BESARAN dan PENGUKURAN

SAINSSifat : sistematis dan rasionalPengelompokkan ilmu :1. Ilmu Sosial

2. Ilmu Alam

Biologi : studi tentang mahluk hidup

Kimia : interaksi unsur dan senyawa

FISIKApaling fundamental

FISIKA (alam)ilmu tentang semua gejala alam (definisi sampai akhir abad 18)

ilmu yang mempelajari komponen materi dengan segala antar-aksinya(definisi sekarang)Filsafat Alam

Cabang ilmu fisikaMekanika berkaitan dengan gerak bendaOptika berkaitan dengan cahayaAkustik berkaitan dengan bunyiTermodinamika berkaitan dengan kalorElektromagnetik tentang listrik dan magnetFisika klasikFisika Modern

Syarat Fisika :Mendefinisikan besaran-besaran fisis secara tepat serta pengukuran besaran fisis tersebut secara akuratMencari hubungan antara besaran-besaran fisis tersebutNilai tiap besaran fisis harus dinyatakan dengan bilangan dan sebuah satuan

Besaran pokok dan satuan (sistem SI) berdasarkan konferensi umum ke 14 mengenai berat dan ukuransatuan besaran fisis harus bersifat standart, tetap dan berlaku universal

Definis satuan :1 m= 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya merah hasil radiasi EM dari isotop 86Kr yang bertransisi antara 2P10 dan 5d5.= jarak tempuh cahaya dalam ruang vakum selama 1/(299.729.458) sekon1 kg= massa sebuah balok platina yang disimpan di Biro Internasional Bagi Berat dan Ukuran, Sevres, Paris.= massa satu liter air murni pada suhu 40 C1 s= selang waktu yang diperlukan oleh atom 133Cs untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali

Awalan-awalan untuk SI

Pengukuran besaran fisismembandingkan besaran fisis dengan beberapa nilai satuan dari besaran fisis tersebut

Alat-alat ukur besaran fisisAlat ukur besaran panjang :

Alat ukur besaran massa :

Alat ukur besaran waktu :

Alat ukur besaran listrik :

Alat ukur besaran temperatur :

Dalam melakukan pengukuran, pasti terjadi ketidakpastian (kesalahan)kesalahantertentu : kesalahan akibat performansi alatrandom : kesalahan akibat pengukuran berulang

KESALAHAN TERTENTU

Disebut juga kesalahan sistemik (Systematic error)Contoh pada mistar : skalanya tidak teratur, suhu peneraan tidak sama dengan saat pengukuran.Contoh pada neraca : lengan neraca tidak tepat sama panjangKesalahan kalibrasi., alat, pengamat dan keadaan fisik.

Kesalahan randomDisebut : kesalahan acak atau tak tentu (random error)Pengukuran ulang dari besaran yang sama tidak memberi hasil yang tepat sama.Mengapa ? Biasanya angka terakhir pengukuran ditaksir oleh pengmat.Kesalahan ini tak dapat dihindari, tetapi dengan pengukuran berulang, kesalahan dapat dihitung.Makin banyak pengulangan pengukuran , makin tepat hasilnya.Contoh : fluktuasi tegangan jaringan listrik, landasan bergetar,bising dan background radiasi.

Kesalahan randomKesalahan bersumber pada gejala yang tidak mungkin dihindari atau perubahan yang terlalu cepat.Tugas dari kita ? Memilih hasil pengukuran suatu nilai terbaik yang dapat menggantikan niali benar. Memilih nilai lain yang menggambarkan penyimpangan nilai terbaik dari nilai benar.Caranya? Pengukuran harus diulang sebanyak mungkin.

Cara menyatakan hasil pengukuran :besaran terukurhasil pengukuran rata-rataKesalahan (toleransi)

PENGUKURAN TUNGGAL

Lamanya benda mendingin,kecepatan komet dll, tidak mungkin dilakukan lebih dari sekali.

Pelaporan hasil pengukuran tunggal tsb ( x x )x = kali last count (skala terkecil)

Pengukuran BerulangMakin banyak pengukuran dilakukan,makin besar tingkat kepercayaan terhadap hasilnya.Empat hal yang selalu dihadapi dalam pengukuran : 1. Berapa banyak pengukuran harus dilakukan ? 2. Nilai mana yang dipilih sebagai nilai terbaik, terdekat dan pengganti nilai benar ? 3. Berapa simpangan nilai terbaik itu dari nilai benar dan bagaimana cara menentukan simpangan tsb ? 4. Hubungan apakah yang ada antara nilai terbaik dan tingkat kepercayaan di satu pihak, dengan jumlah pengukuran yang dilakukan di pihak lain ?

Pengukuran BerulangCara menyatakan hasil pengukuran

Contoh :

Angka PentingJumlah angka yang harus dilaporkan bergantung pada ketelitian alat atau kesalahan hasil pengukuran. Misalnya : pengukuran x menghasilkan x = 22/7 = 3,1428 x = 0,01 maka x = (3,14 0,01) Artinya ? 1. Angka 3 dan 1 diketahui dengan pasti 2. Angka 4 diragukan 3. Angka 2,8, diragukan sama sekali. 4. Besaran x memiliki 3 angka penting.

Angka PentingSemua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran , termasuk angka terakhir yang ditaksirkan.Aturan penulisan : Termasuk angka penting > angka bukan nol > angka nol di antara angka bukan nol

Aturan operasional angka pentingPerkalian/pembagian Jumlah angka penting hasil = jumlah angka penting terkecil yang dioperasionalkan.Penarikan akar Jumlah angka penting hasil = jumlah angka penting yang ditarik akarnya.Penjumlahan dan pengurangan Mengandung satu angka yang diragukan.

Apa bedanya 3,1 dan 3,10 ?Pada 3,1 angka tiga diketahui dengan pasti, sedang angka 1 diragukan.Pada 3,10 angka 3 dan 1 diketahui dengan pasti,sedangkan angka 0 diragukan.Hasil pengukuran 3,10 lebih teliti dari 3,1.Ketelitian suatu pengukuran sering dinyatakan dalam %. Misal suatu pengukuran menghasilkan (22/7 1%)Ketelitian dalam persen dinyatakan hanya dengan satu angka penting saja , 1 % bukan 1,0 %Jadi hasil pengukuran yang dilaporkan adalah x=(3,140,03)

Contoh perhitunganHitunglah penjumlahan bilangan-bilangan penting berikut ini. a. 14,43 gram, 0,352 gram, dan 71,9 gram b. 5,140 kg dengan 234 kg

Jawab. a. 14,43 gram . 3 angka taksiran 0,352 gram . 2 angka taksiran 71,9 gram . 9 angka taksiran ------------------- + 86,682 gram 86,7 gram ( dibulatkan karena hanya boleh satu angka taksiran )

Hitung dan nyatakan hasilnya dalam angka penting yang sesuai. a. 4,854 gram : 25 cm3 b. 20,34 mm x 4,8 mm

Jawab a. 4,854 gram memiliki 4 angka penting 25 cm3 memiliki 2 angka penting --------------- : 0,19416 gram/cm3 . 0,19 gram/cm3

Contoh perhitungan

mistarlast count = 1 mmp = 0,5 mm

jangka sorong

20 sn = 1 mm1 sn = 1/20 mm = 0,05 mmlast count = 0,05 mmp = 0,025 mm

Cara membaca hasil pengukuran :su = 10 mmsn = 8p = 10 mm + (8 x 0,05 mm) = 10,40 mmp = su + (sn x last count)

Mikrometer skrup

50 sp = 0,5 mm1 sp = 1/100 mm = 0,01 mmlast count = 0,01 mmp = 0,005 mm

Cara membaca hasil pengukuran :su = 10 mmsp = 41p = 10 mm + (41 x 0,01 mm) = 10,41 mmp = su + (sp x last count)

Hasil pengkuran :mistar :pastidiragukan3 angka pentingjangka sorong :mikrometer skrup :pastidiragukan5 angka pentingpastidiragukan5 angka penting