Friday, 30 December 2016

Pengukuran Berulang dalam Fisika


Pengukuran Berulang dalam Fisika adalah kelanjutan dari artikel sebelumnya yang berjudul Pengukuran Tunggal dengan Mikrometer Sekrup. Pada kali ini kita akan membahas pengukuran berulang dalam fisika.
 
Pengukuran Berulang dalam Fisika
Pengukuran Berulang dalam Fisika
Pengkuran berulang dalam fisika perlu kita pahami jika kita ingin mendalami fisika lebih dalam. Kalau pada pengukuran tunggal itu kadang terpaksa dilakukan sebab kejadian yang sudah diukur itu tidak bisa diulang. Kita ambil contoh pengkuran tunggal misalnya kita melakukan pengukuran kecepatan komet dan melakukan pengukuran lama gerhana matahari total.

Jika kita melakukan pengukuran tunggal untuk besaran panjang masih bisa kita lakukan untuk benda-benda yang panjangnya hampir tidak berubah, contohnya panjang pensil yang baru. Akan tetapi untuk mengukur diameter kelereng, maka pengukuran tunggal tidaklah teliti. Hal ini dikarenakan untuk mengukur diameter dengan sisi-sisi yang berbeda biasanya hasil yang diberikan akan berbeda pula. Jadi, seandainya dimungkinkan suatu percobaan, sebaiknya dilakukan melalui pengukuran berulang atau pengukuran lebih dari satu kali, contohnya melakukan pengukuran lima kali atau sepuluh kali. Nilai benar Xo bisa didekati dengan nilai rata-rata
.

Contohnya, misalnya ada suatu besaran fisika yang diukur N kali pada keadaan yang sama. Pengukuran itu diperoleh dengan hasil-hasil pengukuran X1, X2, X3, ……XN (disebut juga sebagai sampel). Rumus Nilai rata-rata sampelnya dapat dituliskan sebagai berikut:


Berdasarkan analisis statistik itu ternyata nilai terbaiknya sebagai pengganti nilai yang benar Xo ialah niali rata-rata.

Sekarang rumus untuk ketidakpastian Δx bisa dinyatakan oleh simpangan baku nilai rata-rata sampel sebagai berikut:

Banyaknya angka yang bisa kita laporkan dalam percobaan berulang bisa mengikuti aturan-aturan berikut ini:

Ketidakpastian relatif sekitar 10% itu berhak atas dua angka;
Ketidakpastian relatif sekitar 1% itu berhak atas tiga angka;
Ketidakpastian relatif sekitar 0,1% berhak atas empat angka.

Rumus untuk menghitung Ketidakpastian relatif adalah sebagai berikut:



Friday, 9 December 2016

Pengukuran Tunggal dengan Mikrometer Sekrup


Pengukuran Tunggal dengan Mikrometer Sekrup adalah sebuah artikel kelanjutan artikel sebelumnya yaitu artikel yang berjudul Pengukuran Tunggal dengan Jangka Sorong. Pengukuran Tunggal dengan Mikrometer Sekrup penting untuk kita pelajari, sebab jika kita menggunakan mikrometer sekrup dalam mengukur suatu benda maka hasilnya akan lebih teliti dan akurat.
 
Pengukuran Tunggal dengan Mikrometer Sekrup
Pengukuran Tunggal dengan Mikrometer Sekrup
Mungkin kita sudah tahu semua bahwa ketidakpastian dalam mikrometer sekrup ialah Δx = 0,0005 cm atau dapat juga kita tuliskan Δx = 0,005 mm. Contohnya, kita mengukur tebalnya sebuah keping logam.

Cara kita menentukan suatu hasil pengukuran ketebalan (t), ialah sebagai berikut:

Langkah pertama yaitu kita harus memperhatikan garis skala utama yang paling dekat dengan tepi selubung luar. Misalnya kita ambil contoh bahwa pada garis skala utama tersebut ialah 4,5 mm lebih.

Langkah kedua yaitu kita harus memperhatikan garis mendatar pada selubung luar yang saling berimpit dengan garis yang mendatar pada skala utama itu. Kita ambil contoh misalnya garis mendatar itu ialah garis ke empat puluh tujuh. Itu berarti, X = 4,5 mm + 47 x 0,01 mm = 4,97 mm (dua desimal).

Dikarenakan ΔX = 0,005 mm (tiga desimal), maka sebaiknya Xo dinyatakan dengan tiga desimal. Sebab kita tidak perlu menaksir lagi, maka untuk angka ke empatnya ialah 0, sehingga dapat kita tuliskan Xo = 4,970 mm. Jadi dapat kita simpulkan bahwa hasil pengukuran benda dengan menggunakan micrometer sekrup dapat kita laporkan sebagai berikut:
Tebal      t = Xo ± ΔX
              t = (4,970 ± 0,005) mm

Wednesday, 7 December 2016

Pengukuran Tunggal dengan Jangka Sorong


Pengukuran Tunggal dengan Jangka Sorong adalah sebuah judul artikel kelanjutan dari artikel sebelumnya yaitu Pengukuran Tunggal dalam Ilmu Fisika. Kalau dalam artikel sebelumnya telah kita bahas mengenai pengukuran tunggal dengan mistar. Pada kali ini kita akan membahas Pengukuran tunggal dengan jangka sorong.
 
Pengukuran Tunggal dengan Jangka Sorong
Pengukuran Tunggal dengan Jangka Sorong

Pengukuran Tunggal dengan Jangka Sorong sangat mudah dipelajari oleh siapa saja asalkan mau belajar dengan sungguh-sungguh. Sudah kita ketahui bersama bahwa ketidakpastian sebuah jangka sorong ialah ΔX  = 0,005 cm atau 0,05 mm.

Contohnya kita mengukur panjang suatu benda dengan menggunakan jangka sorong. Maka cara kita menentukan suatu hasil pengkuran panjang ialah berikut ini:

Langkah pertama adalah kita harus memperhatikan angka pada skala utama yang saling berdekatan dengan angka nol pada nonius. Misalnya angkanya ialah antara 2,1 cm dan 2,2 cm.

Langkah berikutnya ialah kita harus memperhatikan garis pada skala nonius yang tepat saling berimpit dengan garis pada skala utama pada jangka sorong tersebut. Garis pada skala utama yang tepat berimpit itu dengan garis nonius ialah garis ke lima. Maka ini dapat kita tuliskan sebagai berikut:

Xo = 2,1 cm  + 5 x 0,01 cm = 2,15 cm (dua desimal)

Dikarenakan ΔX = 0,005 cm (tiga desimal), maka Xo harus kita nyatakan dengan tiga desimal. Hal ini tidak sama seperti mistar, kalau pada jangka sorong yang mempunyai skala nonius kita tidak pernah menaksir angka yang ke empat. Tetapi kita cukup memberi angka nol, sehingga X = 2,150 cm. Dengan penjelasan di atas, jadi hasil pengukuran jangka sorong tersebut kita laporkan sebagai berikut:

Panjang      L = Xo ± ΔX
                   L = (2,150 ± 0,005) cm

Kita dapat melaporkan pengukuran jangka sorong seperti tersebut di atas. Hal lain yang perlu kita perhatikan yaitu bahwa banyak desimal hasil pengukuran itu harus sama dengan banyaknya desimal ktidakpastiannya. Oleh karena itu, panjang dapat ditulis sebagai (2,150 ± 0,005) cm dan bukan (2,15 ± 0,005) cm.

Sunday, 4 December 2016

Pengukuran Tunggal dalam Ilmu Fisika


Pengukuran Tunggal dalam Ilmu Fisika adalah artikel kelanjutan dari artikel sebelumnya yaitu yang membahas masalah melaporkan hasil pengukuran. Pengukuran Tunggal dalam Ilmu Fisika perlu kita pelajari jika kita ingin mendalami fisika. Arti dari Pengukuran tunggal ialah pengukuran yang dikerjakan satu kali saja. Ketidakpastian pada pengukuran tunggal ditetapkan sama dengan skala terkecilnya.
 
Pengukuran Tunggal dalam Ilmu Fisika
Pengukuran Tunggal dalam Ilmu Fisika
Pengukuran Tunggal dapat dituliskan sebagai berikut=

ΔX = 0,5 X skala terkecil

Sekarang kita akan membahas pengukuran tunggal dengan menggunakan mistar. Sudah kita ketahui bersama bahwa ketidakpastian pada mistar ialah ΔX = 0,05 cm atau 0,5 mm. Contohnya kita mengukur panjang suatu benda dengan menggunakan mistar. 

Misalkan ujung benda berada pada tanda 4,3 cm lebih sedikit. Sekarang kalau ada pertanyaan, berapa lebih sedikitnya itu? Untuk menjawab pertanyaan itu maka kita harus menjawab dengan teliti. Kita semua tahu bahwa ketidakpastian mistar ialah ΔX = 0,05 cm. ΔX = 0,05 cm itu ialah dua desimal, maka X pun itu harus dilaporkan dalam dua desimal juga. Kita juga dapat mengatakan dengan kata lain yaitu X harus kita laporkan dalam 3 angka.

Angka yang ke-3 itu harus kita taksir terlebih dahulu, akan tetapi taksirannya hanya diperbolehkan 0 atau 5. Dikarenakan pada ujung benda lebih sedikit dari garis 4,3 cm, sehingga taksiran angka ke-3 ialah 5. Sehingga, pengukuran mistar kita laporkan sebagai berikut:

Panjang      L = Xo ± ΔX
                   L = (4,35 ± 0,05) cm

Thursday, 1 December 2016

Melaporkan Hasil Pengukuran


Melaporkan Hasil Pengukuran itu dilakukan setelah kita melakukan pengukuran. Seandainya kita melakukan percobaan pengukuran suatu besaran secara langsung, contohnya mengukur panjang pensil dengan sebuah mistar atau kita mengukur diameter sebuah kelereng dengan menggunakan alat mikrometer sekrup, maka kita tidak mungkin mendapatkan nilai benar Xo.
 
Melaporkan Hasil Pengukuran
Melaporkan Hasil Pengukuran
Sekarang jika ada pertanyaan bagaimana kita melaporkan hasil pengukuran suatu besaran?
Maka jawabanya adalah bahwa hasil pengukuran suatu besaran dapat dilaporkan sebagai berikut:

X=Xo±ΔX

Dengan x ialah nilai pendekatan terhadap nilai yang benar Xo. ΔX ialah ketidakpastiannya.

Cara menentukan nilai benar Xo dan keidakpastian ΔX adalah ternyata tergantung pada cara kita melakukan kegiatan pengukuran. Pengukuran disini dibagi menjadi dua yaitu pengukuran tunggal dan pengukuran berulang.