikonversi.



Waktu Contoh Soal 1. Nyatakan satuan kecepatan 36 km/jam ke dalam ke dalam satuan m/s! Jawab : Kecepatan = 36 km/jam = = = 10 m/s 2. Konversikan satuan massa jenis air 1 g/cm3 ke dalam satuan kg/m3! Jawab : Massa jenis = 1 gr/cm3



=



Latihan Kerjakan di buku latihanmu!



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



1. 2.



3.



4.



Kakak sedang mengendarai motornya dengan kelajuan 72 km/jam. Konversikan satuan kelajuan kendaraan kakak dalam satuan m/s ! Sebongkah es dapat terapung di permukaan air karena massa jenis es lebih kecil dari air. Es bemassa jenis 0,8 g/cm3 dan air 1 g/cm3. Konversikan satuan massa jenis es dan air dalam satuan kg/m3 ! Adik sedang sakit batuk. Ibu memberinya obat sehari 3 x 1 sendok makan. 1 sendok makan sama dengan 5 ml. Nyatakan satuannya dalam cc, liter, dm 3 dan m3 ! Pengukuran Besaran Fisika



a. Pengukuran Panjang Untuk mengukur besaran panjang suatu benda, Anda dapat menggunakan mistar, jangka sorong atau micrometer sekrup. Setiap alat ukur panjang tersebut tentunya mempunyai karakteristik sendiri. 1) Mistar Kebanyakan mistar berskala cm atau mm. Pengukuran dengan mistar dapat dilakukan dengan ketelitian sampai setengah skala terkecil yang terdapat pada mistar itu. Mistar dengan skala mm, berarti skala terkecil 1 mm, sehingga mistar tersebut memiliki ketelitian sebesar 0,5 mm atau 0,05 cm.



Gambar 3 Cara membacaskala mistar yang tepat



Dalam setiap pengukuran dengan menggunakan mistar, usahakan kedudukan pengamat (mata) tegak lurus dengan skala yang akan diukur. Hal ini untuk menghindari kesalahan penglihatan (paralaks). Paralaks yaitu kesalahanyang terjadi saat membaca skala suatu alat ukur karena kedudukan mata pengamat tidak tepat Contoh mengukur panjang dengan mistar Tentukan panjang karet penghapus A dan B?



Gambar 4 Mengukur dengan mistar



Jawab: * Panjang karet penghapus A Ujung depan dititik 0 dan ujung belakang di 2 cm lebih 3mm. Jadi panjangnya 2,3 cm. * Panjang karet penghapus B Ujung depan di titik 3 cm dan ujung belakang di 4 cm lebih 7 mm. Jadi panjang karet penghapus B 4,7 cm – 3 cm = 1,7 cm. 2) Jangka Sorong



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



Jangka sorong adalah alat yang digunakan untuk mengukur panjang, tebal, kedalaman lubang, dan diameter luar maupun diameter dalam suatu benda dengan batas ketelitian 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong merupakan alat untuk mengukur panjang yang lebih teliti atau presisi dari pada mistar. Pada dasarnya, jangka sorong terdiri dari dua jenis, yaitu jangka sorong analog dan jangka sorong digital. Dalam penggunaan jangka sorong digital untuk mengukur suatu benda, kita akan membaca hasil pengukuran secara langsung pada layar jangka sorong tersebut. Jangka sorong analog mempunyai dua rahang, yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Pada rahang tetap dilengkapi dengan skala utama, sedangkan pada rahang sorong terdapat skala nonius atau skala vernier. Nama vernier diambilkan dari nama penemu jangka sorong, yaitu Pierre Vernier, seorang ahli teknik berkebangsaan Prancis. Skala nonius mempunyai panjang 9 mm yang terbagi menjadi 10 skala dengan tingkat ketelitian 0,1 mm.



Gambar 5 Bagian-bagian jangka sorong analog



Contoh Pengukuran dengan jangka sorong. Tentukan diameter kelereng?



5.



3)



Mikrometer sekrup Mikrometer sekrup merupakan alat ukur ketebalan benda yang relatif tipis, misalnya kertas, seng, dan karbon mengukur diameter benda-benda bulat yang kecil seperti tebal kertas dan diameter kawat. Pada mikrometer sekrup terdapat dua macam skala, yaitu skala tetap dan skala putar (nonius).  Skala tetap (skala utama) Skala tetap terbagi dalam satuan milimeter (mm). Skala ini terdapat pada laras dan terbagi menjadi dua skala, yaitu skala atas dan skala bawah.  Skala putar (skala nonius)



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



Skala putar terdapat pada besi penutup laras yang dapat berputar dan dapat bergeser ke depan atau ke belakang. Skala ini terbagi menjadi 50 skala atau bagian ruas yang sama. Satu putaran pada skala ini menyebabkan skala utama bergeser 0,5 mm. Jadi, satu skala pada skala putar mempunyai ukuran: 1/50 x 0,5 mm = 0,01 mm. Ukuran ini merupakan batas ketelitian mikrometer sekrup.



Gambar 6 Mikrometer sekrup dan bagian-bagiannya.



Cara membaca Mikrometer Sekrup



Gambar 7 Cara membaca mikrometer sekrup



Skala terkecil dari skala putar 0,01 mm, dengan batas ukur dari 0,01 mm – 0,50 mm.



b. Pengukuran Massa Besaran massa diukur menggunakan neraca. Neraca dibedakan menjadi beberapa jenis, seperti neraca analitis dua lengan, neraca Ohauss, neraca lengan gantung, dan neraca digital. 1) Neraca analitis dua lengan Neraca ini berguna untuk mengukur massa benda, misalnya emas, batu, kristal benda, dan lain-lain. Batas ketelitian neraca analitis dua lengan yaitu 0,1 gram.



Gambar 8 Neraca analitis



2) Neraca ohauss Neraca ini berguna untuk mengukur massa benda atau logam dalam praktek laboratorium. Kapasitas beban yang ditimbang dengan menggunakan neraca ini adalah 311 gram. Batas ketelitian neraca Ohauss yaitu 0,1 gram.



Gambar 9 Neraca Ohaus



3) Neraca lengan gantung Neraca lengan gantung atau bisa disebut juga



Gambar 10 Neraca lengan gantung



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



neraca tiga lengan berguna untuk menentukan massa benda, yang cara kerjanya dengan menggeser beban pemberat di sepanjang batang. 4) Neraca digital Neraca digital (neraca elektronik) di dalam penggunaanya sangat praktis, karena besar massa benda yang diukur langsung ditunjuk dan terbaca pada layarnya. Ketelitian neraca digital ini sampai dengan 0,001 gram



Gambar 11 Neraca Digital



c. Pengukuran Waktu Waktu merupakan besaran yang menunjukkan lamanya suatu peristiwa berlangsung. Berikut ini beberapa alat untuk mengukur besaran waktu: 1) Stopwatch Dengan ketelitian 0,1 detik karena setiap skala pada stopwatch dibagi menjadi 10 bagian. Alat ini biasanya digunakan untuk pengukuran waktu dalam kegiatan olahraga atau dalam praktik penelitian. Gambar 12 Stopwatch Analog



2) Arloji Arloji dalah alat ukur waktu yang paling banyak digunakan manusia dan sudah menjaddi salah satu aksesoris wajib baik bagi pria maupun wanita. Arloji atau jam tangan umumnya memiliki ketelitian 1 detik. 3) Waktu elektronik Penunjukannya mencapai ketelitian 1/1000 detik. Gambar 13 Jam tangan 4) Jam atom Cesium Dibuat dengan ketelitian 1 detik tiap 3.000 tahun, artinya kesalahanpengukuran jam ini kira-kira satu detik dalam kurun waktu 3.000 tahun.



Latihan Kerjakan di buku latihanmu!



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



1. Pengukuran panjang sebuah pensil dengan mistar ditunjukkan pada gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut berapakah panjang pensil tersebut?



2. Perhatikan gambar di bawah ini!



Pengukuran diameter tabung reaksi dengan menggunakan Jangka Sorong ditunjukan pada ganmbar diatas. Berdasarkan gambar tersebut berapakah hasil pengukuran diameter tabung reaksi?



Bahan Ajar Kelas X Semester 1



3. Pengukuran tebal satu lembar kertas karton dengan mikrometer sekrup ditunjukkan pada gambar berikut Tebal kertas karton tersebut ?



4. Pengukuran massa benda dengan neraca tiga lengan atau neraca ohauss, ditunjukkan pada gambar berikut. Tentukan massa benda tersebut!



B. Notasi Ilmiah dan Angka Penting 1. Notasi Ilmiah Notasi ilmiah merupakan cara penulisan baku untuk bilangan yang memuat nilai yang sangat besar atau sangat kecil untuk dituliskan dalam notasi ilmiah. Notasi ilmiah disebut juga bentuk baku atau notasi eksponensial. Dalam notasi ilmiah, semua bilangan dituliskan sebagai berikut: a x 10n dengan: a = bilangan asli 1 sampai 9 n 10 = orde n = pangkat atau eksponen (0, 1, 2, …) Catatan: Notasi ilmiah tersebut biasanya dibaca “a kali sepuluh pangkat n”. Notasi ilmiah untuk bilangan decimal negative dinyatakan dengan menuliskan tanda minus yang diikuti dengan notasi ilmiah untuk lawan dari bilangan ini.



2. Angka Penting Angka penting (angka berarti atau angka benar) adalah semua angka yang diperoleh darihasil pengukuran, yang terdiri atas satu atau lebih angka pasti (eksak) dan satu angkaterakhir yang ditaksir atau diragukan.



a. Aturan Penulisan Angka Penting (1) Semua angka bukan nol adalah angka penting Contoh: 141,5 m memiliki 4 angka penting 27,3 gr memiliki 3 angka penting (2) Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol termasuk angkapenting. Contoh: 340,41 kg memiliki 5 angka penting 5,007 m memiliki 4 angka penting (3) Semua angka nol di sebelah kanan angka bukan nol tanpa desimal tidak termasukangka penting, kecuali diberi tanda khusus garis mendatar atas atau bawah termasukangka penting Contoh: 53000 kg memiliki 2 angka penting 530000 kg memiliki 5 angka penting



(4) Semua angka nol di sebelah kiri angka bukan nol tidak termasuk angka penting. Contoh: 0,00053 kg memiliki 2 angka penting 0,000703 kg memiliki 3 angka penting (5) Semua angka nol di belakang angka bukan nol yang terakhir tetapi dibelakang tandadesimal adalah angka penting. Contoh: 7,0500 m memiliki 5 angka penting 70,5000 memiliki 5 angka penting (6) Untuk penulisan notasi ilmiah. Misalnya 2,5 x 10 3 , dimana 103 disebut orde.Sedangkan 2,5 merupakan mantis. Jumlah angka penting dilihat dari mantisnyadalam hal ini memiliki 2 angka penting.



b. Pembulatan Bilangan Penting Bilangan dibulatkan sampai mengandung sejumlah angka penting yang diinginkandengan menghilangkan satu atau lebih angka di sebelah kanan tanda koma desimal.  Bila angka itu lebih besar daripada 5, maka angka terakhir yang dipertahankan harusdinaikkan 1. Contoh: 34,46 dibulatkan menjadi 34,5  Bila angka itu lebih kecil daripada 5, maka angka terakhir yang dipertahankan tidakberubah. Contoh: 34,64 dibulatkan menjadi 34,6  Bila angka itu tepat 5, maka angka terakhir yang dipertahankan harus dinaikkan 1jika angka itu tadinya angka ganjil, dan tidak berubah jika angka terakhir yangdipertahankan itu tadinya angka genap. Contoh: 34,75 dibulatkan menjadi 34,834,65 dibulatkan menjadi 34,6 c. Operasi-operasi dalam angka penting Dalam aturan berhitung dengan angka penting yang harus diingat adalah jumlah angka penting hasil pengukuran tidak mungkin melebihi jumlah angka penting pada hasil pengukuran. 1) Operasi penjumlahan dan Pengurangan Pada operasi penjumlahan atau pengurangan bilangan-bilangan dengan berpedoman pada aturan angka penting, hasil operasi penjumlahan atau pengurangan itu hanya boleh mengandung satu angka yang diragukan



Contoh: 35,572 Angka 2 diragukan 2,2626 Angka 6 diragukan 37,8346+



Angka 4 dan 6 diragukan sehingga hasil penjumlahan ditulis 37,835 disesuaikan dengan aturan pembulatan



385,617 13,2 372,417



Angka 7 diragukan Angka 2 diragukan



Terdapat dua angka diragukan yaitu angka 4 dan 7, penulisannya menjadi 372,4dan (disesuaikan dengan aturan pembulatan) 2) Operasi perkalian pembagian dengan angka penting Pada operasi perkalian atau pembagian, jumlah penulisan angka penting disesuikan dengan jumlah deretan angka penting yang paling sedikit. Misalnya jika deretan bilangan pertama mengandung 5 angka penting dan deretan bilangan yang kedua mengandung 3 angka penting, sesuai dengan jumlah angka penting yang paling



Mengandung 2 angka penting



sedikit. 20,4 3,5 7,140



×



34,231



Mengandung 3 angka penting Hasil perkalian hanya boleh mengandung dua angka penting sesuai dengan deretan angka yang paling sedikit sehingga hasil perkalian 7,140 ditulis 7,1



0,250 8,557750



×



Mengandung 5 angka penting Mengandung 3 angka penting Penulisan hasil perkalian hanya boleh mengandung tiga angka penting sehingga hasil perkalian 8,557750 ditulis 8,56



3) Operasi penarikan akar dengan angka penting



Penulisan hasil dan penarikan akar disesuiakan dengan jumlah angka penting yang terkandung pada bilangan yang ditarik akarnya. Contoh: 46  6,7823 ; hasil akar hanya ditulis dengan dua bilangan yaitu 6,8 (dua angka penting) 225  15 ; hasil akar ditulis dengan tiga angka penting yaitu 15,0 (tiga angka penting) 4) Perkalian antara bilangan penting dan bilangan eksak Perkalian atau pembagian antara bilangan penting dan bilangan eksak menghasilkan angka penting yang sesuai dengan jumlah bilangan pada angka penting Contoh: Massa sebuah batu 12,5 kg dan massa 15 buah batu adalah 12,5 Mengandung 3 angka penting 15 187,5



× Hasil perkalian bilangan penting dan bilangan eksak dapat ditulis 188 kg (tiga angka penting)



Latihan Marjudin melakukan pengukuran volume suatu air dalam wadah, dan didapatkan hasil 125 mL. Jika massa jenis air 1000 kg/m3, berapakah massa air yang diukur Marjudin berdasarkan aturan angka penting?



C. Ketelitian Pengukuran Setiap pengukuran atau lat ukur selalu memiliki ketidakpastian. Jika Anda mengukur ketebalan sampel sebuah buku dengan mistar biasa, hasil pengukuran Anda hanya dapat diandalkan kebenarannya sampai pada millimeter terdekat, dan hasil pengukuran Anda adalah 3 mm. Pernyataan hasil pengukuran ini sebagai 3,00 mm adalah salah, karena keterbatasan alat ukur yang di gunakan. Anda tidak dapat mengatakan bahwa ketebalan sebenarnya adalah 3,00 mm, 2,85 mm, atau 3,11 mm. Tetapi jika Anda menggunkan micrometer sekrup, yakni suatu alat yang dapat mengukur sampai ketelitian 0,01 mm, hasil pengukurannya adalah 2,91 mm. perbedaan keduanya adalah pada ketidakpastian (uncertainly) pengukuran tersebut. Pengukuran dengan micrometer sekrup memiliki kepastian yang lebih kecil, hal ini menghasilkan pengukuran yang lebih akurat. Ketidakpastian juga di sebut dengan galat (error), karena hal tersebut juga mengindikasikan selisih maksimum yang mungkin terjadi antara nilai terukur dan nilai sebenarnya. Ketidakpastian dari sebuah nilai terukur tergantung pada teknik pengukuran yang di lakukan. Pada dasarnya, semua pengukuran selalu diliputi dengan kesalahan yang berkontribusi



terhadap ketidakpastian hasil pengukuran tersebut. Terdapat dua jenis kesalahan pengukuran, yaitu kesalahan acak dan kesalahan sistematis. 1. Kesalahan Acak dan Kesalahan Matematis Kesalahan acak adalah kesalahan dalam pengukuran yang memungkinkan nilainilai dari besaran yang di ukur menjadi tidak konsisten ketika pengukuran tersebut diulang. Pada dasarnya, semua pengukuran, semua pengukuran rentan terhadap kesalahan acak. Hal ini karena, setiap pengukuran di pengaruhi oleh banyak sumber kesalahan acak, seperti getaran gedung, fluktuasi listrik, gerak moleku-molekul udara (gerak brown), dan gesekan pada setiap bagian alat yang bergerak. Kesalahan acak terjadi sangat cepat dan hampir tidak dapat dihindari. Sebagai contoh, fluktuasi tegangan listrik memengaruhi pengukuran arus listrik dan tegangan listrik, gerak molekul-molekul udara memengaruhi pembacaan galvanometer. Sementara itu, kesalahan sistematis adalah kesalahan pengukuran yang di sebabkan oleh ketidaktepatan sistem pengukuran tersebut, tidak seperti kesalahan acak, kesalahan sistematis ini dapat di hindari, dapat diprediksi, dan dapat diperkirakan, sehingga kesalahan sistematis dapat di kurangi atau di hilangkan dengan usaha-usaha berikut: a. Lakukan kalibrasi terhadap alat ukur yang di gunakan dalam pengukuran dengan benar dan pastikan bahwa kita telah memberikan skala yang tepat. b. Alat titik nol skala alat ukur agar berimpit dengan titik nol jarum penunjuk skala. c. Periksa keadaan alat sebelum melakukan pengukuran, d. Bacalah skala secara tegak lurus. e. Periksa keadaan lingkungan, seperti suhu, tekanan udara, dan kelembapan sebelum dan sesudah melakukan pengukuran, 2. Pengukuran Tunggal dan Pengukuran Berulang Pengukuran besaran fisika dapat di bedakan menjadi pengukuran tunggal dan pengukuran berulang. Pada dasarnya kedua jenis pengukuran tersebut akan menghasilkan hasil yang berbeda. Jika kita akan mengukur suatu besaran fisika, misalnya panjang suatu benda, kita dapat melakukannya tanpa harus khawatir dengan kesalahan acak. Pada dasarnya, kesalahan tersebut akan tetap ada, tetapi nilainya akan kecil, sehingga mungkin saja tidak terdetekasi. Jadi untuk pengukuran dalam kehidupan sehari-hari, kesalahan acak bukanlah sesuatu yang terlalu kita khawatirkan. Dengan kata lain, jika kita mengukur suatu besaran yang dapat diamati secara langsung, maka kita cukup melakukan pengukuran tunggal secara hati-hati. Akan tetapi, jika kita akan melakukan pengamatan ilmiah, kita perlu lebih berhati-hati, khususnya jika menggunakan alat ukur yang sensitif untuk mencapai hasil yang seakurat mungkin (dapat di percaya). Pada umunya, pengukuran yang sering dilakukan dalam kegiatan ilmiah adalah pengukuran berulang. Hal ini karena pengukuran berulang diyakini dapat mengurangi kesalahan acak. Dalam hal ini, jika kesalahan acak suatu pengukuran kecil, maka pengukuran tersebut di katakana akurat atau tepat. 3. Ketidakpastian Pengukuran Tunggal dan Pengukuran Berulang Karena semua pengukuran baik pengukuran tunggal maupun pengukuran berulang selalu diliputi kesalahan, maka hasil suatu pengukuran harus di laporkan dengan menyertakan ketidakpastian dari nilai-nilai yang di ukur.Jika kita melakukan pengukuran tunggal, maka data pengukuran tersebut biasanya di laporkan sebagai berikut.



dengan:



X X0 Δt NST



= nilai besaran yang di ukur = pembacaan skala alau ukur pada pengukuran bearan x = ketidakpastian mutlak pengukuran besaran x = skala terkecil alat ukur



 perbandingan



adalah ketidakpstian pengukuran.



Ketidakpastian relatif ini biasanya di nyatakan dalam persen sebagi berikut:



Ketidakpastian relatif = Contoh Soal: Dalam suatu pengukuran tegangan listrik di peroleh pembacaan sebesar 10,5 volt. Jika alat ukur yang digunakan mempunyai skala terkecil 0,1 volt, tentukan hasil pengukuran tersebut: Penyelesaian:



Sementara itu, jika kita melakukan pengukuran berulang, maka data pengukuran yang dilaporkan sebagai berikut: Dengan: x = nilai besaran yang di ukur = nilai rata-rata x Δx = ketidakpastian mutlak pengukuran sebesar x



atau Katerangan: xi= hasil pengukuran besaran x ke-i n = jumlah pengulangan pengukuran



= Perbandingan ketidakpastian relatif pengukuran Ketidakpastian relatif biasanya dinyatakan dalam persen sebagai berikut:



ketidakpastian relatif = x 100 % Pada pengukuran tunggal maupun pengukuran berulang, Δx di sebut kepastian mutlak. Ketidakpastian mutlak dapat digunakan untuk menentukan ketepatan hasil pengukuran, semakin kecil harga Δx suatu pengukuran, semakin tepat hasil pengukuran tersebut dan sebaliknya. Sementera itu, ketidakpastian relative berhubungan dengan ketelitian pengukuran. Semakin kecil harga ketidakpastian relative suatu pengukuran, semakin teliti hasil pengukuran tersebut dan sebaliknya. Berdasarkan nilai ketidakpastian relatifnya, jumlah angka penting yang dilaporkan dalam pengukuran berulang memenuhi aturan berikut.  Jika ketidakpastian relatifnya sekitar 10%, maka memungkinkan dua angka penting.  Jika ketidakpastiannya relatifnya sekitar 1%, maka memungkinkan tiga angka penting.  Jika ketidakpastian relatifnya sekitar 0,1 %, maka memungkinkan empat angka penting. Contoh Soal 1. Ketebalan pelat logam di ukur dengan menggunakan micrometer sekrup yang diulang sebanyak 10 kali. Hasilnya adalah 0,257 mm; 0,253 mm; 0,259 mm; 0,250 mm; 0,251 mm; 0,257 mm; 0,258 mm; 0,255 mm; 0,252 mm. tentukanlah tebal pelat tersebut.



D



Latihan



1. Andi mengukur massa benda dengan menggunakan neraca yang mempunyai skala terkecil 0,1 gram. Jika hasil pengamatan Andi adalah 3,5 gram, bagaimana Andi menuliskan hasil pengukurannya? 2. Arman mendapat tugas untuk mengukur suhu air yang sedang mendidih. Ia melakukan pengukuran sebanyak 5 kali dan hasilnya antara lain, 100,4 oC; 100,5oC; 100,1oC; 100,8oC; dan 100,2oC. Bagaimana Arman harus melaporkan hasil pengukurannya? Tulis juga nilai ketidakpastiannya! E



Evaluasi



1. Tebal dua plat besi yang diukur bergantian menggunakan mikrometer sekrup, hasilnya masing-masing ditunjukkan pada gambar di bawah ini:



Selisih tebal kedua plat besi adalah ...



2.



a. 1,08 mm b. 1,58 mm c. 2,08 mm Perhatikan kelompok besaran berikut:



d. 2,58 mm e. 2,68 mm



No



Besaran



Satuan



Dimensi



1



Waktu



s



[T]



2



Daya



Watt



[M][L]2[T]-3



3



Kuat arus



A



[I]



4 Panjang m [P] Kelompok besaran pokok, satuan, dan dimensi yang benar adalah ... a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja b. 1 dan 3 e. Semua salah c. 2 dan 4 3. Perhatikan kelompok besaran berikut: No Besaran Satuan Dimensi 1 Percepatan m/s2 [M][T]-2 2 Daya Watt [M][L]2[T]-3 3 3 Debit m /s [L]3[T] 4 momentum Kg.m/s [M][L][T]-1 Kelompok besaran pokok, satuan dan dimensi yang benar adalah ... a. 1, 2, dan 3 d. 4 saja b. 1 dan 3 e. Semua salah c. 2 dan 4 4. Perhatikan gambar di bawah ini: 22



1



33



5 7



44



5



6



Bagian gurat ukur kedalaman, skala nonius dan rahang tetap bawah secara berurutan ditunjukkan nomor ... a. 1, 2 dan 3 d. 4, 5 dan 7 b. 4, 5 dan 6 e. 1, 3 dan 6 c. 7, 2 dan 5 5. Hasil pengukuran panjang dan lebar sebidang tanh berbentuk empat persegi adalah 15,35 m dan 12,5 m. Luas tanah menurut angka penting adalah a. 191,875 m2 d. 191,9 m2 2 b. 191,88 m e. 192 m2 c. 191,87 m2



6. Seorang siswa SMA mengukur diameter benda dan menghasilkan nilai 8,50 cm. Jika π = 3,14, maka keliling benda tersebut dituliskan dengan aturan angka penting adalah ... cm a. 267 d. 0,267 b. 26,7 e. 0,0267 c. 2,67 7. Jika jumlah suatu zat 15 mol, maka jumlah partikel zat tersebut berdasarkan aturan angka penting dan notasi ilmiah yang tepat adalah ... (NA = 6,02 x 1023 molekul/mol) a. 90,3 x 1023 molekul d. 9,0 x 1023 molekul b. 90 x 1023 molekul e. 9,1 x 1023 molekul c. 9,03 x 1023 molekul 8. Apabila jari-jari bumi 6,4 x 103 km, dengan menggunakan aturan angka penting dan notasi ilmiah luas permukaan bumi adalah ... m2 a. 1,2 x 108 d. 6,8 x 1016 8 b. 51 x 10 e. 7,9 x 1018 c. 5,1 x 108 9. Perhatikan gambar jangka sorong berikut:



Ketelitian dari jangka sorong di bawah ini adalah ... a. 0,02 mm d. 0,50 mm b. 0,10 mm e. 0,05 mm c. 0,01 mm 10. Suatu plat logam diukur diameternya menggunakan jangka sorong dan didapat hasil seperti gambar berikut:



Dan ketebalannya diukur menggunakan mikrometer sekrup dan didapatkan hasil seperti gambar berikut:



Jika plat logam memiliki massa jenis 2,1 x 10 3 g/cm3 maka massa plat logam tersebut berdasarkan aturan angka penting dan notasi ilmiah adalah ... gram a. 1,03 x 105 d. 1 x 104 b. 1,03 x 104 e. 10 x 105 4 c. 1,0 x 10



F



Daftar Pustaka



Giancoli, Douglas C. Fisika Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga Kanginan, Marthen. 2016. Fisika untuk SMA/ MA Kelas X. Jakarta: Erlangga Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas