Pengukuran dan Besaran

Pengukuran dan Besaran oleh Yoskin Erlangga Anwarsyam

Besaran, Satuan, Dimensi dan Angka Penting.

Standar Kompetensi :
Menerapkan konsep Besaran Fisika dan pengukurannya

Kompetensi Dasar :
1. Mengukur besaran Fisika ( massa, panjang dan waktu)
2. Melakukan penjumlahan vektor

Definisi Pengukuran

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat seseorang melakukan pengukuran (kegiatan mengukur) seperti mengukur tinggi badan, mengukur panjang celana., menimbang benda, mengukur lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak suatu tempat dan lain-lain. Dalam Fisika, pengukuran merupakan kegiatan yang membandingkan kuantitas fisik dari sebuah benda atau peristiwa . Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat ukur berdasarkan besaran yang akan diukur. Contoh alat pengukur panjang adalah mistar, pengukur waktu seperti jam atau stopwatch dan penimbang massa seperti neraca timbangan dan neraca pegas.

Beberapa alat pengukur panjang :

1. Penggaris
2. Jangka sorong
3. Mikrometer sekrup
4. Altimeter
5. Pengukur system navigasi satelit

1. Penggaris :

Penggaris adalah sebuah alat pengukur panjang untuk menggambar garis lurus. Contoh : penggaris lurus, pengaris yang dapat dilipat dan penggaris pita (lihat gambar)

Berbagai macam penggaris :

2. Jangka sorong

Jangka sorong adalah alat ukur panjang yang memiliki ketelitian 0,1 mm dengan ketelitian yang lebih baik dari mistar. Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter luar suatu tabung, kawat, atau tebal sebuah buku. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter bagian dalam tabung atau botol dan juga kedalamannya. Perhatikan gambar :

Gambar 2.1. jangka sorong

Jangka sorong terdiri atas rahang tetap yang memiliki skala tetap , rahang geser yang memiliki skala nonius (vernier) , rahang bawah, rahang atas dan pengukur kedalaman. Pada Jangka sorong, rahang bawah digunakan untuk mengukur diameter luar tabung dan rahang atas digunakan untuk mengukur diamater bagian daiam tabung. Adapun bagian ujung digunakan untuk mengukur kedalaman tabung.

Rahang geser jangka sorong dapat digeser secara bebas disesuaikan dengan ukuran benda. Pada rahang geser terdapat skala nonius, yaitu skala yang menentukan ketelitian pengukuran pada jangka sorong. Pada saat keadaan kedua rahang tertutup, yaitu angka 0 skala utama dalam sentimeter berhimpit dengan angka 0 skala nonius, saat diamati ternyata panjang 10 skala nonius = 9 mm, ini berarti panjang 1 skala nonius = 0,9 mm. Sehingga selisih antara skala utama pada rahang tetap dengan skala nonius adalah (1 – 0,9) = 0,1 mm.

Hasil pengukuran dengan jangka sorong akan memuat angka pasti dari skala utama dan angka taksiran dari skala nonius yang segaris (berhimpit) dengan skala utama. Penjumlahan dari keduanya merupakan angka penting. Hasil pengukuran itu dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :

X =( Xo + ∆X. 0,1 ) mm

atau X = hasil skala utama + hasil skala nonius

Kegunaan jangka sorong adalah:

• untuk mengukur suatu benda bagian luar dengan cara diapit, contoh :  mengukur tebal buku
• untuk mengukur bagian dalam atau diameter lubar suatu benda, contoh  besar diameter lubang pipa, botol atau tabung
• untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara “menancapkan/menusukkan” bagian pengukur pengukur kedalaman (lihat gbr 2.1).

3. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup atau disebut juga Mikrometer adalah alat ukur yang lebih cermat dari jangka sorong. Alat ini dapat digunakan untuk mengukur benda-benda yang tergolong kecil dan tipis, misalnya diameter pensil, diameter kawat/ kabel listrik, tebal karton, tebal sehelai kertas hingga diameter rambut. Mikrometer memiliki ketelitian ukur 0,01 mm (Mikrometer analog), bahkan pada Mikrometer elektronik digital, dapat mencapai ketlitian hingga 0,002 mm (2µm). Berikut disajikan bagian-bagian dari Mikrometer.

Gbr. 3.1     Mikrometer

Bagian utama Mikrometer adalah poros ukur yang dapat bergerak, dipasang pada Silinder pemutar ( Bidal). Pada Bidal terdapat skala Nonius yang memiliki 50 bagian skala. Jika skala Nonius diputar satu kali putaran (50 skala), maka bidal akan bergerak maju 0,5 mm, yang dapat diamati pada skala Utama (pada gambar 3.1  (Bidal bergerak maju kearah kiri) Berarti, jika Bidal diputar satu skala, maka akan bergeser sejauh 0,5 mm dibagi 50 = 0,01 mm . Hasil pengukuran Mikrometer terhadap sebuah benda, dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :

X =( Xo + ∆X. 0,01 ) mm

Yaitu :
X0 = hasil skala utama
ΔX = hasil skala nonius ( Skala bidal yang berimpit dengan skala utama)
X = hasil pengukuran Mikrometer terhadap sebuah benda

Berikut ini adalah Mikrometer elektronik digital yang ketelitian ukurnya dapat mencapaii 0,002 mm ( 2 mikrometer)

Sumber gambar: http://www.concept-websites.co.uk/Digital-electronic-micrometer.htm

Bagaimana menghitung panjang sebuah yang diukur dengan Mikrometer? Berikut ini saya sajikan File animasi pengukuran melalui Mikrometer. Mudah-mudahan dapat lebih memperjelas pemahaman anda.

<Sumber File animasi :  http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Micrometer_applet.gif>

Contoh soal :
Gambat berikut menampilkan hasil pengukuran mikrometer terhadap sebuah diameter bola logam kecil , maka nilai yang ditunjukkan adalah :

A. 8,12 mm
B. 8,50 mm
C. 8,52 mm
D. 8,62 mm
E. 9,12 mm
.
.
.

.

Jawab :  Hasil Pengukuran :

• (X) = X0 + ∆X. 0,01
• = ( 8,50 + 12 X 0,01 ) mm = 8,50 + 0,12 = 8,62 mm

Selanjutnya anda dapat melanjutkan dengan soal-soal latihan!  Selamat Berlatih…