Kamis, 07 Februari 2013

Pengukuran mekanik dan ketidakpastian



LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR
Percobaan I : Pengukuran Mekanik dan Ketidakpastian

Oleh
Lia Sari Rahmatin
NIM  : E1A 012 020




FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERITAS MATARAM
2012


PERCOBAAN I
Pengukuran mekanik dan ketidakpastian

A. Pelaksanaan praktikum
1.      Tujuan praktikum :
Ø  Mampu memahami dan menggunakan alat-alat ukur mekanik.
Ø  Mampu menentukan ketidakpastian pada pengukuran tunggal dan berulang.
Ø  Dapat mengaplikasikan konsep ketidakpastian angka berarti dalam pengolahan hasil pengukuran.
2.      Hari/tanggal praktikum : Senin, 26 November 2012.
3.      Tempat praktikum : Laboratorium Fiksika FKIP Universitas Mataram.

B. Landasan teori
Fisika pada dasarnya selalu berhubungan dengan pengukuran, baik pengukuran secara langsung seperti mengukur panjang, jarak, luas dll. Ataupun  secara tik=dak langsung seperti menukur energy, gaya, kecepatan, massa dll. System cara atau aturan untuk menyatakan sebuah besaran fisika kedalam angka dinamakan system satuan. System satuan juga menunjukkan bagaimana sebuah besaran diukur atau dibandingkan dengan besaran sejenis lain. (Ishaq, 2007:2).
Untuk mendeskripsikan sebuah besaran fisika, kita mendefinisikan dahulu suatu satuan yaitu suatu ukuran besaran yang didefinisakan bernilai persisi 1,0. Kemudian kita mendefinisikan suatu standar, yaitu suatu acuan yang berfungsi sebagai patokan pembanding bagi semua contoh lain dari besaran bersangkutan. Kemudian kita mendefinisikan semua besaran fisika lainnya dalam pertalian dengan besaran-besaran dasar ini dan standar-standar mereka (Halliday, 2005:132).
Jangka sorong dapat digunakan untuk menetukan dimensi dalam, luar dan kedalam dari benda uji. Skala nonius dalam jangka sorong meningkatkan akurasi pengukuran hingga ½ MM. pada alat ukur micrometer, benda uji diletakkan diantara batang  pengukur kemudian batang bergerak di dekatkan ke benda uji dengan memutar sekrup. Bila sekrup pemutar tidak dapat di putar lagi, maka nilai pengukuran dapat dibaca pada skala dan nilai perseratus MM dibaca pada skala vernier. Jika sakala vernier tidak menutupi setengan millimeter, ini harus di tambahkan pada perseratus millimeter (Hikmah, 2005:15-16).

C. Aat dan Bahan
1.      Alat
a.       Micrometer sekrup (1 buah)
b.      Jangka sorong (1 buah)
2.      Bahan
a.       Uang logam lima ratus rupiah (1 buah)
b.      Tutup spidol besar (1 buah)

D. Langkah Kerja
1.      Menyiapkan alat dan bahan
2.      Jangka sorong
a.       Mengukur diameter uang logam
1.      Mengambil uang logam dan meletakknanya di antara rahang tetap dan rahang geser.
2.      Memindahkan rahang geser sihingga uang legam tidak dapat bergerak.
3.      Membaca sakala hasil pengukuran jangka sorong
4.      Menuliskan hasil pengukuran kedalam table pengamatan.
5.      Mengulang kembali tahap 1-4 sebanyak 5 kali.
b.      Mengukur diameter tutup spidol
1.      Mengambil tutup spidol dan meletakkannya pada rahang diameter dalam.
2.      Memindahkan rahang geser sehingga tutup spidol tidak dapat bergerak lagi.
3.      Membaca skala hasil pengukuran jangka sorong.
4.      Menuliskan hasil pengukuran pada table pengamatan.
5.      Mengulang kembali langkah 1-4 sebanyak 5 kali.
3.      Micrometer sekrup
a.       Mengukur ketebalan uang logam
1.      Mengambil uang logam dan meletakkannya diantara rahang geser (spindel) dan rahang tetap.
2.      Memutarkan bagian pemutus halus sehingga uang logam tidak dapat bergerak lagi serta menguncinya.
3.      Membaca skala hasil pengukuran mirometer sekrup.
4.      Menuliskan hasil pengukuran mirometer sekrup pada table pengamatan.
5.      Mengulang kembali langkah 1-4 sebanyyak 5 kali.
b.      Mengukur ketebalan tutup spidol.
1.      Mengambil tutup spidol dan meletakkannya diantara poros geser.
2.      Memutar bagian pemutus halus sehingga tutup spidol tidak dapat bergerak dan menguncinya.
3.      Membaca skala hasil pengukuran mirometer sekrup
4.      Menuliskan hasil pengmatan mirometer sekrup pada table pengamatan.
5.      Mengulang kembali langkah 1-4 sebanyak 5 kali.



E. Hasil Pengamatan
1.      JANGKA SORONG

                   
No
Nama
Fungsi
1.
Skala utama
Mengukur skala pengukuran
2.
Skala nonius
Mengukur skala pengukuran
3.
Rahang tetap luar
Sebagai penjepit benda yang akan diukur
4.
Rahang geser luar
Penjepit beda tetapi bisa di geser
5.
Rahang dalam
Untuk mengukur diameter dalam
6.
Rahang luar
Untukmengukur kedalaman benda
7.
Pengunci
Untuk menahan benda yang akan diukur
8.
Lidah
Untuk mengukur kedalaman

a.       Table hasil pengamatan
No
Diameter uang logam (cm)
Diameter tutup spidol (cm)
1.
2,4
1,14
2.
2,4
1,135
3.
2,4
1,115
4.
2,4
1,125
5.
2,4
1,11

No
Diameter uang logam/d (cm)
(d - )
No
Diameter tutup spidol/d (cm)
(d - )
1.
2.4
0
1.
1,14
0,015
2.
2.4
0
2.
1,135
0,01
3.
2.4
0
3.
1,115
-0,01
4.
2.4
0
4.
1,125
0
5.
2.4
0
5.
1,111
-0,14
2.4

1,125


2.      MIKROMETER SEKRUP




No
Nama
Fungsi
1.
Anvil
Sebagai penahan
2.
Frame
Untuk meminimalkan peregangan
3.
Spindie
Sebagai penahan benda
4.
Pengunci
Untuk mengunci benda
5.
Sleeve
Sebagai tempat skala utama
6.
Thimble
Tempat skala nonius
7.
Knob
Untuk memindahkan pindle


Tabel hasil pengamatan
No
Ketebalan uang logam (cm)
Ketebalan tutup spidol (cm)
1.
0,06
1,49
2.
0,05
1,48
3.
0,04
1,49
4.
0,05
1,5
5.
0,06
1,41

No
Ketebalan uang logam/d (cm)
(d - )
No
Ketebalan tutup spidol/d (cm)
(d - )
1.
0,06
0,01
1.
1,49
0,02
2.
0,05
0
2.
1,48
0,01
3.
0,04
-0,01
3.
1,49
0,02
4.
0,05
0
4.
1,5
0,03
5.
0,06
0,01
5.
1,41
-0,06
0,05

1.47




F. Analisis Data
1.      JANGKA SORONG
1.1. Diameter uang logam
a.       Menghitung diameter rata-rata uang logam
Diketahui : d1 = 2,4 cm
                   d2  = 2,4 cm
                   d3  = 2,4 cm
                   d4  = 2,4 cm
                   d5  = 2,4 cm
                   n   =  5
Ditanyakan :  =      ?
Jawab :  =  =
                       = 
=
 =  2,4 cm
Jadi nilai diameter rata-rata uang logam adalah 2,4 cm
b.      Menghitung standar deviasi (SD)

No
Diameter
d -
(d - )2
1.
2,4
0
0
2.
2,4
0
0
3.
2,4
0
0
4.
2,4
0
0
5.
2,4
0
0
2,4
0

SD =
    n – 1
SD =

SD =

SD = 0
Jadi standar deviasinya adalah 0
c.       Menghitung rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui :  = 2,4
                                           SD =  0
Ditanyakan  : NP = …..cm ?
Jawab :           NP =  ± SD
Ø NP1 =  – SD
NP1 = 2,4 – 0
NP1 = 2,4 cm
Ø NP2 =  + SD
NP2 = 2,4 + 0
NP2 = 2,4 cm
d.      Menghitung persentase kesalahan relative (KR)
Diketahui :  = 2,4
                                           SD =  0
Ditanyakan : KR =          ?
                   %KR =
               %KR =  x 100%
                   %KR = 0%
Jadi persentase kesalahan relatifnya adalah 0%
e.       Menghitung persentase keberhasilan pengukuran (KP)
Diketahui : % KR = 0
Ditanyakan  : %KP =  ?
Jawab :   %KP  =  100%   -  % KR
  =  100%  -  0%
  =  100%


1.2. Diameter dalam tutup spidol
a.        Menghitung diameter rata-rata tutup spidol
Diketahui : d1 = 1,14 cm
                   d2  = 1,135 cm
                   d3  = 1,115 cm
                   d4  = 1,125 cm
                   d5  = 1,11 cm
                   n   =  5
Ditanyakan :  =      ?
Jawab :  =  =
                       = 
=
 =  1,125 cm
Jadi nilai diameter rata-rata uang logam adalah 1,125 cm
b.      Menghitung standar deviasi (SD)

No
Diameter
d -
(d - )2
1.
1,14
0,015
0,000225
2.
1,135
0,01
0,0001
3.
1,115
0,01
0,0001
4.
1,125
0
0
5.
1,11
-0,14
0,0196
1,125
0,02

SD =
                 n – 1
SD =

SD =
SD = 0,071 cm
Jadi standar deviasi diameter dalam tutup spidol adalah 0,071 cm.


c.       Menghitung rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui :  = 1,125 cm
                                           SD =  0,071
Ditanyakan  : NP = …..cm ?
Jawab :           NP =  ± SD
Ø NP1 =  – SD
NP1 = 1,125 – 0,071
NP1 = 1,050 cm
Ø NP2 =  + SD
NP2 = 1,125 + 0,071
NP2 = 1,196 cm
Jadi rentang nilai pengukuran diameter dalam tutup spidol antara 1,050 cm samapi 1,196 cm
d.      Menghitung persentase kesalahan relative (KR)
Diketahui :  = 1,125 cm
                                           SD =  0,071 cm
Ditanyakan : KR =          cm ?
Jawab   :     %KR =
               %KR =  x 100%
                   %KR = 0,063%
Jadi persentase kesalahan relatifnya diameter dalam tutup spidol adalah 0,063%
e.       Menghitung persentase keberhasilan pengukuran (KP)
Diketahui : % KR = 0,063%
Ditanyakan  : %KP =    cm ?
Jawab :   %KP  =  100%   -  % KR
  =  100%  -  0,063%
  =  99,937%
Jadi persentasi keberhsilan pengukuran diameter dalam tutup spidol adalah 99,937%.

2.      MIKROMETER SEKRUP
2.1. Ketebalan uang logam
a.       Menghitung ketebalan rata-rata uang logam
Diketahui : d1 = 0,06 cm
                   d2  = 0,05 cm
                   d3  = 0,04 cm
                   d4  = 0,05 cm
                   d5  = 0,06 cm
                   n   =  5
Ditanyakan :  =      ?
Jawab :  =  =
                       = 
=
 =  0,052 cm
Jadi nilai diameter rata-rata uang logam adalah 0,052 cm
b.      Menghitung standar deviasi (SD)

No
Ketebalan
d -
(d - )2
1.
0,06
0,01
0,0001
2.
0,05
0
0
3.
0,04
-0,01
0,0001
4.
0,05
0
0
5.
0,06
0,01
0,0001
0,05
0,0003

SD =
                 n – 1
SD =

SD =
SD = 0,009 cm
Jadi standar deviasi diameter dalam tutup spidol adalah 0,009 cm.


c.       Menghitung rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui :  = 0,05 cm
                                           SD =  0,009
Ditanyakan  : NP = …..cm ?
Jawab :           NP =  ± SD
Ø NP1 =  – SD
NP1 = 0,05 – 0,009
NP1 = 0,041 cm
Ø NP2 =  + SD
NP2 = 0,05 + 0,009
NP2 = 0,059 cm
Jadi rentang nilai pengukuran diameter dalam tutup spidol antara 0,041 cm samapi 0,059 cm
d.      Menghitung persentase kesalahan relative (KR)
Diketahui :  = 0,05 cm
                                           SD =  0,009 cm
Ditanyakan : KR =          cm ?
Jawab   :     %KR =
               %KR =  x 100%
                   %KR = 18%
Jadi persentase kesalahan relatifnya diameter dalam tutup spidol adalah 18%
e.       Menghitung persentase keberhasilan pengukuran (KP)
Diketahui : % KR = 18%
Ditanyakan  : %KP =    cm ?
Jawab :   %KP  =  100%   -  % KR
  =  100%  -  18%
  =  82%
Jadi persentasi keberhsilan pengukurannya adalah 82%.
2.2. Ketebalan tutup spidol
a.       Menghitung ketebalan rata-rata tutup spidol
Diketahui : d1 = 1,49 cm
                   d2  = 1,48 cm
                   d3  = 1,49 cm
                   d4  = 1,50 cm
                   d5  = 1,41 cm
                   n   =  5
Ditanyakan :  =      ?
Jawab :  =  =
                       = 
=
 =  1,474 cm
Jadi nilai diameter rata-rata uang logam adalah 1,474 cm
b.      Menghitung standar deviasi (SD)

No
Ketebalan
d -
(d - )2
1.
1,49
0,02
0,0004
2.
1,48
0,01
0,0001
3.
1,49
0,02
0,0004
4.
1,50
0,03
0,0009
5.
1,41
-0,06
0,0036
1,47
0,00108


SD =
                 n – 1
SD =

SD =

SD = 0,0164 cm

Jadi standar deviasi diameter dalam tutup spidol adalah 0.0164 cm.


c.       Menghitung rentang nilai pengukuran (NP)
Diketahui :  = 1,47 cm
                                           SD =  0,0164
Ditanyakan  : NP = …..cm ?
Jawab :           NP =  ± SD
Ø NP1 =  – SD
NP1 = 01,47 – 0,0164
NP1 = 1,4536 cm
Ø NP2 =  + SD
NP2 = 1,47 + 0,0164
NP2 = 1,4864 cm
Jadi rentang nilai pengukuran diameter dalam tutup spidol antara 1,4536 cm samapi 1,4864 cm.
d.      Menghitung persentase kesalahan relative (KR)
Diketahui :  = 1,47 cm
                                           SD =  0,0164 cm
Ditanyakan : KR =          cm ?
Jawab   :     %KR =
               %KR =  x 100%
                   %KR = 1,16%
Jadi persentase kesalahan relatifnya diameter dalam tutup spidol adalah 1,16%
e.       Menghitung persentase keberhasilan pengukuran (KP)
Diketahui : % KR = 1,16%
Ditanyakan  : %KP =    cm ?
Jawab :   %KP  =  100%   -  % KR
  =  100%  -  1,16%
  =  98,884%
Jadi persentasi keberhsilan pengukurannya adalah 98,884%.




G. Pembahasan
Pengamatan suatu gejala pada umumnya belumlah lengkap jika belum ada informasi yang sedemikian memerlukan pengukuran suatu besaran fisis lord Kevin mengatakan bahwa pengetahuan  kita barulah memuaskan jika kita dapat menyatakan dalam bilang.
Pengukuran adalah suatu teknik untuk menyatakan suatu sifat dalam bilangan sebagai hasil membandingkannya dengan suatu besaran baku (standar) yang diterima sebagai satuan. Setiap pengukuran selalu dianggap oleh ketidakpastian. Sumber ketidakpastian disebabkan oleh adanya nilai skala terkecil alat ukur, adanya ketidakpastian bersistem, dan keterbatasan pada pengamat.
Tanpa menyatakan ketdikpastian suatu hasil pengukuran tidak banyak memberikan informasi mengenai besaran yang diukur, mutu alat ukur dan ketelitian pengukuran. Ketidakpastian suatu hasil pengukuran dapat memberikan informasi mengenai tingkat kepercayaan akan hasil pengukuran, mutu alat yang digunakan dan ketilitian pengukuran tersebut.
Alat yang dapat di gunakan dalam pengukuran ini adalah alat ukur jangka sorong dan micrometer sekrup. Jangka sorong adalah salah satu alat ukur yang digunakan dibengkel, dapat digunakan untuk mengukur kedalam dalam satuan mm ataupun inci. Jangka sorong umunya terdiri dari batang pengukur yang terbuat dari baja anti karat yang dikeraskan, mempunyai rahang ukur tetap pada salah satu ujungnya dan bagain yang bergerak yang mempunyai rahang ukur dan skala nonius. Skala nonius degerkkan dalam satu bagaian (unit) sepanjang batang sampai kedua rahangnya bertemu benda kerja yang diukur. Umunya dua macam skala dibuat dalam batang, satu dalam mm dan satunya lagi dalam inchi. Bagian yang bergerak juga mempunyai dua macam skala nonius, yaitu dalam mm dan inchi mengikuti skala dari batang. Skala nonius adalah skala yang kedua, pembagaian garisnya lebih pendek dari pembagian garis pada skala utama. Perbedaan dari kedua skla ini adalah untuk memungkinkan mengukur benda dengan lebih teliti lagi. Micrometer sekrup merupakan alat untuk mengukur ketebalan suatu benda. Pada industry-industri modern, di tumtut ketelitian dari alat-alat ukur untuk mengukur pekerjaan yang presisi. Jangka sorong tidak dapat di pergunakan untuk pembacaan dengan ketlitian 0,01 mm dengan tepat. Mkan dibuatlah mirometer sekrup, sebab dengan mirometer dapat mengukur dari ketlitain 0,01 mm samapi 0,002 mm. kekurangan dari micrometer sekrup ini adalah jalak pengukurannya pendek, hanya sampai 25 mm (bagian luar mifrometer). Micrometer terdiri dari bentuk dasar bingkai U dengan landasan tetap, pada cabanya terdapat batang pengukur dan pada ujungnya terdapat rahang bergerak, dan melalu cabang lain dari bingkai U, terdapat bidal/sarung pengukur yang terpasang pada batang pengukur. Putran dari bidal/sarugn penguukur tersebut menyebabkan batang penukur berputar-putar pada sumbu yang sama. Tingkatan ukuran pada bidal/sarung pengukur dan pada laras skala dapat dibaca sebagai jakar antara dua permukaan yang diukur. Bingkai dilindungi oleh penahan panas yang terbuat dari plastic untuk menghindari panas yang timbul langsung dari badan. Gigi geser menjamin meratnya tekanan dan menyebabkan pengukuran bebas dari sentuhan.
Pada pengukuran diameter uang legam menggunakan jangka sorong dapat dilihat diameter rata-ratanya adalah 2,4 cm, standar deviasinya adalah 0, karena nilai dari hasil pengukurannya sama sampai pengukuran yang kelima yaitu 2,4 cm. rentang nilai pengukurannya antara 2,4 cm. persentasi kesalannya adalah nol karena nilai diameternya sama. Persentasi keberhasilan pengukurannya adalan 100%.
Pada pengukuran diameter tutu spidol, diameter rata-ratanya adalan 1,125 cm, standar deviasinya adalah 0,283 cm, rentang nilai pengukurannya antara 0,842 cm sampai 1,408 cm, persentasi kesalah relatifnya adalah 25,156%, dan persentasi keberhasilan penguukurannya adalah 74,844 cm.
Pada pengukuran ketebalan uang logam penggunakan mikroter sekrup, ketebalan rata-ratanya adalah 0,052 cm, standar deviasnya adalah 0,009 cm, rentang nilai pengukurannya antar 0,041 cm sampai 0,059 cm, persentase kesalahan relatifnya adalah 18%, dan persentase keberhasilan pengukurannya adalah 82%.
Pada pengukuran ketabalan tutup spidol menggunakan mikromter sekrup, ketebalan rata-ratanya adalah 1,474 cm, standar deviasinya adalah 0,0164 cm, rentang nilai pengukurannya antara 1,4536 cm sampai1,4864 cm, persentase kesalahan relatifnya adalah 1,116%, dan persentase kebehasil pengukurannya adalah 98,884%.

H. Kesimpulan dan Saran
1.      Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan perbahasan dapat disimpulkan sebagai berikut :
a.       Pengukuran meruapkan suatu kegiatan yang menunjukkan perbedaan dari benda yang dikur langsund denganbebrapa skala asli.
b.      Janga sorong adalah alat yang dgunakan untuk mengukur ukuran luar, ukuran dalam, dan mengukur kedalan dalam satuan mm dan inchi.
c.       Mikroter merupakan alat untuk mengukur ketebalan suatu benda.
d.      Tingkat ketelitian jangka sorong dan mikroter sekrup adalah 0,01 cm.
e.       Skala pada jangka srong dan micrometer sekrup ada dua yaitu skala utama dan skala nonius.
f.       Tingkat keberhasilan pada pengukuran diameter uang logam dan diameter dalam menggunakan jangka sorong tinggi yaitu 100% dan 99,937%.
g.      Tingkat keberhasilan pada pengukuran ketebalan uang logam dan diameter luar tutup spidol juga tinggi yaitu 82% dan 98,884%.
h.      Jadi pada percobaan yang dilkukan termasuk berhasil.
DAFTAR PUSTAKA
Halliday. 2005. Dasar-Dasar Fisika Jilid 1. Tangerang:Binarupa Aksara.
Hikam, Muhammad dkk. 2005. Eksperimen fisika darar untuk perguruan tinggi. Jakarta:Prenada Media.
Ishaq, M. 2007. Fisika Dasar Edisi 2. Yogyakarta:Graha Limu.

0 komentar:

Poskan Komentar

Template by:

Free Blog Templates