DASAR-DASAR PENGUKURAN DALAM FISIKA

DASAR-DASAR PENGUKURAN DALAM FISIKA

Ketepatan pengukuran merupakan hal yang sangat penting didalam fisika untuk memperoleh hasil/data dari suatu pegukuran yang akurat dan dapat dipercaya. Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara lain adanya nilai skala terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, adanya gesekan, kesalahan paralaks, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang saling mempengaruhi serta ketrampilan pengamat.
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengukuran :

1. Nilai Skala Terkecil Alat Ukur

Pada setiap alat ukur terdapat suatu nilai skala yang tidak dapat lagi dibagi-bagi, inilah yang disebut nilai skala terkecil (NST).

2. Ketidakpastian pada Pengukuran Tunggal

Pada pengukuran tunggal ketidakpastian umumnya digunakan bernilai setengan dari NST. Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian mutlaknya adalah :

∆X = 1/2 NST

dengan hasil pengukurannya dituliskan sebagai :

X = X ± ∆X

Sedangkan yang dikenal sebagai ketidakpastian relatif adalah:

KTP relatif = ∆X /X

Apabila menggunakan KTP relatif maka hasil pengukuran dilaporkan sebagai

X = X ± KTP relatif x 100 %

3. Ketidakpastian pada Pengukuran Berulang Menggunakan Kesalahan 1/2 – Rentang

Pada pengukuran berulang, ketidakpastian dituliskan tidak lagi seperti pada pengukuran tunggal. Kesalahan 1/2 – Rentang merupakan salah satu cara untuk menyatakan ketidakpastian pada pengukuran berulang. Cara untuk melakukannya adalah sebagai berikut :
a. Kumpulkan sejumlah hasil pengukuran variabel x, misalnya n buah, yaitu X1, X2, ..., Xn
b. Cari nilai rata-ratanya yaitu Xrata-rata = X1 + X2 + X3 +.........../ n
c. Tentukan Xmax dan Xmin dari kumpulan data X tersebut dan ketidakpastiannya dapat dituliskan : ∆X =( Xmax - Xmin)/2
d. Tuliskan hasilnya sebagai : X = Xrata-rata ± ∆X

4. Angka Berarti (Significant Figures)

Angka berarti (AB) menunjukkan jumlah digit angka yang akan dilaporkan pada hasil akhir pengukuran. AB berkaitan dengan KTP relatif ( dalam % ). Semakin kecil KTP relatif maka semakin tinggi mutu pengukuran atau semakin tinggi ketelitian hasil pengukuran yang dilakukan. Hubungan antara KTP relatif dan AB adalah sebagai berikut :

AB = 1 – log (KTP relatif)

5. Ketidakpastian pada Fungsi Variabel (Perambatan Ketidakpastian)

Jika suatu variabel merupakan fungsi dari variabel lain yang disertai oleh ketidakpastian, maka variabel ini akan disertai pula oleh ketidakpastian. Hal ini disebut sebagai perambatan ketidakpastian. Perambatan ketidakpastian dapat dilihat pada Daftar berikut :

Variabel ...............Operasi............Hasil.............Ketidakpastian
...............................Penjumlahan.... p = a + b........∆p = ∆a + ∆b
a ± ∆ a....................Pengurangan ....q = a - b .........∆q = ∆a + ∆b
b ± ∆b ....................Perkalian ..........r = a x b ........∆r/r = ∆a/a + ∆b/b
...............................Pembagian....... s = a/b ..........∆s/s = ∆a/a + ∆b/b
.............................. Pangkat............ t = a^n ..........∆t/t = n∆a/a

(Rdk)