Pengukuran pada ilmu fisika adalah suatu kegiatan yang dilakukan terhadap suatu objek tertentu dengan menggunakan alat ukur yang bersesuaian dengan objek yang diukur. Jadi, mengukur adalah membandingkan suatu objek yang akan diukur dengan suatu alat yang dianggap sebagai ukuran standar.
Alat ukur yang digunakan haruslah memperhatikan nilai objek yang akan diukur agar sesuai dengan peruntukannya. Misalnya, apabila kita ingin mengukur lebar sebuah buku tulis maka alat ukur yang tepat digunakan adalah mistar atau penggaris. Sebaliknya, mengukur ketebalan sehelai rambut misalnya, jika alat ukur yang digunakan penggaris maka hasil yang akan diperoleh tidak akan sahih, jadi yang paling tepat digunakan adalah mikrometer.
Pengukuran besaran fisis dalam fisika dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung. Pengukuran langsung dapat dilakukan dengan menggunakan alat langsung hingga diperoleh besaran fisis yang dikehendaki secara langsung pula.
Misalnya, untuk mengukur besarnya kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian tertutup dapat digunakan alat amper meter, sedangkan pengukuran tidak langsung, yaitu pengukuran suatu besaran yang diperoleh melalui besaran lain, misalnya untuk mengukur besarnya percepatan gravitasi bumi di suatu tempat di atas permukaan bumi, kita tidak dapat melakukannya secara langsung tetapi melalui pengukuran panjang tali dan periode dalam suatu percobaan bandul matematis.
Pada kegiatan belajar ini, kita akan membahas secara terbatas bagaimana cara menggunakan alat ukur yang sesuai untuk pengukuran panjang, dan massa. Satuan pada panjang dan massa bisa dilihat pada tabel dibawah ini:
|
No |
Besaran Pokok |
Satuan SI/MKKS |
Singkatan |
Satuan Sistem CGS |
Singkatan |
|
1 |
Panjang |
meter |
m |
centimeter |
cm |
|
2 |
Massa |
kilogram |
kg |
gram |
g |
-
PENGUKURAN PANJANG
-
Alat Ukur Penggaris
Penggaris atau mistar selain dapat digunakan untuk mengukur panjang/lebar suatu benda juga dapat digunakan untuk menggambar suatu garis. Terdapat berbagai macam tipe dan bentuk penggaris, mulai dari yang bentuknya lurus sampai dengan yang berbentuk segitiga, baik segitiga sama kaki maupun segitiga siku-siku. Apabila dilihat dari jenis dan bahannya, penggaris dapat terbuat dari plastik, logam maupun yang terbuat dari kayu.
Gambar Alat Ukur Penggaris
Pembacaan pada alat ukur ini kurang teliti dibandingkan dengan mikrometer dan jangka sorong. Kelebihannya adalah dapat digunakan untuk mengukur objek yang jauh lebih panjang. Skala terkecil dari penggaris adalah 1 mm, dengan ketelitian setengah dari skala terkecilnya, yaitu 0,5 mm atau 0,05 cm.
-
Alat Ukur Jangka Sorong
Alat ukur jangka sorong (vernier) ini berasal dari seorang matematikawan berkebangsaan Perancis, yaitu Pierre Vernier pada tahun 1631. Pierre Vernier adalah seorang ilmuwan yang menemukan alat ini dan Dia bergerak dalam penelitian mengenai prinsip-prinsip pengukuran.
Jangka sorong yang ada saat ini sudah beraneka ragam baik yang digital maupun yang biasa (analog). Berikut adalah gambar dan bentuk dari jangka sorong beserta bagian-bagiannya.
Gambar Alat Ukur Jangka Sorong
Dengan jangka sorong kita dapat mengukur diameter sebuah pipa, baik diameter bagian dalam ataupun bagian luar. Kedalaman suatu bejana pun dapat diukur. Jangka sorong mempunyai dua bagian skala, yaitu skala utama dan skala vernier. Jika diperhatikan maka 10 bagian dari skala vernier akan tepat berimpit dengan 9 bagian dari skala utama.
Gambar 9 Bagian Skala Utama Berimpit dengan 10 Bagian Skala Vernier
Pembacaan pada jangka sorong secara umum tekniknya sama dengan pembacaan pada mikrometer. Barangkali hanya besar kecilnya skala yang berbeda. Gambar berikut ini adalah berbagai kemungkinan pembacaan pada jangka sorong.
Gambar Pengukuran Jangka Sorong
Vernier dapat digeser ke kiri dan ke kanan secara bebas mengikuti ketebalan objek yang akan diukur. Pada kedudukan ini maka pembacaannya adalah 426 tepat (dalam sembarang satuan yang digunakan). Kita lihat lebih teliti maka jarak pisah antar garis pada vernier tidak sama dengan jarak pisah pada skala utama. Garis nol pada vernier adalah segaris pada angka 426 pada sala utama, namun garis 10 pada vernier segaris dengan angka 435 pada skala. Jadi, jarak pisah pada vernier adalah 90% dari jarak pisah pada skala.
Contoh Soal:
Tentukanlah skala yang ditunjukkan oleh jangka sorong berikut ini.
Penyelesaian:
Kita lihat pada gambar pertama, penunjuk skala utama berada pada angka antara 328,5 dan 329, sedangkan pada vernier yang segaris dengan salah satu garis pada skala utama adalah garis 7. Ini berarti pembacaan yang ditunjukkan oleh jangka sorong adalah 328,7.
-
Alat Ukur Mikrometer
Mikrometer merupakan sebuah alat yang dapat digunakan untuk mengukur suatu benda yang berukuran kecil. Alat ini banyak digunakan di laboratorium fisika, misalnya untuk mengukur ketebalan sehelai rambut, mengukur diameter sebuah kawat, tebal kaca. Berikut ini adalah sebuah gambar mikrometer lengkap dengan nama-nama tiap bagian dari alat tersebut.
Gambar Mikrometer
Timbel pada mikrometer, dapat diputar maju mundur sesuai dengan tebal-tipisnya objek yang akan diukur. Pada badan timbel terdapat garis-garis yang menunjukkan skala pembacaan. Satu putaran penuh timbel terdiri dari 50 skala yang bersesuaian dengan ketebalan suatu objek setengah milimeter.
Contoh Soal:
Tentukanlah ukuran suatu objek apabila kondisi mikrometer menunjuk- kan seperti gambar berikut ini.
Penyelesaian:
- Skala utama pada mikrometer menunjukkan angka 2 yang berarti 20 mm, sedangkan skala pada timbel yang sejajar dengan skala utama adalah angka 3. Oleh karena itu, ukuran objek tersebut adalah 20,3 mm.
- .Skala utama pada mikrometer menunjukkan angka 7 yang berarti 7 mm, sedangkan skala pada timbel yang sejajar dengan skala utama adalah angka 0. Oleh karena itu, ukuran objek tersebut adalah 7,00 mm.
- Skala utama pada mikrometer menunjukkan angka 8 yang berarti 8 mm, sedangkan skala pada timbel yang sejajar dengan skala utama adalah angka 7. Oleh karena itu, ukuran objek tersebut adalah 8,07 mm.
-
PENGUKURAN MASSA
Massa merupakan konsep utama dalam mekanika klasik dan objek lain yang berhubungan. Massa adalah salah satu sifat fisis dari suatu benda, yang secara umum dapat digunakan untuk menggambarkan banyaknya materi yang terdapat dalam suatu benda. Dalam Sistem Internasional, massa diukur dalam satuan kg. Alat yang digunakan untuk mengukur massa biasanya adalah timbangan atau neraca. Tidak seperti berat, massa di setiap tempat selalu sama. Misalnya, massa kita ketika berada di bumi dan berada di bulan adalah sama, akan tetapi berat kita di bumi dan di bulan sudah pasti akan berbeda. Jadi secara fisika, ada perbedaan mendasar antara berat dan massa. Hubungan antara massa dan berat adalah berat (W) merupakan hasil kali antara massa (m) dan percepatan gravitasi bumi (g), yaitu:
W = mg (1.2) Massa seseorang akan selalu sama di manapun dia berada, akan tetapi
berat orang tersebut akan berbeda untuk satu tempat dengan tempat yang lain
karena pengaruh gravitasi yang berbeda-beda. Sebagai contoh, berat orang di kutub akan lebih besar dari pada beratnya di khatulistiwa. Mirip dengan hal itu, berat suatu benda di atas permukaan laut akan lebih besar daripada beratnya pada puncak gunung yang tinggi. Hal ini disebabkan karena percepatan gravitasi di kutub lebih besar daripada di katulistiwa dan percepatan gravitasi di atas permukaan laut lebih besar dari pada di tempat yang lebih tinggi, sebab jaraknya ke pusat bumi lebih jauh.
Pengukuran berat dari massa yang sama (a) di bumi, (b) di bulan. Berat benda di bumi lebih besar dibanding di bulan seperti terlihat pada alat.
Ada banyak jenis-jenis alat ukur massa, yang penggunaannya bergantung pada besar kecil ukuran dan berat benda yang mau diukur. Salah satu alat ukur massa yang sering saudara jumpai sehari-hari adalah timbangan, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Alat Ukur Massa/Berat (a) Timbangan lengan, (b) Timbangan digital.
