Kesalahan pada Hasil Pengukuran

Rumus Hasil Pengukuran Besaran Fisis

Setiap pengukuran harus menyertakan ketidakpastian (Δx) agar hasil tersebut dapat dinilai keakuratannya. Oleh karena itu, hasil pengukuran dinyatakan dalam bentuk:

Keterangan:

x adalah nilai hasil pengukuran (nilai utama),

Δx adalah ketidakpastian pengukuran, yaitu batas atas dan bawah dari nilai yang mungkin.

Contoh:

Jika suatu panjang diukur 25,4 cm dengan ketidakpastian 0,1 cm, maka hasil penulisan yang benar adalah:

Pengaruh Cara Pengukuran terhadap Penentuan Nilai Ketidakpastian

Pengukuran tunggal dilakukan satu kali, sehingga nilai yang diperoleh tidak dapat dirata-ratakan. Oleh karena itu, ketidakpastian diambil berdasarkan karakteristik alat (skala terkecil atau resolusi alat). Terdapat dua jenis alat ukur untuk metode pengukuran tunggal:

Pengukuran yang dilakukan dengan alat ukur sederhana seperti mistar atau termometer, di mana ketidakpastian diambil setengah dari nilai skala terkecil alat tersebut. Contohnya adalah pengukuran dengan mistar atau termometer biasa. Ketidakpastian pengukuran dengan alat ini dihitung dengan rumus:

Keterangan:

NST adalah Nilai Skala Terkecil alat.

Contoh:

Sebuah mistar memiliki NST = 1 mm, maka ketidakpastiannya adalah ±0,5 mm.

Skala nonius digunakan untuk meningkatkan ketelitian pembacaan alat ukur. Dua alat yang umum digunakan adalah:

1) Jangka Sorong

Jangka sorong berfungsi untuk mengukur panjang, diameter luar, diameter dalam, dan kedalaman benda. Alat ini lebih teliti daripada mistar karena memiliki dua skala yaitu, skala utama dan skala nonius (vernier). Untuk memahami pembacaan jangka sorong, kita perlu mengenal nilai skala nonius (SN), yaitu nilai skala terkecil yang dapat diukur oleh jangka sorong. Nilai ini dihitung menggunakan rumus:

Keterangan:

SN (Skala Nonius): Nilai ketelitian jangka sorong (nilai satu skala nonius dalam satuan skala utama).

SU (Skala Utama): Nilai panjang satu satuan pada skala utama (misalnya, 1 mm).

N: Jumlah garis pada skala nonius yang berimpit dengan skala utama.

2) Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup adalah alat ukur presisi tinggi yang digunakan untuk mengukur benda-benda berukuran sangat kecil, seperti ketebalan kawat, diameter kertas, atau lempeng logam tipis. Mikrometer mampu mengukur hingga ketelitian 0,01 mm atau bahkan lebih kecil. Mikrometer memiliki dua skala utama:

• Skala utama (skala lengan/sleeve)

Skala yang terletak di bagian batang mikrometer berfungsi untuk menunjukkan ukuran dalam satuan milimeter (mm), biasanya terbagi dalam skala 0,5 mm.

• Skala nonius (skala putar/thimble)

Skala yang terletak pada bagian silinder yang dapat diputar dan terdiri dari 50 skala yang mewakili 1 putaran penuh = 0,5 mm.

Karena 50 skala nonius membagi 0,5 mm, maka setiap skala mewakili:

Artinya, setiap garis pada skala putar menunjukkan pertambahan panjang sebesar 0,01 mm. Inilah yang menjadikan mikrometer sangat presisi.

Alat digital memberikan hasil lebih praktis, namun ketidakpastian tetap ada. Ketidakpastian alat digital biasanya diasumsikan sebagai:

Keterangan:

Δx adalah ketidakpastian pengukuran, yaitu batas atas dan bawah dari nilai yang mungkin.

NST adalah Nilai Skala Terkecil alat.

Contoh:

Jika alat digital menampilkan 12,4 V, maka ketidakpastian diasumsikan ±0,1 V, sehingga hasil penulisan:

Pengukuran berulang dilakukan untuk mengurangi pengaruh ketidakpastian acak dan memberikan hasil yang lebih representatif. Metode ini dilakukan dengan mengukur besaran yang sama sebanyak beberapa kali, kemudian mengambil nilai rata-rata (mean) dan menghitung simpangan baku (standar deviasi).

Kegiatan Praktikum

Pengukuran Panjang Berulang

Memahami pengukuran berulang dan menentukan nilai ketidakpastian menggunakan mistar.

Cara Kerja:

Buatlah kelompok yang terdiri atas 10 peserta didik.

Cari satu benda di sekitar kalian yang berbentuk batang atau persegi panjang (misalnya penggaris kayu, balok, atau buku).

Siapkan mistar sebagai alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda tersebut.

Lakukan pengukuran panjang benda secara bergantian (setiap peserta mengukur satu kali).

Catat semua hasil pengukuran pada tabel berikut:

No.	Panjang (cm)
1
2
3
4

Langkah Perhitungan:

Hitung nilai rata-rata panjang:

Hitung simpangan baku (ketidakpastian):

Langkah Akhir:

Tentukan nilai rata-rata dan ketidakpastian hasil pengukuran.

Sajikan hasil pengukuran dalam bentuk tabel, perhitungan, dan kesimpulan.

Presentasikan hasilnya di depan kelas secara bergiliran.