LAPORAN PRAKTIKUM PEMAKAIAN ALAT-ALAT UKUR DASAR PANJANG DAN MASSA Rifky Husaini G2401201039 St 05.2 Dosen Penanggung Jawab Praktikum Dr. Setyanto Tri Wahyudi, S.Si., M.Si. DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM IPB UNIVERSITY 2021 A.Tujuan praktikum 1. Dapat menggunakan alat-alat ukur dasar panjang dan massa. 2. Dapat menentukan kesalahan pada pengukuran beserta penjalarannya . B.Teori Singkat Setiap benda memiliki besaran dan setiap besaran memiliki satuan. Mempelajari sebuah benda, sejumlah (sistem) benda-benda atau setiap benda berarti mempelajari besaran-besaran yang dimiliki benda tersebut. Berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan pengukuran. Menurut (Antika et al, 2012) Pengukuran yang dalam bahasa inggris dikenal dengan istilah measurement merupakan suatu kegiatan yang dilakukan untuk mengukur. Artinya memberi angka terhadap sesuatu yang disebut objek pengukura atau objek ukur. Menurut Anas Sudijono (2011: 4) pengukuran dapat diartikan sebagai kegiatan untuk mengukur sesuatu. Pada hakekatnya, kegiatan ini adalah membandingkan sesuatu dengan atau atas dasar ukuran tertentu. Dalam pengukuran fisika ada kalanya muncul Ketidakpastian. Menurut Yohanes (2010) Ketidakpastian adalah suatu parameter yang menetapkan rentang nilai yang di dalamnya diperkirakan nilai benar yang diukur berada. Pengukuran panjang, massa, diameter suatu benda memiliki alat ukurnya masingmasing. Untuk mengukur panjang dan diameter suatu benda dengan panjang maksimum 20 cm dan dengan tingkat ketelitian 0.1 mm alat yang dapat digunakan adalah jangka sorong. Untuk menghitung panjang dan diameter suatu benda dengan panjang maksimal 25 mm atau 2.5 cm dengan tingkat ketelitian pengukuran 0.01 mm atau 0.001 cm, alat yang digunakan adalah mikrometer sekrup. Untuk mengukur massa digunakan neraca, neraca yang biasa digunakan adalah neraca O’Hauss. C.Data Tabel P2-1. Hasil Pengukuran pada Silinder Pejal Massa (gram) 𝑚 ∆𝑚 97.560 0.005 Diameter (cm) Panjang (cm) Volume (cc) 𝐷 ∆𝐷 𝑙 ∆𝑙 𝑉 ∆𝑉 1.600 0.005 6.390 0.005 12.848 0.090 Tabel P2-2a. Hasil pengukuran dimensi panjang pada balok kayu Rapat Massa (g/cc) ∆𝜌 𝜌 7.593 0.054 Ulangan 1 Panjang (cm) 3.700 2 Lebar (cm) 2.560 Tebal (cm) 0.981 3.750 2.555 0.972 3 3.740 2.550 0.980 4 3.760 2.590 0.984 5 3.710 2.600 0.991 6 3.740 2.565 0.984 7 3.735 2.565 0.985 8 3.720 2.570 0.993 𝑝̅ = 3.733 𝑙̅ = 2.569 𝑡̅ = 0.984 ∆𝑝 = 0.02 ∆𝑙 = 0.02 ∆𝑡 = 0.007 Tabel P2-2b. Hasil Pengukuran massa, perhitungan volume dan perhitungan rapat massa balok kayu Massa (gram) Volume (cc) 𝑚 ∆𝑚 𝑉 5.305 0.005 9.439 ∆𝑉 0.09 Rapat Massa (g/cc) 𝜌 ∆𝜌 0.56 0.006 D.Pengolahan Data Setelah melakukan pengukuran pada percobaan 2-1. Bagian yang kosong dalam tabel di isi dengan menggunakan persamaan; V = 𝜋𝑙𝐷2 𝜋 𝜋 ; ∆𝑉 = 𝐷2 × ∆𝑙 + 𝑙𝐷 × ∆𝑙 4 4 2 𝜌= 𝑚 1 𝑚 ; ∆𝜌 = × ∆𝑚 + 2 × ∆𝑉 𝑣 𝑉 𝑉 Dari data percobaan 2-1 maka pengukuran volume (𝑉) silinder pejal adalah 𝝅𝒍𝑫𝟐 𝑽 = 𝟒 3.14 × 6.390 × 1.6002 V = 4 Dari data percobaan 2-1 maka ketidakpastian pengukuran volume (∆𝑉) silinder pejal adalah 𝝅 𝟐 𝝅 𝑫 × ∆𝒍 + 𝒍𝑫 × ∆𝒍 𝟒 𝟐 3.14 3.14 ∆𝑉 = 4 16002 × 0.005 + 2 6.390(1.600) × 0.005 ∆𝑉 = 0.090 cc ∆𝑽 = V = 12.848 cc Dari data percobaan 2-1 maka pengukuran massa (𝜌) silinder pejal adalah 𝜌= 97.560 𝟏 𝒎 × ∆𝒎 + 𝟐 × ∆𝑽 𝑽 𝑽 1 97.560 ∆𝜌 = 12.848 0.005 × + 12.8482 × 0.090 ∆𝜌 = 0.054 cc ∆𝝆 = 𝐦 𝛒= 𝐯 12.848 𝑔 𝜌 = 7.593 ⁄𝑐𝑐 Dari data percobaan 2-1 maka ketidakpastian pengukuran massa jenis (∆𝜌) silinder pejal adalah Setelah melakukan percobaan 2-2a dan 2-2b maka bagian yang kosong pada tabel diisi dengan persamaan; 𝑉 =𝑝 ×𝑙× 𝑡 ̅ 2 × (∆𝑡)2 ∆𝑉 = √( 𝑙 ̅ × 𝑡̅)2 × (∆𝑝) + (𝑝̅ × 𝑡̅)2 × (∆𝑙)2 + (𝑝̅ × 𝑙) ρ= m v 1 2 𝑚 2 √ ∆𝜌 = ( ) × (0.9 × ∆𝑚)2 + ( 2 ) × (∆𝑉)2 𝑉 𝑉 Dari data percobaan 2-2a, maka pengukuran volume (𝑉) balok kayu adalah Dari data percobaan 2-2b, maka pengukuran massa jenis (𝜌) balok kayu adalah 𝛒= 𝑽 =𝒑 ×𝒍× 𝒕 ρ= 𝑉 = 3.733 × 2.569 × 0.984 𝑉 = 9.439 𝑐𝑐 5.305 𝐦 𝐯 9.439 𝑔 ∆𝜌 = 0.56 ⁄𝑐𝑐 Dari data percobaan 2-2b, maka ketidakpastian pengukuran volume (∆𝜌) balok kayu adalah ̅ 2 × (∆𝑡)2 ∆𝑉 = √( 𝑙 ̅ × 𝑡̅)2 × (∆𝑝) + (𝑝̅ × 𝑡̅)2 × (∆𝑙)2 + (𝑝̅ × 𝑙) ∆𝑉 = √( 2.569 × 0.984)2 × (0.02) + (3.733 × 0.984)2 × (0.02)2 + (3.733 × 2.569)2 × (0.007)2 ∆𝑉 = 0.09 𝑔𝑟⁄𝑐𝑐 Dari data percobaan 2-2b, maka ketidakpastian pengukuran massa jenis (∆𝜌) balok kayu adalah 1 2 𝑚 2 √ ∆𝜌 = ( ) × (0.9 × ∆𝑚)2 + ( 2 ) × (∆𝑉)2 𝑉 𝑉 2 2 1 5.305 ∆𝜌 = √(9.439) × (0.9 × 0.005)2 + (9.4392 ) × (0.09)2 𝑔 ∆𝜌 = 0.006 ⁄𝑐𝑐 E.Pembahasan Pada praktikum kali ini alat dan bahan praktikum yang digunakan adalah neraca o’hauss satu lengan, mikrometer sekrup, jangka sorong, silinder pejal, dan balok kayu. Untuk alat pengukuran memiliki fungsi ,tingkat ketelitian, dan ketidakpastian pengukurannya masing-masing. Neraca o’hauss satu lengan berfungsi sebagai alat untuk mengukur massa dengan batas yang dapat diukur alat tersebut adalah 311 gram, dengan tingkat ketelitian pengukuran hingga 0.01 gram dan ketidakpastian pengukuran sampai 0.005 gram. Jangka sorong berfungsi sebagai alat untuk mengukur panjang dan diameter suatu benda dengan batas pengukuran 16 cm, dengan tingkat ketelitian pengukuran 0.05 mm dan ketidakpastian pengukuran 0.05 mm. Mikrometer sekrup berfungsi sebagai alat untuk mengukur panjang dan diameter benda dengan batas ukurn 25 mm, dengan tingkat ketelitian 0.01 mm dan ketidakpastian pengukuran 0.05 mm. Pada percobaan 2-1 panjang,diameter, dan massa silinder pejal diukur dengan menggunakan jangka sorong dan neraca o’hauss satu lengan satu kali tanpa ulangan. Dari hasil pengukuran didapat bahwa; Massa (m) silinder pejal yang diukur adalah 97.560 gr dengan ∆𝑚 0.005 gr Panjang (p) silinder pejal yang diukur adalah 6.390 cm dengan ∆𝑝 0.005 cm Diameter (D) silinder pejal yang diukur adalah 1.600 cm dengan ∆𝐷 0.005 cm Dengan menggunakan persamaan 𝑽 = 𝝅 𝝅𝒍𝑫𝟐 𝟒 dan ∆𝑽 = 𝝅 𝟒 𝑫𝟐 × ∆𝒍 + 𝒍𝑫 × ∆𝒍 volume (𝑽) dan ketidakpastian pengukuran volume (∆𝑽) silinder pejal yang diukur adalah 12.848 cc dan 0.090 cc 𝐦 𝟏 𝒎 Dengan menggunakan persamaan 𝛒 = 𝐯 dan ∆𝝆 = 𝑽 × ∆𝒎 + 𝑽𝟐 × ∆𝑽 massa jenis (𝛒) dan ketidakpastian pengukuran massa jenis (∆𝝆) silinder pejal 𝑔𝑟 𝑔𝑟⁄ pejal yang diukur adalah 7.593 ⁄𝑐𝑐 dan 0.054 𝑐𝑐 . 𝟐 Pada percobaan 2-2 panjang,lebar,tebal, dan massa dari balok kayu diukur dengan menggunakan jangka sorong, mikrometer sekrup, dan neraca o’hauss satu lengan. Untuk pengukuran panjang balok, pengukuran dilakukan secara berulang sebanyak 8 kali dengan jangka sorong. Pengukuran lebar balok juga dilakukan pengulangan sebanyak 8 kali. Tebal balok juga di ukur dengan pengulangan sebanyak 8 kali menggunakan mikrometer sekrup. Terakhir massa balok kayu hanya diukur sebanyak satu kali dengan menggunakan neraca o’hauss satu lengan. Dari percobaan 2-2a didapat hasil pengukuran; Dengan menggunakan software Microsoft Excel didapat bahwa rata-rata hasil pengukuran panjang (𝑝̅ ) dan ketidakpatsian pengukuran (∆𝑝) dari 8 kali pengukuran panjang balok kayu adalah 3.733 cm dan 0.02 cm. Dengan menggunakan software Microsoft Excel didapat bahwa rata-rata hasil pengukuran lebar (𝑙̅ ) dan ketidakpatsian pengukuran (∆𝑙) dari 8 kali pengukuran lebar balok kayu adalah 2.569 cm dan 0.02 cm. Dengan menggunakan software Microsoft Excel didapat bahwa rata-rata hasil pengukuran tebal (𝑡̅) dan ketidakpatsian pengukuran (∆𝑡) dari 8 kali pengukuran tebal balok kayu adalah 0.984 cm dan 0.007 cm. Pada percobaan 2-2b didapat hasil pengukuran; Dengan menggunakan persamaan 𝑉 =𝑝 ×𝑙× 𝑡 dan 2 2 2 2 2 ̅ × (∆𝑡) ∆𝑉 = √( 𝑙 ̅ × 𝑡̅) × (∆𝑝) + (𝑝̅ × 𝑡̅) × (∆𝑙) + (𝑝̅ × 𝑙) volume (𝑽) dan ketidakpastian pengukuran volume (∆𝑽) balok kayu yang diukur adalah 9.439 cc dan 0.090 cc 𝐦 Dengan menggunakan persamaan 𝛒= 𝐯 dan 2 2 1 𝑚 ∆𝜌 = √(𝑉) × (0.9 × ∆𝑚)2 + (𝑉 2 ) × (∆𝑉)2 massa jenis (𝛒) dan ketidakpastian pengukuran massa jenis (∆𝝆) balok kayu yang diukur adalah 𝑔𝑟 𝑔𝑟⁄ 0.56 ⁄𝑐𝑐 dan 0.006 𝑐𝑐 F. Simpulan Dari hasil percobaan dapat ditarik kesimpulan bahwa, pengukuran diperlukan untuk mengetahui nilai dari suatu besaran. Pada percobaan kali ini dapat dilihat bahwa setiap alat ukur baik itu alat ukur massa, panjang, lebar, dan juga diameter suatu benda memiliki perbedannya masing-masing dalam hal tingkat ketelitian, dimensi yang dihitung, dan ketidakpastian pengukurannya. Dalam pengukuran ketidakpastian dan tingkat ketelitian alat ukur sangat dibutuhkan dalam mengamati dan menganalisa hasil pengukuran dari suatu benda. Hal ini bertujuan untuk menghindari ataupun meminimalisir kesalahan data. Sehingga keterampilan dalam mengamati hasil pengukuran dan mengamati ketidakpastiannya sangat dibutuhkan dalam mengukur nilai suatu besaran. Daftar Pustaka Antika L., Julianti E., Miroah, Nurul A., Hapsari F. 2012. PENGUKURAN (KALIBRASI) VOLUME DAN MASSA JENIS ALUMINIUM. Jurnal fisika dan aplikasinya. 13(1):22-28 Giancoli D, Penerjemah Cuk Imawan. (1997). Fisika Jilid I. Edisi keempat. Jakarta: Erlangga. S. Yohanes, “Estimasi ketidakpastian pengukuran/pengujian dalam pengukuran/pengujian kimia”, Paper, 2010.
