Melaporkan Hasil Pengukuran dan Penentuan Angka Penting

Materi Fisika > Materi Fisika SMA > Besaran Fisika dan Satuannya

Artikel kali ini akan mempelajari tentang "melaporkan hasil pengukuran dan penentuan angka penting". kita tahu bahwa dalam pengukuran susah menentukan hasil sebuah laporan. Jadi, disini akan sampaikan bagaimana cara melaporkan pengukuran tersebut.

Kesalahan dalam pengukuran.
Penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang sebenarnya (x0). Kesalahah mempunyai tiga macam, yaitu kesalahan umum (keteledoran), kesalahan acak, dan kesalahan sistematis.
Keteledoran disebabkan oleh adanya keterbatasan pengamatan yang diukur. Misalnya, kurang terampilan menggunakan alat. Seperti mengalami kekeliruan dalam menggunakan skala terkecil.
Kesalahan acak disebabkan adanya kesalahan yang tidak terduga, misalnya adanya getaran yang bergetar.

Kesalahan acak membuat suatu bacaan tidak dapat diprediksi terhadap nilai sebenarnya (x0). Setiap kesalahan acak tidak dapat dihilangkan dan juga membuat suatu ukuran akan mendapatkan nilai di bawah atau di atas dari nilai yang sebenarnya. Kesalahan acak memang tidak dapat dihilangkan tetapi dapat dikurangi dengan mengambil rata-rata dari semua bacaan hasil pengukuran. Jika suatu pengukuran mendapatkan rata-rata mendekati nilai sebenarnya, maka pengukuran adalah akurat atau teliti. Misalnya nilai 50 km dan mendapatkan nilai rata-rata yaitu 52 km, maka bisa dikatakan akurat.
Selain akurat pengukuran juga haru bisa dikatakan presisi atau tepat. Presisi bisa dikatakan presisi jika kesalahan acak kecil, yaitu bagian yang memberikan batasan pada kesalahan acak.

Jika kesalahan acak jauh dari nilai rata-rata maka bisa dikatakan tidak presisi. misalnya jarak memiliki rata-rata 50 km dan memiliki kesalahan acak 100 km maka dikatakan tidak presisi, jika sebaliknya maka presisi.

Selain akurat dan tepat masih ada lagi yang membuat kesalahan dalam pengukuran yaitu kesalahan sistematis. Kesalahan sistematis menyebabkan kumpulan data dari hasil ukur yang berada di nilai rata-rata yang cukup berbeda dengan nilai sebenarnya.
* Kesalahan sistematis kecil = akurat
* Kesalahan sistematis besar = tidak akurat

Kesalahan pada pengukuran bisa disebabkan berapa hal, yaitu;
1. Kesalahan kalibrasi Kalibrasi adalah kesalahan untuk menentukan kebenaran nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur. Kesalahan kalibrasi membuat suatu pembacaan pada pengukuran terlalu kecil dan besar skala. Kesalahan bisa diatasi dengan membandingkan standar ukur baku.

2. Kesalahan arah pandang disebabkan pandangan yang tidak rata yang menyebabkan kesalahan dalam pembacaan pengukuran.

3. Kesalahan titik nol, disebabkan kesalahan pada saat mengembalikan bacaan kearah nol, menyebabkan kesalahan bacaan tersebut. misalnya timbangan yang tidak dimulai di nol melainkan di angka satu.

4. Kesalahan pada alat ukur, misalnya pada saat menggunakan timbangan yang telah rusak atau sebagainya.

Melaporkan suatu besaran
Melaporkan suatu besaran harus memperhatikan skala terkecil yang kita gunakan untuk mengurangi kesalahan yang kita lakukan. Tidak mungkin suatu pengukuran mendapatkan nilai yang sebenarnya karena alat ukur tidak bisa mengukur suatu yang membedakan kecil atau sekecil-kecilnya. sehingga kita haru memasukkan tingkat ketelitiannya. Untuk melaporkan pengukuran harus dilakukan seperti ini.

x = x0 ± Δx
x adalah nilai yang mendekati nilai yang sebenarnya.
x0 adalah nilai hasil pengukuran yang kita lakukan.
Δx adalah suatu ketelitian yang kita lakukan dalam pengukuran.

1. Pengukuran Tunggal
Pengukuran tunggal dilakukan hanya sekali dalam pengukuran itu. Untuk menentukan ketidakpastian kita harus mengalikan dengan 1/2 dari skala terkecil.
Hasil pengukuran suatu besaran dilaporkan sebagai
Δx = 1/2 x skala terkecil

Rumus melaporkan pengukuran tunggal
Misalnya sebuah mikrometer sekrup yang memiliki skala terkecil 0,01 cm. Unuk menentukan tingkat ketelitiannya kita harus membagi setengah dari skala terkecil. Sehingga menjadi 0,005 cm. Hasil laporan itu memiliki 4 angka penting. angka terakhir dari ketelitian harus ditaksirkan hanya boleh menjadi 5 atau 10 tergantung mana yang lebih mendekati.

Contoh Soal:
Andi mengukur balok dengan menggunakan suatu alat dengan hasil 5 cm dengan ketilitian 0,3 cm. Bagaimana meloporkan hasil pengukuran.

Jawab 
Tentukan lebih dulu ketelitiannya
1/2 x 0,3 cm = 0,15 cm (memiliki 3 angka penting)
Jadi, cara melaporkannya adalah
(5,00 +/- 0,15) cm

Pengukuran Berulang
Kita tahu pengukuran berulang, suatu pengukuran yang dilakukan lebih dari satu kali dengan pengukuran yang sama. hasil satuan-satuan pengukuran disebut dengan sampel. Rumus rata-rata dan simpangan baku akan di bahas lebih lanjut pada pembahasan selanjutnya.

Untuk menentukan angka penting dalam pengukuran.
Ketidakpastian relatif sekitar 10% berhak atas 2 angka;
Ketidakpastian relatif sekitar 1% berhak atas 3 angka;
Ketidakpastian relatif sekitar 0,1% berhak atas 4 angka.
Ketidakpastian telatif sekitar 0,01% berhak atas 5 angka penting.
Dan seterusnya.

Rumus ketidakpastian relatif pada pengukuran berulang sebagai berikut;
Ketidakpastian relatif = DELTAx x 100%
Ketidakpastian relatif dihitung dengan persamaan berikut

Angka Penting
a. Notasi Ilmiah
Untuk mempermudah dalam penulisanan pengukuran digunakan notasi ilmiah, misalnya
4 x 1011 (Dalam notasi ilmiah)
400.000.000.000 (Tidak dalam notasi ilmiah)
Lebih mudah menggunakan notasi ilmiah bukan.
Contoh Lainnya;
0,000714 = 7,14 x 10-5

Cara menentukannya 
1. Berapa jumlah angka dibelakang nol.
2. Berapa angka di depan koma pada notasi ilmiah.
3. kurangi angka dibelakang koma dikuran dengan angka di depan koma pada notasi ilmiah dan dapat hasilnya.

c Aturan-aturan angka penting
1. Semua angka bukan nol adalah angka penting
Misalnya ;
2,34 adalah mempunyai angka penting 2, 3, 4.

2. Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol termasuk angka penting.
Misalnya;
3,05
nilai nol termauk angka penting, jadi angka pentingnya adalah 3, 0, dan 5.

3. Semua angka nol yang terletak pada deretan akhir dari angka-angka yang ditulis di belakang koma desimal termasuk angka penting.
200,000
angka nol di depan koma yang terletak di akhir ada dua (lihat digaris tebal). Jadi, angka pentingnya adalah 2, 0, 0, 0, 0, 0.

4. Angka-angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal adalah bukan angka penting.
0,4444
0 bukan angka penting sedangkan 4 depan sampai belakang termasuk angka penting.

5. Bilangan-bilangan puluhan, ratusan, ribuan, dan seterusnya yang memiliki angka-angka nol pada deretan akhir dituliskan dalam notasi ilmiah agar jelas apakah angka-angka nol tersebut termasuk angka penting atau bukan.
2,35 x 10^4
angka pentingnya adalah 2,3, 5 sedangkan angka nol bukan angka penting.

b. Aturan Penjumlahan dan Penguranan
Susah menjelaskannya. Jadi, langsung dipraktekkan saja;
Ini contoh soalnya;
Hitunglah penjumlahan dari 3,03 x 105 dengan 6,730 x 104.
3,03    x 105  = 30,3 x 104 -------- 3 angka taksiran (lihat angka ditebali)
6,730  x 104  =   6,730 x 104 + ----- 0 angka taksiran (lihat angka ditebali)
                         37,030 x 104 ------- dibulatkan menjadi 37 x 104 (ambil yang paling depan dari angka takirannya)
Dalam notasi ilmiah tuliskan sebagai 3,7 x 105.

c.. Aturan Perkalian dan Pembagian
Cara menentukan angka penting pengukuran dari perkalian dan pembagian. maka, ambil angka penting yang paling sedikit dari keduanya.
0,5852 m   x    3,6 m    =  2,10672 m2
 (4 AP)           (2 AP)    = 2,1 m2  (2 AP)

Post a Comment