Pengukuran dan Alat Ukur Besaran

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Pengukuran adalah proses mengukur suatu besaran menggunakan alat ukur dan satuan besaran tertentu. Proses mengukur sendiri melibatkan aktivitas membandingkan atau menguji atau mencoba, atau mengira nilai suatu besaran menggunakan alat ukur terhadap objek yang sedang diukur. Contoh proses mengukur sebagai berikut. Pengukuran massa sebuah batu akan melibatkan proses mengukur massa batu menggunakan suatu alat ukur massa, misalnya timbangan dan dengan satuan ukur tertentu, misalnya kilogram. Proses mengukur massa batu tersebut akan melibatkan proses membandingkan massa batu yang sedang diukur dengan indikator yang ada dalam alat timbangan.

Berbagai macam alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda-beda. Sebagai contoh, mikrometer sekrup memiliki ketelitian lebih tinggi daripada mistar dan jangka sorong. Adapun yang akan dijelaskan hanya pada alat-alat ukur besaran panjang, massa, dan waktu.

Mengukur Besaran Panjang

Alat ukur besaran panjang yang biasa digunakan antara lain mistar, rol meter (pita pengukur), jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

Mistar atau penggaris biasa kita gunakan untuk mengukur panjang benda yang tidak terlalu panjang. Misalnya mengukur panjang meja, buku, pensil, dan sebagainya. Cobalah kalian amati mistar atau penggaris yang kalian miliki. Berapakah panjang mistar tersebut? Berapakah skala terkecilnya?

Mistar adalah alat ukur panjang yang mempunyai ketelitian setengah dari skala terkecil Pada skala centimeter, 1 cm dibagi menjadi 10 skala, sehingga 1 skala panjangnya 0,1 cm atau 1 mm. Sehingga ketelitian mistar adalah 0,5 mm.

Contoh:

Hasil pengukuran
• Pasti benar 18 mm
• Taksiran 0,5 mm

____________________ +

Hasil pengukuran 18,5 mm = 1,85 cm

Jangka sorong digunakan untuk mengukur panjang benda maksimum 10 cm dengan tingkat ketelitian 0,01 cm. Bagian terpenting dari jangka sorong sebagai berikut.
a) Rahang tetap, memiliki skala panjang yang disebut skala utama.
b) Rahang geser (rahang sorong), memiliki skala pendek yang disebut nonius atau vernier.

Pembagian skala mengakibatkan ketelitian jangka sorong adalah 0,01 cm sehingga ketidakpastian jangka sorong 0,005 cm, yaitu 1/2 dari nilai ketelitian.

Bagian-bagian Jangka Sorong

Cara membaca hasil pengukuran diatas adalah sebagai berikut:
a) Bacaan skala utama yang berdekatan dengan nol skala nonius adalah antara 2,1 cm dan 2,2 cm.
b) Skala nonius yang berimpit dengan satu tanda garis skala utama adalah skala angka lima.
c) Bacaan jangka sorong adalah (2,1 + 0,05) cm = 2,15 cm.
d) Pengukuran jangka sorong yang dilaporkan adalah (2,150 ± 0,005) cm

Contoh lainya:

Pada gambar di atas skala utama = 6,2 cm. Skala nonius= garis ke- 4 
Jadi Panjang benda: 
= 6,2 cm + 4 . 0,01 cm
= 6,2 cm + 0,04 cm
= 6,24 cm

Panjang benda dilaporkan (6,240 ± 0,005) cm

Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur panjang benda maksimum 25 mm. Mikrometer mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius (skala putar). Skala nonius biasanya terdiri atas 50 skala. Jika selubung luar diputar lengkap sekali, rahang geser dan juga selubung akan maju atau mundur 0,5 mm. Satu kali putaran lengkap selubung luar sama dengan jarak maju atau mundur rahang geser sejauh 0,5 mm/50 = 0,01 mm. Berdasarkan perhitungan tersebut ketelitian mikrometer sekrup adalah 0,01 mm. Jadi, ketidakpastian mikrometer sekrup 0,005 mm.

Bagian-bagian Mikrometer sekrup

Cara membaca hasil pengurkuran tersebut adalah:
a) Bacaan skala utama yang berdekatan dengan tepi selubung luar adalah 4,5 mm.
b) Garis selubung luar yang berimpit tepat dengan garis mendatar skala utama adalah garis ke-47.
c) Bacaan mikrometer sekrup adalah (4,5 mm + 47 bagian) = (4,5 + 0,47) mm
= 4,97 mm.
d) Pengukuran mikrometer sekrup yang dilaporkan adalah (4,970 ± 0,005) mm.

Mengukur Besaran Massa

Untuk mengukur massa benda, kita dapat menggunakan timbangan. Timbangan dalam fisika sering disebut neraca. Ada beberapa macam neraca, antara lain neraca pegas, neraca sama lengan, neraca O Hauss atau neraca tiga lengan, neraca lengan gantung, timbangan dacin dan neraca duduk.

neraca pegas

neraca O Hauss

neraca sama lengan

Mengukur Besaran Waktu

Alat untuk mengukur waktu sering kalian jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Bisakah kalian menyebutkan dan menggunakannya? Pada zaman dahulu, sebelum ditemukan jam, orang menentukan waktu dengan melihat bayangan dari benda. Sekarang, alat untuk mengukur waktu dapat kita jumpai dengan mudah, antara lain jam tangan atau arloji, stop wacth, dan pengukur waktu digital.

Sumber: BSE Fisika 1 Nurhayati Nufus, Triwidodo dan Pujianto