DASAR PENGUKURAN FISIKA M1 TUJUAN 1. Mampu melakukan pengukuran dan membedakan penggunaan berbagai alat ukur 2. Mampu menghitung densitas zat padat dan zat cair TUGAS PENDAHULUAN 1. Jelaskan pengertian pengukuran dan ketidakpastian dalam pengukuran. 2. Apakah yang dimaksud dengan data pengukuran dan data perhitungan. Berikan contohnya. 3. Berapakah skala terkecil dari alat ukur jangka sorong, mikrometer dan penggaris? 4. Mengapa dalam eksperimen, pengukuran biasanya harus diulangi beberapa kali? 5. Apakah yang dimaksud dengan angka penting? Berikan contoh 6. Papan persegi panjang memiliki panjang (21,3 ± 0,2) cm dan lebar (9,80 ± 0,1) cm. Hitunglah luas papan dan ketidakpastiannya dalam perhitungan luas 7. Berapa jumlah angka penting pada hasil pengukuran ini (a) 23 cm (b) 3,589 s (c) 4,67 10 3 m/s (d) 0,0032 m? 8. Jelaskan fungsi dari masing-masing alat dan bahan yang akan Anda gunakan pada praktikum ini 9. Telah dilakukan pengukuran panjang suatu plat dengan hasil 6 cm dan 6,0 cm. Apakah angka tersebut bermakna sama? Jelaskan! 10. Jelaskan langkah-langkah yang diperlukan dalam menentukan densitas zat padat dan zat cair LANDASAN TEORI Fisika adalah ilmu eksperimen. Eksperimen memerlukan pengukuran dan untuk mendapatkan hasil pengukuran diperlukan alat ukur dan digunakan bilangan untuk menyatakan hasil pengukuran. Setiap bilangan yang digunakan untuk mendeskripsikan suatu fenomena fisika secara kuantitatif disebut besaran. Ketika kita mengukur suatu besaran, kita selalu membandingkannya dengan sesuatu yang dijadikan acuan standar. Standar ini didefinisikan sebagai satuan. Setiap pengukuran selalu memiliki ketidakpastian. Pengukuran dengan alat ukur yang lebih akurat memiliki ketakpastian lebih kecil dari alat ukur biasa. Ketidakpastian disebut juga ralat, karena menggambarkan selisih maksimum yang mungkin terjadi antara nilai terukur dengan nilai sebenarnya. Pada beberapa pengukuran, ketidakpastian tidak dinyatakan secara langsung, hanya digambarkan berdasarkan banyaknya angka penting. Jenis-jenis alat ukur dimensi panjang (L) antara lain penggaris (mistar), jangka sorong dan mikrometer. Alat-alat ini mempunyai ketelitian yang berbeda. 1. Penggaris Penggaris sering digunakan untuk mengukur panjang suatu benda yang tidak terlalu memerlukan keakuratan, dan biasanya dipakai untuk pengukuran dalam kehidupan sehari-hari. Penggaris biasanya memiliki ketelitian sebesar 1 mm. 2. Jangka Sorong Jangka sorong (Gambar 1) biasa digunakan untuk mengukur panjang (jarak) dengan ukuran kecil. Alat ukur ini terdiri dari 2 skala yaitu skala utama dan skala nonius. Skala utama biasanya mempunyai jarak terkecil 1 mm dan dengan ketelitian 0,05 mm. Pengukuran dilakukan dengan menjepit objek pengukuran pada kedua rahang. 1
Gambar 1 : Bagian dari jangka sorong (a) pisau ukur bagian dalam,pisau ukur bagian luar, (c) slide dengan vernier, (d) skala millimeter dan (e) pisau ukur kedalaman 3. Mikrometer Mikrometer (Gambar 2) lazim digunakan untuk mengukur ketebalan. Alat ini juga mempunyai skala utama dengan skala terkecil 0,5 mm dan ketelitian 0,01 mm. Gambar 2 : Bagian dari mikrometer (a) batang pengukur diam, (b) batang pengukur bergerak, (c) silinder dengan skala kasar, (d) pemutar dengan skala halus, (e) sekrup pengunci dan (f) busur mikrometer ALAT DAN BAHAN 1. Jangka sorong 2. Mikrometer 3. Penggaris 4. Neraca 5. Plat 6. Gelas ukur 7. Air 8. Bola berbagai ukuran 2
PROSEDUR KERJA A. Pengukuran panjang 1. Ukurlah panjang dan tebal plat menggunakan penggaris, jangka sorong dan mikrometer. Catatlah hasil pengukuran pada Tabel 1. Tabel 1 Hasil pengukuran panjang plat 1 panjang Tebal Alat pengukuran Penggaris Jangka sorong Mikrometer 2. Ulangi langkah (a) untuk plat lainnya, dan isilah Tabel 2. Tabel 2 Hasil pengukuran panjang plat 2 panjang Tebal Alat pengukuran Penggaris Jangka sorong Mikrometer 3. Amati dan bandingkan hasil pengukuran Anda menggunakan alat pengukuran yang berbeda pada percobaan (a) dan (b). Apa yang dapat Anda simpulkan dari percobaan ini? 3
B. Penentuan Massa Jenis Air 1. Timbang gelas ukur dalam kondisi kosong 2. Masukkan air ke dalam gelas ukur hingga volume V tertentu, kemudian hitunglah massa air m dengan mengurangi massa gelas ukur berisi air dengan massa gelas ukur kosong 3. Tambahkan atau kurangkan air ke dalam gelas ukur sehingga memiliki volume yang berbeda dengan langkah (b), timbanglah massa air. 4. Lakukan percobaan (c) hingga didapatkan data massa air dari 8 (delapan) volume yang berbeda. Catatlah semua data pada Tabel 3 Tabel 3 Hasil pengukuran volume V (cm 3 ) massa m (g) 5. Berdasarkan data pada Tabel 3, plotlah hubungan antara m (sumbu y) dan V (sumbu x) (Gambar 1). Gambar 1 Grafik hubungan antara m dan V 4
6. Berdasarkan data pada Tabel 3, lengkapi kolom 3 dan 4 pada Tabel 4, dan hitunglah gradien dan intersep. Buatlah garis hubungan antara massa m dan volume V pada Gambar 1 Tabel 4 Pengolahan data pengukuran V m V 2 Vm x y x 2 xy 7. Tentukan massa jenis fluida berdasarkan gradien yang Anda hasilkan 5
C. Penentuan Massa Jenis Zat Padat 1. Ukurlah diameter bola d menggunakan jangka sorong, dan timbanglah massa m masingmasing. Catatlah hasil pengukuran diameter dan massa pada Tabel 5 2. Lakukan percobaan 1 untuk bola yang memiliki diameter yang berbeda. Catatlah semua data pada Tabel 5. Tabel 5 Hasil pengukuran diameter d (mm) massa m (g) 3. Berdasarkan data pada Tabel 3, isilah kolom 1 dan 2 Tabel 6, dan plotlah hubungan antara m (sumbu y) dan d 3 (sumbu x) (Gambar 2). Tabel 6 Pengolahan data pengukuran d 3 m (d 3 ) 2 d 3 m x y x 2 xy 6
Gambar 2 Grafik hubungan antara m dan d 3 4. Lengkapi kolom 3 dan 4 pada Tabel 6, hitunglah gradien dan intersep. Berdasarkan nilai tersebut, buatlah garis hubungan antara m dan d 3 pada Gambar 2. 5. Tentukan massa jenis bola berdasarkan gradien yang Anda hasilkan 7