Rumus Hasil Pengukuran Besaran Fisis

Setiap kali kamu mengukur, pastikan untuk menyertakan ketidakpastian (Δx) agar orang bisa menilai tingkat keakuratannya. Oleh karena itu, kamu harus menuliskan hasil pengukuran dalam bentuk berikut:

Keterangan:

x adalah nilai hasil pengukuran (nilai utama),

Δx adalah ketidakpastian pengukuran, yaitu batas atas dan bawah dari nilai yang mungkin

Contoh:

Jika suatu panjang diukur 25,4 cm dengan ketidakpastian 0,1 cm, maka hasil penulisan yang benar adalah:

Pengaruh Cara Pengukuran terhadap Penentuan Nilai Ketidakpastian

 

Pengukuran Tunggal dan Penentuan Ketidakpastiannya

Dalam pengukuran tunggal, kamu hanya melakukan satu kali pengukuran. Karena tidak ada data pembanding, kamu tidak bisa menghitung rata-rata. Oleh sebab itu, kamu perlu menentukan ketidakpastian berdasarkan karakteristik alat yang digunakan, seperti skala terkecil atau resolusinya. Metode ini umumnya melibatkan dua jenis alat ukur:

• Pengukuran Tunggal tanpa Skala Nonius

Kamu bisa menggunakan alat ukur sederhana seperti mistar atau termometer. Dalam kasus ini, ketidakpastian dihitung dari setengah nilai skala terkecil alat. Misalnya, jika kamu mengukur panjang dengan mistar atau suhu dengan termometer biasa, kamu cukup mengambil nilai ketidakpastian berdasarkan rumus:

Keterangan:

NST adalah Nilai Skala Terkecil alat.

Contoh:

Sebuah mistar memiliki NST = 1 mm, maka ketidakpastiannya adalah ±0,5 mm.

– Pengukuran Tunggal dengan Skala Nonius

Skala nonius digunakan untuk meningkatkan ketelitian pembacaan alat ukur. Dua alat yang umum digunakan adalah:

Jangka Sorong

Jangka sorong berfungsi untuk mengukur panjang, diameter luar, diameter dalam, dan kedalaman benda. Alat ini lebih teliti daripada mistar karena memiliki dua skala yaitu, skala utama dan skala nonius (vernier). Agar bisa membaca jangka sorong dengan benar, kamu perlu memahami nilai skala nonius (SN), yaitu skala terkecil yang dapat diukur. Kamu dapat menghitung nilai ini menggunakan rumus berikut:

Keterangan:

SN (Skala Nonius): Nilai ketelitian jangka sorong (nilai satu skala nonius dalam satuan skala utama).

SU (Skala Utama): Nilai panjang satu satuan pada skala utama (misalnya, 1 mm).

N: Jumlah garis pada skala nonius yang berimpit dengan skala utama.

 

Mikrometer Sekrup: Alat Ukur Presisi Tinggi

Mikrometer sekrup merupakan alat ukur presisi tinggi yang mengukur ketebalan benda-benda sangat kecil, seperti kawat halus, kertas tipis, atau lembaran logam. Para teknisi dan peneliti sering menggunakan alat ini karena kemampuannya membaca hingga ketelitian 0,01 mm.

Mikrometer terdiri dari dua jenis skala utama:

Skala Utama (Sleeve Scale)
Skala ini terletak di batang mikrometer dan menunjukkan ukuran dalam satuan milimeter (mm). Umumnya, skala utama terbagi setiap 0,5 mm.

Skala Nonius (Thimble Scale)
Silinder putar (thimble) pada mikrometer memuat skala nonius. Di sana terdapat 50 garis pembagi dalam satu putaran penuh, yang mewakili total 0,5 mm. Dengan demikian, setiap garis mencerminkan perubahan panjang sebesar 0,01 mm.

Karena 50 skala nonius membagi 0,5 mm, maka setiap skala mewakili:

Artinya, setiap garis pada skala putar menunjukkan pertambahan panjang sebesar 0,01 mm. Inilah yang menjadikan mikrometer sangat presisi.

– Pengukuran Tunggal dengan Skala Digital

Alat digital memang menyajikan hasil pengukuran secara praktis dan cepat. Namun, kamu tetap harus mempertimbangkan ketidakpastian dalam setiap pembacaan. Alat ukur digital memberikan hasil pengukuran secara langsung dan praktis. Meski begitu, ketelitian tetap memiliki batas. Kamu dapat memperkirakan ketidakpastian pengukuran digital berdasarkan nilai skala terkecil (NST) dari alat tersebut. Umumnya, ketidakpastian digital diasumsikan sebesar:

 

$$\Delta x = \pm \text{NST}$$

 

Keterangan:

Δx adalah ketidakpastian pengukuran, yaitu batas atas dan bawah dari nilai yang mungkin.

NST adalah Nilai Skala Terkecil alat.

Contoh:

Misalnya, alat digital menampilkan hasil pengukuran sebesar 12,4 V. Dalam kasus ini, kamu dapat mengasumsikan ketidakpastiannya sebesar ±0,1 V. Maka, kamu perlu menuliskan hasil pengukuran lengkap sebagai:

12,4 ± 0,1 V

 

• Pengukuran Berulang

Kamu bisa melakukan pengukuran berulang untuk mengurangi pengaruh ketidakpastian acak dan memperoleh hasil yang lebih akurat. Dalam metode ini, kamu mengukur besaran yang sama beberapa kali. Setelah itu, hitung nilai rata-rata (mean) dari seluruh pengukuran dan tentukan simpangan baku (standar deviasi) untuk menggambarkan sebaran data.

Baca juga: Besaran, Satuan, dan Ketidakpastian dalam Fisika