Pengukuran dan Angka Penting

Definisi Pengukuran

Pengukuran didefinisikan sebagai proses membandingkan benda yang akan diukur dengan benda lain yang sudah ditetapakan ukuran, skala, dan satuannya. Benda yang akan diukur yaitu benda benda yang akan diketahui nilai besarannya, disebut objek ukur. Sedangkan benda yang sudah ditetapkan ukuran, skala dan satuannya disebut alat ukur atau instrumen ukur. Adapun tujuan pengukuran adalah untuk mengetahui nilai dari besaran yang dimiliki oleh suatu benda.

Berdasarakan prosesnya, pengukuran dibedakan menjadi dua macam, yaitu pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung. Pengukuran secara langsung adalah ketika hasil pembacaan skala pada alat ukur secara langsung menyatakan nilai besaran yang diukur, tanpa perlu dilakukan penambahan, mengambil rata-ratanya, atau pun menggunakan rumus untuk menghitung nilai yang diinginkan. Contohnya mengukur panjang buku dengan penggaris atau mengukur massa benda dengan neraca, dari pengukuran tersebut kita dapat mengetahui berapa panjang buku atau massa benda yang diukur tersebut. Pengukuran secara tidak langsung yaitu pengukuran yang memerlukan perhitungan–perhitungan tambahan untuk mengetahui hasil pengukurannya. Contohnya mengukur luas sebuah persegi panjang, ketika mengukur luas sebuah persegi panjang tersebut, terlebih dahulu kita mengukur panjang dua buah sisi persegi panjang tersebut, dan untuk mengetahui luasnya harus dihitung lagi menggunakan rumus menghitung luas persegi panjang yaitu panjang sisi dikali panjang sisi.

Presisi dan Akurasi

Pada saat melakukan pengukuran, harus diperhatikan presisi dan akurasi dari pengukuran tersebut. Dalam proses pengukuran istilah presisi dan akurasi itu sendiri sering diartikan sama, padahal keduanya memiliki arti yang berbeda. Berikut penjelasan mengenai definisi dari presisi dan akurasi:

Presisi dalam pengukuran dapat diartikan dalam tiga hal, yaitu:

a)  Presisi dalam hal perlakuan pada proses pengukuran, meliputi kualitas alat ukur, sikap teliti si pengukur, kestabilan tempat di mana dilakukan pengukuran.

Contoh:

Menimbang berat badan bayi dengan menggunakan timbangan bayi, lebigh presisi dibandingkan dengan menimbang berat badan bayi dengan timbangan beras

b) Presisi dalam hal hasil pengukuran, terutama pengukuran berulang.

Contoh:

Siswa A melakukan pengukuran panjang secara berulang, hasilnya 10,2 cm, 10,2 cm, 10,3 cm, 10,2 cm, dan 10,3 cm.

Siswa B melakukan pengukuran panjang secara berulang, hasilnya 10,2 cm, 10,3 cm, 10,5 cm, 10,3 cm, dan 10,4 cm.

Dari data di atas, dapat disimpulkan bahwa pengukuran yang dilakukan oleh siswa A lebih presisi daripada pengukuran yang dilakukan siswa B. 

c)   Presisi dalam hal penulisan atau pelaporan hasil pengukuran, terutama pada penulisan jumlah angka desimal dari hasil pengukuran.

Contoh:

Siswa A, menuliskan hasil pengukuran panjangnya L = 7,35 cm

Siswa B, menuliskan hasil pengukuran panjangnya L = 7,4 cm

Dari data di atas, dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran siswa A lebih presisi dibandingkan hasil pengukuran siswa B

Ketiga pengertian presisi tersebut berkaitan satu dengan yang lain, karena proses yang dilakukan dalam pengukuran secara langsung mempengaruhi hasil pengukuran yang berulang – ulang. Jadi, presisi berhubungan dengar metode pengukuran dan bagaimana hasil ukur tersebut dituliskan.

Akurasi dalam pengukuran dapat didefinisikan sebagai ketepatan hasil pengukuran, yaitu seberapa dekat hasil pengukuran yang diperoleh dengan nilai literatur yang sudah ditetapkan. Nilai literatur adalah nilai hasil eksperimen atau kajian teori yang sudah disepakati dan diuji kebenarannya, atau dapat juga disebut nilai konstanta.

Contoh:

Massa jenis air murni sudah disepakati besarnya yaitu 1.000 kg/m³. Kemudia dua orang siswa melakukan pengukuran massa jenis air murni dengan hidrometer, diperoleh data:   

Siswa A, memperoleh nilai massa jenis air murni sebesar 1.002 kg/m³

Siswa B, memperoleh nilai massa jenis air murni sebesar 1.005 kg/m³

Dari data di atas, dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran siswa A lebih akurasi dibandingkan hasil pengukuran siswa B, karena hasil engukuran siswa A lebih dekat ke nilai literaturnya, yaitu 1.000 kg/m³.

Kesalahan dalam Pengukuran

Dalam melakukan pengukuran, kita harus menggunakan alat yang baik sesuai dengan fungsinya, mengetahui prosedur penggunaan alat, mampu membaca skala alat ukur yang digunakan, serta memperhatikan keadaan, kenyamanan dan keamanan lingkungan sekitar. Hal itu dilakukan supaya dapat mencegah atau meminimalisir kesalahan – kesalahan dalam proses pengukuran.

Pada dasarnya kesalahan dalam pengukuran bersumber dari tiga hal, yaitu: orang (pengamat) yang melakukan kesalahan, alat yang digunakan dalam pengukuran, dan lingkungan (alam) tempat dilakukannya pengukuran. Adapun kesalahan–kesalahan yang terjadi dalam pengukuran dikategorikan ke dalam tiga kategori, yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik, dan kesalahan acak (random).

1.  Kesalahan Umum

Kesalahan umum yaitu kesalahan yang dilakukan oleh orang (pengamat) yang melakukan pengukuran. Contoh; pengamat kurang terampil dalam mengoperasikan alat ukur yang digunakan,  kurang tepat posisi mata pengamat dalam melihat skala alat ukut (kesalahan paralaks), atau pengamat keliru dalam membaca skala hasil pengukuran.

2.  Kesalahan Sistematik

Kesalahan sistematis, yaitu kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan dalam pengukuran, meliputi:

a)  Kesalahan titik nol

Kesalahan titik nol terjadi karena titik nol skala pada alat yang digunakan tidak tepat berhimpit dengan jarum penunjuk atau jarum penunjuk yang tidak bisa kembali tepat pada skala nol.

b)  Kesalahan kalibrasi

Kesalahan kalibrasi adalah kesalahan dalam proses pengamatan yang terjadi karena ketidaksesuaian alat ukur dengan standar rancangannya.

c)  Kesalahan karena kerusakan atau melemahnya kinerja komponen alat.

Seperti melemahnya elastisitas pegas pada neraca, sehingga mempengaruhi gerak jarum penunjuk pada neraca tersebut.

3.  Kesalahan Acak (random)

Kesalahan acak adalah kesalahan yang disebabkan oleh kondisi lingkungan sekitar tempat dilakukannya pengukuran. Kesalahan acak tidak dapat dihindari, dan besar kesalahan acak tidak diketahui, tetapi dapat diperkirakan. Kesalahan acak ini juga bisa disebabkan oleh ketidaksempurnaan manusia dan alat, seperti halnya ketidakpastian dalam menentukan pengaruh lingkungan terhadap pengukuran.

Misalnya, fluktuasi–fluktuasi kecil pada saat pengukuran perbandingan muatan dan massa elektron (e/m). Fluktuasi kecil ini bisa disebabkan karena adanya gerak Brown molekul udara, fluktuasi tegangan baterai, dan kebisingan (noise) elektronik yang bersifat acak dan sukar dikendalikan. 

 

Untuk lebih lengkapnya mengenai materi Pengukuran dan Angka Penting dilengkapi Contoh Pembahasan Soal dan  Soal - soal latihan, dapat di download di bawah ini:

Semoga bahan ajar ini bermanfaat dan dapat menambah pemahaman sahabat - sahabat tentang materi - materi Fisika di sekolah.

Teruslah semangat belajar, karena Fisika itu Asik dan mudah 

Salam sukses selalu untuk semuanya.