MAKALAH

“ANALISIS LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR I TENTANG DASAR-

DASAR PRAKTIKUM”

Disusun Sebagai Tugas Mandiri Mata Kuliah Alat-Alat Ukur

Oleh :

YULI ARDIKA PRIHATAMA (K2308062)

PEND. FISIKA 2008

JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

2009

2

PENDAHULUAN

Dalam fisika, pengukuran merupakan salah satu syarat yang tidak boleh

ditinggalkan. Aktivitas mengukur menjadi sesuatu yang sangat penting untuk

selalu dilakukan dalam mempelajari berbagai fenomena yang sedang dipelajari.

Mengapa demikian?

Sebelumnya ada baiknya jika kita mengingat definisi pengukuran atau

mengukur itu sendiri. Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan

besaran lain yang telah disepakati. Misalnya untuk mengukur panjang suatu

tongkat maka kita bisa menggunakan meteran. Dalam hal ini besaran yang

dibandingkan adalah panjang dari tongkat tersebut. Sedangkan besaran

pembandingnya adalah meteran. Meteran merupakan alat ukur besaran panjang

yang satuannya telah disepakati. Dengan demikian jika nilai hasil perbandingan

kedua besaran tersebut menunjukkan bahwa panjang tongkat itu ternyata 1,5 kali

lebih panjang dari ukuran satu meteran dapat dikatakan bahwa panjang kayu yang

terukur adalah 1,5 meter.

Selanjutnya mari kita lanjutkan pada pembahasan mengapa mengukur itu

sangat urgen untuk dilakukan. Mengukur dapat dikatakan sebagai usaha untuk

mendefinisikan karakteristik suatu fenomena atau permasalahan secara kuantitatif.

Dan jika dikaitkan dengan proses penelitian atau sekedar pembuktian suatu

hipotesis maka pengukuran menjadi jalan untuk mencari data-data yang

mendukungnya. Dengan pengukuran ini kemudian akan diperoleh data-data

numerik yang menunjukkan pola-pola tertentu sebagai bentuk karakteristik dari

fenomena atau permasalahan tersebut. Dengan demikian, maka dapat dihasilkan

suatu kesimpulan yang bersifat kualitatif berdasarkan pola-pola yang dihasilkan

oleh data-data kuantitatif tersebut.

Dengan salah satu argumentasi di atas, sudah dapat kita ketahui betapa

penting dan dibutuhkannya aktivitas pengukuran dalam fisika. Maka tidak ada

alasan bagi para fisikawan untuk mengabaikannya dalam setiap riset-riset mereka.

3

PERMASALAHAN

Permasalahan yang akan dikaji dalam makalah ini terkait dengan

pengukuran terbagi menjadi dua hal:

Pertama, yaitu teknik-teknik pengukuran yang digunakan selama

praktikum dalam mata kuliah Praktikum Fisika Dasar I pada judul praktikum

“Pengukuran Dasar”. Pada permasalahan ini, sub-sub pembahasannya meliputi,

teknik-teknik yang digunakan, kelebihan dan kelemahan dari penggunaan teknik

tersebut, dan koreksi terhadap teknik yang digunakan.

Kedua, yaitu teknik pelaporan hasil yang digunakan dalam laporan

praktikum mata kuliah Praktikum Fisika Dasar I pada judul praktikum

“Pengukuran Dasar”. Pada permasalahan ini, sub-sub pembahasannya meliputi

proses komputasi dan aturan-aturan pelaporannya serta koreksi terhadap teknik

yang digunakan.

Dari kedua permasalahan di atas, maka pada akhirnya nanti akan dapat

dihadirkan sebah usaha perbaikan dalam proses praktikum. Sehingga ke depannya

praktikum-praktikum fisika yang dilakukan oleh para mahasiswa dapat menjadi

lebih baik.

4

PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil observasi terhadap laporan praktikum yang telah

dibuat, khususnya laporan praktikum mata kuliah Praktikum Fisika Dasar I yang

berjudul “Pengukuran Dasar”, diperoleh beberapa permasalahan sebagaimana

yang telah diuraikan dalam bab sebelumnya. Secara berurutan permasalah-

permasalahan tersebut akan dikaji dalam bab berikut.

Teknik-Teknik Pengukuran yang Digunakan

1. Percobaan I & II (Mencari Volume dan Massa Kubus)

Kubus yang diukur adalah kubus besi dan tembaga. Teknik yang

digunakan adalah dengan dengan mengukur rusuk-rusuk kubus tersebut

menggunakan jangka sorong dan milimeter sekrup. Masing-masing

pengukuran rusuk tiap kubus diulang 5 kali. Sedangkan untuk pengukuran

massa, percobaan yang dilakukan hanya 1 kali.

2. Percobaan III (Mencari Volume dan Massa Benda berbentuk Bola)

Benda yang diukur adalah bola kaca (kelereng besar). Teknik yang

digunakan adalah dengan mengukur panjang diameternya menggunakan

jangka sorong dan milimeter sekrup. Masing-masing pengukuran diameter

diulang 5 kali. Sedangkan untuk pengukuran massa, percobaan yang

dilakukan hanya 1 kali.

3. Percobaan IV (Mencari Volum Kubus Besi, Kubus Tembaga dan Bola

Kaca dengan Pengukuran Langsung)

Teknik pengukurannya adalah dengan memasukkan kubus besi atau

tembaga atau bola kaca ke dalam gelas beker yang telah diisi air dengan

volume tertentu. Setelah benda tersebut berada di dalam gelas beker maka

permukaan air akan naik sehingga air yang ada dipindah ke dalam gelas

ukur dengan cara dituangkan hingga permukaan air yang ada di dalam

gelas beker kembali pada posisi volume awal. Berdasarkan hukum

Archimedes, volume air yang dipindah ke dalam gelas ukur tersebut sama

dengan volume kubus yang dihasilkan.

5

Baik hasil percobaan I, II, III maupun percobaan IV, semuanya akan digunakan

untuk menentukan massa jenis besi, tembaga dan kaca.

Analisis Terhadap Teknik Pengukuran yang Digunakan

Berdasarkan teknik-teknik percobaan yang telah dipaparkan sebelumnya,

maka pada bagian ini akan kami uraikan analisis untuk tiap-tiap teknik yang

digunakan.

Percobaan I dan II merupakan teknik pengukuran tidak langsung untuk

menentukan volum kubus besi dan tembaga. Dengan mengabaikan bentuk kubus

yang tidak presisi, maka untuk tiap-tiap pengukuran rusuk akan menghasilkan

satu ketidakpastian. Karena volume kubus merupakan hasil pangkat 3 dari

rusuknya, maka volume kubus yang dihasilkan memiliki ketidakpastian yang

berpangkat 3 pula. Artinya percobaan ini memberi efek ketidakpastian yang lebih

besar. Dengan demikian, teknik percobaan semacam ini akan menyebabkan

kesulitan para praktikan pada penyelesaian analisis kuantitatif dan pelaporan hasil.

Senada dengan percobaan dengan I dan II, percobaan III juga akan

menimbulkan masalah bagi praktikan pada penyelesaian analisis kuantitatif dan

pelaporan hasil. Permasalahannya pun identik. Hanya saja untuk penentuan

volumenya, sudah diketahui adanya konstanta yaitu 4/3π.

Sedangkan untuk percobaan IV, maka ketidakpastian yang muncul dari

pengukuran volume hanya terjadi 1 kali. Sehingga secara logika, teknik percobaan

ini sebenarnya lebih baik dari pada teknik percobaan sebelumnya. Namun

demikian, ternyata alat yang digunakan untuk mengukur langsung besaran yang

sudah ada kurang representatif. Sehingga ini juga semakin menambah

ketidakpastian hasil pengukuran.

Dengan membandingkan kedua metode yang digunakan untuk mengukur

volume benda, maka sebenarnya paling aman adalah dengan menggunakan

metode kedua. Alasannnya adalah sebagai berikut:

Metode kedua akan menghasilkan nilai yang lebih akurat dari pada

metode yang pertama. Metode kedua juga akan lebih presisi dalam menghasilkan

nilai volume dengan metode pertama. Hal ini dikarenakan metode pertama

6

mengabaikan ketidakteraturan bentuk benda. Karena secara riil, kubus ataupun

bola yang diukur tidak presisi, artinya rusuk-rusuknya tidak sama persis atau

lengkung bolanya tidak homogen. Jadi untuk setiap hasil pengukuran rusuk pada

metode pertama maka akan muncul 1 ketidakpastian. Sehingga nilai volume yang

dihasilkan memiliki nilai ketidakpastian yang lebih besar.

Sedangkan metode kedua akan lebih presisi dan memiliki akurasi tinggi

karena ia berdasarkan prinsip hukum Archimedes. Volume air yang didesak oleh

benda yang dimasukkan ke dalam wadah akan sama dengan volume benda

tersebut. Maka ketepatan hasil pengukuran menggunakan metode kedua ini

terletak pada instrumen (alat) yang digunakan..

Agar tujuan percobaan tercapai, yaitu membandingkan hasil pengukuran

suatu besaran secara langsung dengan secara langsung, maka untuk metode yang

kedua diperlukan alat yang lebih teliti. Misalnya menggunakan model gelas

berikut:

Sehingga volume benda-benda yang diukur akan mendekati kenyataan.

Teknik Pelaporan yang Digunakan

Mekanisme komputasi yang digunakan dalam analisis kuantitatif

percobaan ini adalah menentukan volume dari rerata perhitungan volume tiap-tiap

hasil pengukuran. Deskripsinya sebagai berikut:

7

Data untuk tiap-tiap pengukuran benda diproses sendiri-sendiri. Misalnya

hasil pengukuran rusuk pada kubus diproses untuk mencari volume kubus

tersebut. Karena pengukuran rusuk tiap-tiap kubus atau diameter bola kaca

dilakukan sebanyak 5 kali, maka akan ada 5 nilai volum yang dihasilkan

dari perhitungan.

Nilai volume dari tiap-tiap data kemudian dicari reratanya dan simpangan

bakunya. Reratanya dijadikan nilai utama hasil perhitungan, sedangkan

simpangan bakunya dijadikan sebagai nilai penyimpangannya

Selanjutnya nilai volume tersebut digunakan untuk menentukan massa

jenisnya. Yaitu dengan cara membagi massa dengan volume. Untuk tiap-tiap

benda yang diukur maka maka dihasilkan 2 massa jenis. Massa jenis yang pertama

dihasilkan dari pembagian antara massa dengan volume yang diperoleh dari

pengukuran tak langsung, sedangkan massa jenis yang lainnya dihasilkan dari

pembagian antara massa dengan volume yang diperoleh dari pengukuran

langsung.

Analisis Terhadap Teknik Pelaporan Hasil yang Digunakan

Metode yang digunakan dalam komputasi dan pelaporan hasil memiliki

kelemahan berkaitan dengan obyektivitas hasil yang diberikan. Kelemahan-

kelemahan metode tersebut antara lain:

1. Pada pengukuran volume dengan cara tak langsung.

Kelemahan pada metode ini sudah diawali pada teknik pengukurannya.

Sebagaimana diuraikan di awal, metode pengukurannya telah

menghasilkan satu ketidakpastian dalam setiap nilai rusuknya. Sehingga

dalam perhitungan selanjutnya, ketika nilai rusuk tersebut dipangkatkan

tiga maka akan keluar hasil dengan ketidakpastian yang lebih besar.

Namun ternyata, analisis kuantitatifa dari percobaan ini justru

mengabaikan ketidakpastian yang mungkin timbul dari perhitungan ini.

Mekanisme perhitungan yang ada justru mengasumsikan bahwa nilai tiap-

tiap volume dianggap fix. Sehingga perhitungan akan besarnya nilai

8

penyimpangan dari pengukuran tiap benda hanya dilakukan pada bagian

akhir yaitu terhadap nilai volumenya.

Jika demikian, kita akan menjumpai banyaknya ketidakpastian yang

kemudian muncul sebagaimana dalam deskripsi berikut ini.

Perhitungan volume kubus

No. r (mm) V (mm3) V

2(mm

6)

1. X1 X13 X1

6

2. X2 X23 X2

6

3. X3 X33 X3

6

4. X4 X43 X4

6

5. X5 X53 X5

6

∑ A B

Dengan banyaknya ketidakpastian di atas, maka rerata nilai volume yang

dihasilkan sebenarnya juga memiliki unsur ketidakpastian yang cukup

besar.

Belum lagi dengan penyimpangan yang dihasilkan dari perhitungan nilai

simpangan bakunya. Jadi, perhitungan semacam ini justru semakin

memberikan hasil yang kurang obyektif karena besarnya angka

ketidakpastiannya.

Dengan demikian, kita belum dapat menyimpulkan bahwa cara pelaporan

dengan metode pertama yang digunakan dalam praktikum ini benar secara

metode, karena terdapat keganjilan dari data yang dilaporkan. Jika hasil

yang kita laporkan adalah V ± V maka kita jumpai bahwa nilai V sendiri

sebenarnya sudah memiliki ketidakpastian yang besar. Apalagi V, sesuatu

Tiap-tiap data

mengandung 1

ketidakpastian

Besarnya

ketidakpastian

semakin besar dengan

adanya pemangkatan 3

Ketidakpastianny

a semakin besar

sekali

9

yang dijadikan ukuran penyimpangannya ternyata diperoleh dari

perhitungan data yang memiliki ketidakpastian. Berarti penyimpangannya

pun sebenarnya mengandung kepastian yang lebih besar lagi.

2. Pada pengukuran volume dengan cara langsung

Untuk metode yang kedua ini, hasil pengukurannya hanya menghasilkan 1

kali ketidakpastian. Itu pun akan dapat diminimalisir jika instrumen

pengukuran yang digunakan memenuhi standar minimal alat pengukur

volume.

Dengan membandingkan kedua metode tersebut, jika kemudian kita

akan menentukan massa jenis dari masing-masing benda yang telah diukur

volume dan massanya. Maka metode kedua akan menghasilkan nilai massa jenis

yang lebih teliti dari pada metode pertama. Jika kita menggunakan cara

perhitungan yang benar, maka untuk metode yang kedua, rumus perhitungan

massa jenis akan menjadi:

Sedangkan untuk metode pertama, maka perhitungan massa jenisnya

akan sangat rumit jika kita hendak menentukannya melalui mekanisme yang

benar.

Kritik Terhadap Pelaporan yang Dilakukan

Aturan pelaporan yang digunakan dalam praktikum ini didasarkan pada

prosentase besarnya kesalahan relative (KR) yang dihasilkan terhadap reratanya

sebgaimana kami sajikan dalam table berikut:

No. Prosentase KR

Banyaknya angka

penting dari data yang

dilaporkan

1. < 0,5 5 angka penting

2. 0,5 ≤ x < 1,0 4 angka penting

3. 1,0 ≤ x < 5,0 3 angka penting

4. ≥ 5,0 2 angka penting

10

Aturan yang digunakan di atas ternyata bukan aturan standar yang

digunakan dalam pengukuran, dan kemungkinan hanya diperoleh dari kesepakatan

antara asisten praktikum dan para dosen pengampunya. Maka untuk praktikum

berikutnya penggunaan aturan di atas seharusnya direview dan dirubah dengan

merujuk pada referensi-referensi terpercaya.

Sebagai akhir dari pembahasan ini, dapat kita simpulkan bahwa teknik

dan metode yang digunakan dalam suatu pengukuran dan pelaporan hasilnya akan

sangat berpengaruh terhadap ketepatan dan ketelitian nilai yang dihasilkan. Jika

pada proses awalnya sudah banyak terjadi penyimpangan dan ketidakpastian,

maka pada tahap-tahap berikutnya akan menghasilkan ketidakpastian yang lebih

besar.

11

PENUTUP

Dari pemaparan dan analisis yang telah kami lakukan, dapat ditarik

beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Pengukuran suatu besaran dengan metode pengukuran tak langsung

(melalui besaran yang lain) akan menghasilkan ketidakpastian yang lebih

banyak dari pada yang menggunakan metode pengukuran langsung.

2. Pemilihan teknik dan metode pengukuran yang digunakan berpengaruh

terhadap ketelitian dan ketepatan hasil pengukurannya.

3. Banyak terdapat kelemahan dan kekurangan yang didapat dari proses

praktikum fisika dasar tentang “Pengukuran Dasar”, kelemahan tersebut

antara lain meliputi:

a. Teknik pengukuran yang kurang presisi

b. Metode pengukuran yang kurang sesuai

c. Pelaporan hasil yang tidak mengacu pada standar pelaporan

Maka dari itu, kami menawarkan beberapa saran yang semoga berguna

bagi perbaikan praktikum selanjutnya.

1. Perlunya pemilihan teknik dan metode yang tepat dalam pengukuran.

Selain itu, alat yang digunakan harus di up grade agar sesuai dengan

tuntutan metode dan teknik.

2. Perlunya peninjauan kembali terkait dengan metode pengukuran dan

pelaporan hasil. Dan sebaiknya dilakukan perubahan aturan dengan

mengacu pada referensi standar yang digunakan.