LAPORAN PENGUKURAN PANJANG

PENGUKURAN PANJANG

A.     Pendahuluan

1.      Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak dijumpai benda yang memiliki ukuran yang berbeda-beda. Untuk mengukur benda yang memiliki ukuran panjang biasanya digunakan hasta. Namun, hasil pengukuran yang diperoleh tidaklah memberikan data yang akurat. Dalam hal yang lain, mistar dapat mengukur diameter suatu tabung tetapi mistar tidak dapat digunakan untuk mengukur benda yang berukuran kecil seperti diameter cincin, diameter kelereng, diameter pipa, tebal plat aluminium, diameter kawat, dan ketebalan kertas.

Untuk mengukur benda yang berukuran panjang, tinggi, atau lebar dapat menggunakan mistar atau roll meter. Hasil pengukuran yang diperoleh pun mempunyai data yang lebih akurat. Namun, untuk benda yang mempunyai ukuran yang lebih kecil seperti mengukur diameter kelereng, cincin, pipa dapat digunakan alat ukur jangka sorong yang memiliki tingkat ketelitian yang lebih baik daripada mistar. Sedangkan untuk mengukur benda yang lebih kecil dan tipis seperti plat aluminium, diameter kawat, rambut, ketebalan kertas dapat digunakan alat ukur mikrometer sekrup yang memiliki tingkat ketelitian yang lebih baik dibandingkan dengan mistar dan jangka sorong.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Raihan Tegar Priambudy pada tanggal 9 Agustus 2016 yaitu mengukur diameter kelereng dengan menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup. Dalam pengukuran diamater kelereng tersebut hasil pengukuran dari jangka sorong dengan NST 0,05 mm yaitu diperoleh skala utama sebesar 16 mm dan skala nonius sebesar 55 mm sehingga diperoleh diamater kelereng sebesar 18,75 mm. Sementara itu hasil pengukuran dari mikrometer sekrup dengan NST 0,01 mm yaitu diperoleh skala utama sebesar 16 mm dan skala nonius sebesar 10 mm sehingga diperoleh diamater kelereng sebesar 16,1 mm. Berdasarkan data tersebut terbukti bahwa mikrometer sekrup memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi dibandingkan dengan jangka sorong. Jadi, banyak sekali alat yang digunakan untuk mengukur panjang suatu benda seperti mistar, roll meter, jangka sorong dan mikrometer sekrup. Namun, tidak diketahui bagaimana cara menggunakan alat-alat ukur tersebut secara rinci.

Berdasarkan uraian di atas, maka penting untuk dilakukan praktikum tentang pengukuran panjang.

2.      Tujuan

Dari latar belakang diatas, maka tujuan percobaan pengukuran panjang, yaitu:

a.       Untuk mengetahui cara mengukur diameter dan penggunaan jangka sorong dan mikrometer sekrup.

b.      Untuk mengetahui cara mengukur luas daun.

c.       Untuk mengetahui cara mengukur benda padat yang bentuknya beraturan.

d.      Untuk mengetahui cara mengukur volume benda padat yang bentuknya tidak beraturan.

B.     Kajian Teori

Memperdalam ilmu fisika dapat dilakukan dengan mempelajari bagaimana mengukur besaran yang ada dalam fisika. Di antara besaran-besaran tersebut adalah panjang, waktu, massa, suhu, tekanan, dan arus listrik. Pada tahun 1972, Republik Prancis menetapkan sistem baru untuk berat dan ukuran. Dasarnya adalah meter, didefenisikan sebagai satu per 10 juta jarak dari kutub utara ke ekuator. Selanjutnya, untuk kepraktisan, standar bumi ini diabaikan dan meter didefenisikan menjadi jarak antara 2 garis halus yang terdapat pada ujung batang platinum-iridium, disebut batang meter standar, yang tersimpan di The International Bureau of Weights and Measures di dekat Paris. Duplikat akurat dari batang tersebut dikirim ke laboratorium standarisasi di seluruh dunia. Standar-standar sekunder ini digunakan untuk  menghasilkan standar lain yang lebih diakses dan banyak lagi, sehingga pada akhirnya setiap alat ukur memperoleh otoritasnya dari batang meter standar melalui serangkaian perbandingan yang rumit (Giancolli, 2014).

Pada akhirnya, sains modern dan teknologi membutuhkan standar yang lebih akurat daripada jarak antara dua goresan halus pada batang logam. Tahun 1960, dipakai standar baru, untuk meter, berdasarkan pada panjang gelombang cahaya. Secara spesifik, standar untuk meter ini didefenisikan kembali sebagai 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya orange-merah yang di emisi oleh atom kripton-86 (isotop atau tipe khusus kripton) dalam tabung penembakan gas. Angka panjang gelombang yang janggal ini dipilih sehingga standar yang baru akan mendekati batang meter standar yang lama. Tahun 1983, tuntutan akan ketelitian yang lebih tinggi mencapai pada satu titik dimana standar kripton-86 tidak lagi dapat memenuhi tuntutan tersebut dan ditahun tersebut dibuat satu langkah besar. Meter didefenisikan kembali sebagai jarak yang ditempuh cahaya pada interval waktu tertentu. Dalam General Conference on Weights and Measures ke-17, dituliskan :

“Meter adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh cahaya di dalam ruang vakum selama interval waktu 1/2999 792 458 detik” (Halliday, 2010).

Pengukuran yang dalam bahasa inggris dikenal dengan istilah measurement merupakan suatu kegiatan yang dilakukan untuk mengukur. Artinya memberi angka terhadap sesuatu yang disebut objek pengukuran atau objek ukur. Menurut Allen & Yen (1979: 2) pengukuran (measurement) adalah penetapan angka bagi individu dengan cara sistematis yang mencerminkan sifat (karakteristik) dari individu. Menurut Saifuddin Azwar (2010: 3) pengukuran adalah suatu prosedur pemberian angka terhadap atribut atau variabel suatu kontinum. Sementara itu, menurut Anas Sudijono (2011: 4) pengukuran dapat diartikan sebagai kegiatan untuk mengukur sesuatu. Pada hakekatnya, kegiatan ini adalah membandingkan sesuatu dengan atau atas dasar ukuran tertentu. Menurut Saifuddin Azwar (2010:4-6) karekteristik dari pengukuran, yaitu: 1) Perbandingan antara atribut yang di ukur dengan alat ukurnya, maksudnya apa yang di ukur adalah atribut atau dimensi dari sesuatu, bukan sesuatu itu sendiri; 2) Hasilnya dinyatakan secara kuantitatif artinya, hasil pengukuran berwujud angka; 3) Hasilnya bersifat deskriptif, maksudnya hanya sebatas memberikan angka yang tidak diinterpretasikan lebih jauh. Dari ketiga karakteristik yang disebutkan tersebut maka dapat dikemukakan bahwa pengukuran merupakan pengambilan keputusan yang menghasilkan sebuah angka tetapi angka yang diberikan tidak memberikan interpretasi lebih jauh (Hapsari, 2012).

C.     Metode Praktikum

1.      Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan pengukuran panjang dapat dilihat pada tabel 1.1 berikut.

Tabel 1.1 Alat dan Bahan beserta Fungsinya yang Digunakan pada Percobaan Pengukuran Panjang

No.	Nama Bahan	Fungsi
1	Mistar	Untuk mengukur panjang
2	Balok aluminium	Sebagai objek pengukuran penjang, lebar dan tinggi
3	Pulpen	Untuk menggambar pola daun
4	Kaki statif	Sebagai penyangga
5	Batang statif pendek	Sebagai objek pengukuran diameter
6	Jangka sorong	Untuk mengukur diameter
7	Silinder ukur	Sebagai objek pengukuran diameter dalam, ke dalaman, dan tempat penampungan air yang keluar dari tabung berpancuran
8	Bola gelas (kelereng)	Sebagai objek pengukuran diameter
9	Daun	Sebagai objek pengukuran luas
10	Kertas petak	Untuk memetak daun
11	Kubus material	Sebagai objek pengukuran panjang, lebar dan tinggi
12	Balok kayu	Sebagai objek pengukuran panjang, lebar dan tinggi
13	Tali nilon	Untuk mengikat beban
14	Beban 50 g	Sebagai objek pengukuran volume
15	Tabung berpancuran	Sebagai wadah air

2.      Prosedur Kerja

a.      Pengukuran diameter

1)      Mengukur diameter lubang kaki statif (dengan jangka sorong presisi).

2)      Mengukur diameter batang statif.

3)      Mengukur diameter dalam silinder ukur, dan mengukur ke dalaman silinder ukur.

4)      Mengukur diameter bola gelas (kelereng).

5)      Mencatat semua data hasil pengamatan ke dalam tabel.

6)      Menyelesaikan seluruh isian tabel.

b.    Pengukuran luas

1)      Menyiapkan alat dan bahan.

2)      Meletakkan daun diatas grafik/kertas petak hingga melekat betul.

3)       Menggambar pola daun pada kertas grafik dengan menggunakan pensil yang runcing.

4)      Memberi nomor pada setiap  kotak yang utuh.

5)   Menghitung luas kotak yang tidak utuh mulai dari 0,9; 0,8; 0,7 sampai 0,1. Mengalikan jumlahnya dengan mm².

6)   Menjumlahkan seluruh luas daun.

c.       Pengukuran volume zat padat beraturan

1)   Mengukur panjang (p), lebar (L), dan tinggi atau tebal (t) dari:

-      Balok aluminium

-      Balok kayu (sediakan sendiri)

-      Kubus material

2)   Mencatat semua hasil pengamatan ke dalam tabel hasil pengamatan.

3)   Menghitung volumenya (melengkapi isian tabel).

Volume balok :

d.    Pengukuran volume zat padat tidak beraturan

1)   Percobaan 1

a)   Memasukkan air ke dalam silinder ukur sampai 50 mL, mencatat volume tersebut sebagai volume awal air (V_o).

b)   Memasukkan balok aluminium ke dalam silinder ukur, membaca volume air V₁ (setelah ditambah volume balok) pada skala silinder ukur.

c)   Mencatat hasil pengamatan ke dalam tabel.

d)   Mengulangi langkah 1 s/d langkah 3, untuk mengukur volume beban.

e)   Melengkapi isian tabel.

2)     Percobaan 2

a)      Meletakkan silinder ukur di bawah pancuran dari tabung berpancuran.

b)      Mengisi tabung sampai air mengalir ke dalam silinder ukur. Membaca dan mencatat volume awal air (v₀) di dalam silinder ukur.

c)      Memasukkan balok aluminium ke dalam  tabung berpancuran, membiarkan air mengalir ke dalam silinder ukur. Setelah aliran air berhenti (tidak menetes lagi), membaca dan mencatat volume air (V₁) pada silinder ukur.

d)      Mencatat  hasil  pengamatan ke dalam tabel.

e)      Mengulangi langkah 1 s/d langkah 3 percobaan 2 untuk menentukan volume beban.

f)        Melengkapi isian tabel.

D.    Hasil dan Pembahasan

1.      Hasil Pengamatan

a)      Mistar

Jangkauan ukur = 100 cm

b)      Jangka Sorong

Skala Utama		Skala Nonius
Jangkauan  Ukur	Nilai Terkecil	Banyak Skala	Panjang Skala
15 cm	1 mm	20	19

c)      Mikrometer Sekrup

Banyak skala pada Skala Nonius = 50

Nilai terkecil Skala Utama = 0,5 mm

d)      Pengukuran Diameter pada Jangka Sorong

Tabel 1.2 Menentukan Diameter pada Jangka Sorong Percobaan                    Pengukuran Panjang

No	Nama Bahan	SU	SN	NST	Diameter Dalam	Diameter Luar
1	Kelereng besar	1,9 cm	31	0,02 cm	-	2,52 cm
2	Kelereng kecil	1,1 cm	28	0,02 cm	-	1,66 cm
3	Cincin	1,3 cm	75	0,02 cm	1,892 cm	2,8 cm

e)      Pengukuran Diameter pada Mikrometer Sekrup

Tabel 1.3 Menentukan Diameter Kelereng dengan Mikrometer Sekrup Percobaan Pengukuran Panjang

No.	Nama Bahan	SU	SN	NST	Diameter
1	Kelereng besar	2,5 cm	43	0,001 cm	2,543 cm
2	Kelereng kecil	1,6 cm	43	0,001 cm	1,643 cm

f)        Pengukuran Luas

Tabel 1.4 Menentukan Luas Daun Percobaan Pengukuran Panjang

No.	Bahan	Jumlah kotak utuh	Jumlah kotak tidak utuh
1	Daun	88	21

g)      Pengukuran Volume Zat Padat Beraturan

Tabel 1.5 Menentukan Volume Zat Padat Beraturan Percobaan                     Pengukuran Panjang

No.	Bahan	Panjang (m)	Lebar (m)	Tinggi (m)
1	Balok aluminium	0,057	0,017	0,017
2	Kubus material	0,02	0,02	0,02

h)      Pengukuran Volume Zat Padat Tidak Beraturan

Tabel 1.6 Menentukan Volume Zat Padat tidak Beraturan Percobaan                   Pengukuran Panjang

No.	Bahan	Vol. Awal Air (L)	Vol. Akhir Air  (L)
1	Beban	0,05	0,059

Tabel 1.7 Menentukan Volume Zat Padat tidak Beraturan Percobaan                   Pengukuran Panjang

No.	Bahan	Vol. Awal (L)	Vol. Akhir Air (L)
1	Beban	0,011	0,02

2.      Analisis Data

a)         Mistar

NST = 1 skala terkecil Skala Utama

NST = 1 mm = 0,1 cm

Untuk mencari tingkat ketelitian yaitu :

b)      Pengukuran Diameter pada Jangka Sorong

Atau :

Untuk mencari ketelitiannya yaitu :

1)      Diameter Kelereng Besar

HP = SU + SN(NST)

HP = 1,9 + 31 (0,02)

HP = 2,52 cm

2)      Diameter Kelereng Kecil

HP = SU + SN (NST)

HP = 1,1 + 28 (0,02)

HP = 1,66 cm

3)      Diameter Cincin

HP = SU + SN (NST)

HP = 1,3 + 75 (0,02)

HP = 2,8 cm

4)      Luas Penampang

(a)    Luas Penampang Kelereng Besar

Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat pada tabel berikut.

No	Nama Bahan	Diameter Luar (cm)	Luas Penampang (cm2)
1	Kelereng kecil	1,66	2,16315
2	Cincin	2,8	6,1544

c)      Pengukuran Diameter pada Mikrometer Sekrup

Untuk mencari ketelitiannya yaitu :

1)      Diameter Kelereng Besar

HP = SU + SN(NST)

HP = 2,5 + 43 (0,001)

HP = 2,543 cm

2)      Diameter Kelereng Kecil

HP = SU + SN (NST)

HP = 1,6 + 43 (0,001)

HP = 1,643 cm

3)      Luas Penampang

(a)    Luas Penampang Kelereng Besar

Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat pada tabel berikut.

No	Nama Bahan	Diameter Luar (cm)	Luas Penampang (cm2)
1	Kelereng kecil	1,643	2,11907

d)      Pengukuran Luas Daun

Kotak yang utuh = 88 kotak = 88 mm

Kotak yang tidak utuh = 21 kotak

e)      Pengukuran Volume Zat Padat Beraturan

1)      Balok Aluminium

P x l x t = 0,057 m x 0,017 m x 0,017 m

             = 16,47 x 10^-6 m³

      Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat pada tabel berikut.

No	Bahan	Panjang (m)	Lebar (m)	Tinggi (m)	Volume (m3)
1	Kubus material	0,02	0,02	0,02	8 x 10-6

f)        Pengukuran Volume Zat Padat tidak Beraturan

Volume Benda = Volume akhir air – Volume awal air

Volume Benda = 0,059  – 0,05

Volume Benda = 9 x 10^-6 m³

3.      Pembahasan

Berdasarkan hasil pengukuran diperoleh perbedaan nilai diameter kelereng kecil yang diukur dengan menggunakan alat ukur jangka sorong dan mikromter sekrup secara berurut–turut yaitu 1,66 cm dan 1,643 cm sementara itu untuk hasil pengukuran diameter kelereng besar dengan menggunakan alat ukur jangka sorong dan mikrometer sekrup secara berturut-turut yaitu 2,52 cm dan 2,543 cm. Untuk hasil pengukuran diameter luar dan diameter dalam dengan menggunakan jangka sorong diperoleh hasil secara berturut-turut yaitu 2,8 cm dan 1,892 cm. Dengan menggunakan hasil diameter luar cincin dapat diperoleh luas penampang cincin yaitu sebesar 6,1544 cm. Dengan demikian alat pengukur diameter yang lebih teliti antara jangka sorong dan mikrometer sekrup yaitu mikrometer sekrup. Karena mikrometer memiliki NST yang lebih besar dibandingkan dengan NST jangka sorong sehingga memiliki tingkat ketelitian pengukuran yang lebih baik. Sementara itu salah satu cara untuk mengetahui luas penampang sebuah lingkaran dapat diperoleh dengan mengukur diameter lingkaran tersebut.

Luas permukaan suatu benda datar persegi misalnya dapat diketahui dengan mengalikan besaran panjang dan lebar dari benda persegi tersebut. Tetapi untuk benda yang bentuknya tidak persegi seperti daun maka pengkuran luasnya tidak bisa langsung dikalikan besaran panjang dan lebarnya karena bentuknya tidak beraturan. Jadi, cara pengukurannya yaitu dengan menggambar pola bentuk daun yang ingin diketahui luasnya pada kertas petak sehingga akan terbentuk persegi-persegi kecil yang sama besar pada pola daun tersebut. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh jumlah kotak keseluruhan adalah 109. Jumlah kotak yang penuh sebanyak 88 kotak dan jumlah kotak yang tidak penuh sebanyak 21. Dari data tersebut diperoleh luas daun sebesar 92,12 mm². Jadi, mengukur luas penampang daun dapat dilakukan dengan menggunakan kertas petak.

Pada percobaan pengukuran volume zat padat beraturan dilakukan dua perlakuan yaitu mengukur volume balok aluminium dan kubus material. Pada pengukuran ini hanya menggunakan alat ukur mistar yang merupakan alat ukur panjang. Pengukuran volume suatu benda dapat dilakukan hanya dengan mengukur panjang, lebar dan tinggi dari benda tersebut dan mengalikan ketiga besaran tersebut. Berdasarkan hasil pengamatan diperoleh panjang, lebar  dan tinggi dari balok aluminium secara berturut-turut yaitu 0.057 m,  0,017 m, dan 0,017 m. Sedangkan hasil pengukuran kubus material diperoleh panjang, lebar dan tinggi secara berturut-turut yaitu sebesar 0,02 m, 0,02 m, dan 0,02 m. Dengan demikian diperoleh nilai volume dari balok aluminium dan kubus  material secara berturut-turut yaitu 16,47 x 10^-6 dan 8 x 10^-3. Jadi, nilai volume zat padat beraturan dapat diperoleh dengan mengukur panjang, lebar dan tinggi dari benda tersebut dan mengalikan ketiga besaran tersebut.

Bila suatu zat padat beraturan dapat diketahui volumenya dengan mengukur panjang, lebar dan tinggi  dari benda tersebut maka lain hal dengan zat padat  tidak beraturan. Pada percobaan pengukuran volume zat padat tidak beraturan ini dilakukan dengan dua cara yaitu pertama dengan mengisi silinder ukur dengan volume tertentu sebagai volume awal (V₀) kemudian memasukkan benda yang akan diukur volumenya ke dalam silinder ukur. Kemudian amati kembali volume air yang tertera pada silinder ukur sebagai volume akhir (V₁). Berdasarkan hasil pengamatan untuk cara pertama ini diperoleh volume awal air sebesar 0,05 L dan volume akhir air sebesar 0,059 L. Dengan menyelisihkan Volume akhir air dan volume awal air diperolehlah volume benda sebesar 0,009 L . untuk cara yang kedua yaittu dengan meletakkan silinder ukur dibawah tabung berpancuran kemudian mengisi penuh tabung berpancuran dengan air hingga air mengalir ke dalam silinder ukur. Catat volume air pada silinder ukur sebagai volume awal (V₀) kemudian memasukkan benda ke dalam tabung berpancuran hingga air mengalir ke dalam silinder ukur. Catat volume air pada silinder ukur sebagai volume akhir (V₁). Berdasarkan hasil pengamatan untuk cara kedua ini diperoleh volume awal air sebesar 0,011 L dan volume akhir air sebesar 0,02 L. Dengan menyelisihkan volume akhir air dan volume awal air diperoleh volume benda sebesar 0,009 L. Jadi, pada cara kedua ini dapat dipahami bahwa volume benda sama dengan volume air yang dipindahkan baik menggunakan cara pertama ataupun kedua tetap menghasilkan nilai volume yang sama untuk benda yang sama.