Mengukur Panjang dan Percepatan Grafitasi

LAPORAN PRAKTIKUM

MENGUKUR PANJANG DAN PERCEPATAN GRAFITASI

 KONSEP DASAR IPA II

Dalam fisika, pengukuran merupakan salah satu syarat yang tidak boleh ditinggalkan. Aktivitas mengukur menjadi sesuatu yang sangat penting untuk selalu dilakukan dalam mempelajari berbagai fenomena yang sedang dipelajari.  Mengapa demikian?

Sebelumnya ada baiknya jika kita mengingat definisi pengukuran atau mengukur itu sendiri. Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang telah disepakati.

Misalnya untuk mengukur panjang suatu kabel maka kita bisa menggunakan meteran. Dalam hal ini besaran yang dibandingkan adalah panjang dari kabel tersebut. Sedangkan besaran pembandingnya adalah meteran. Meteran merupakan alat ukur besaran panjang yang satuannya telah disepakati. Dengan demikian jika nilai hasil perbandingan kedua besaran tersebut menunjukkan bahwa panjang kabel itu ternyata 1,5 kali lebih panjang dari ukuran satu meteran dapat dikatakan bahwa panjang kabel yang terukur adalah 1,5 meter.

Mengukur itu sangat penting untuk dilakukan. Mengukur dapat dikatakan sebagai usaha untuk mendefinisikan karakteristik suatu permasalahan secara kuantitatif. Dan jika dikaitkan dengan proses penelitian atau sekedar pembuktian suatu hipotesis maka pengukuran menjadi jalan untuk mencari data-data yang mendukungnya.

Dengan pengukuran ini kemudian akan diperoleh data-data numerik yang menunjukkan pola-pola tertentu sebagai bentuk karakteristik dari fenomena atau permasalahan tersebut. Dengan demikian, maka dapat dihasilkan suatu kesimpulanyang bersifat kualitatif berdasarkan pola-pola yang dihasilkan oleh data-data kuantitatif tersebut.

Dengan salah satu argumentasi di atas, sudah dapat kita ketahui betapa penting dan dibutuhkannya aktivitas pengukuran dalam fisika. Maka tidak ada alasan bagi para fisikawan bahkan mahasiswa untuk mengabaikannya dalam setiap riset-riset mereka.

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai berbagai kegiatan yang berkaitan dengan pengukuran, misalnya untuk membuat pakalan, maka panjang kain yang harus diperlukan diukur dengan mistar atau rolmeter. Seorang ibu yang membeli harus di warung, penjual menimbang beras dengan neraca, dalam hal inii menimbang memiliki arti mengukur massa.

Sejak jaman dahulu orang telah melakukan pengukuran, seperti mengukur luas tanah, mengukur massa badannya, dan mengukur selang waktu antara matahari terbit sampai tenggelam. Mengukur merupakan yaitu proses membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran tertentu yang telah diketahui atau ditetapkan sebagai acuan. Pada pengukuran yang berbeda kita mungkin membutuhkan alat/instrumen yang berbeda pula.

Alat-alat ukur panjang yang dipakai untuk mengukur panjang suatu benda antara lain mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

1.      MISTAR

Penggaris merupakan alat pengukuran dan alat bantu gambar untuk menggambar garis lurus. Ada berbagai macam penggaris, dari mulai yang lurus sampai yang berbentuk segitiga (biasanya segitiga siku-siku sama kaki dan segitiga siku-siku 30 ° -60 °). Penggaris dapat terbuat dari plastik, logam, berbentuk pita dan sebagainya. Juga ada penggaris yang bisa dilipat.

Penggaris pita atau Meteran

Penggaris merupakan alat untuk mengukur garis, dan merupakan alat yang digunakan dalam geometri, teknik menggambar, mencetak dan rekayasa / bangunan untuk mengukur jarak dan / atau menggambar garis lurus. Penggaris bentuknya adalah sejajar digunakan untuk menggaris baris, Tetapi biasanya penggaris juga berisi garis dikalibrasi untuk mengukur jarak.

Macam-macam penggaris

Dulunya penggaris terbuat dari Gading yang digunakan oleh periode Peradaban Lembah Indus sebelum 1500 SM . Penggalian di Lothal (2400 SM) telah menghasilkan satu penggaris seperti dikalibrasi berukuran sekitar 1 / 16 di (1,6 mm). Ian Whitelaw menyatakan bahwa pengaris Mohenjo-Daro dibagi menjadi unit yang sesuai dengan 1,32 pada (33,5 mm) dan ini ditandai dalam subdivisi desimal dengan akurasi yang luar biasa, untuk kedalaman 0,005 di (0,13 mm). Batu bata kuno yang ditemukan di seluruh wilayah memiliki dimensi yang sesuai dengan unit-unit.

Terdapat berbagai jenis mistar sesuai dengan skalanya di sekitar kita. Mistar dengan skala terkecil 1 mm disebut mistar berskala mm. Mistar dengan skala terkecil cm disebut mistar berskala cm. Mistar mempunyai tingkat ketelitian 1 mm atau 0,1 cm.

Mistar/penggaris berskala terkecil 1 mm mempunyai ketelitian 0,5 mm. Ketelitian pengukuran menggunakan mistar/penggaris adalah setengah nilai skala terkecilnya. Dalam setiap pengukuran dengan menggunakan mistar, usahakan kedudukan pengamat (mata) tegak lurus dengan skala yang akan diukur. Hal ini untuk menghindari kesalahan penglihatan (paralaks). Paralaks yaitu kesalahan yang terjadi saat membaca skala suatu alat ukur karena kedudukan mata pengamat tidak tepat.

2.      JANGKA SORONG

·      Sejarah Alat

Penemunya adalah vernier caliper Caliper awal yang telah ditemukan di Yunani Giglio karam dekat pantai Italia. Kapalmenemukan tanggal pada abad 6. BC. Sepotong kayu yang sudah tetap fitur dan yg dpt bergerak rahang. Meskipun jarang menemukan, caliper tetap digunakan oleh Yunani danRoma.Pada jaman dinasti Han (202 BC - 220 AD), orang Cina juga menggunakan caliper geser,yang mereka yang terbuat dari tembaga dan diproduksi setiap alat dengan prasasti padahari, bulan, dan tahun ini telah dibuat (sesuai dengan nama dan Cina era mereka kalender lunar).Vernier caliper yang modern, untuk membaca sebuah thousandths inch, telah jadian olehAmerican Yusuf R. Brown pada 1851. Brown Sharpe Nya dan diresmikan benar presisi perusahaan manufaktur di Amerika Serikat. Itu adalah pertama praktis untuk pengukurantepat yang dapat dijual dengan harga dalam jangkauan machinists biasa.

·      Definisi Jangka sorong

Adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai seperseratus milimeter . Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat.Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan display digital. Pada versi analog,umumnya tingkat ketelitian adalah 0.05mm untuk jangka sorang dibawah 30cm dan 0.01untuk yang diatas 30cm. 

Jangka sorong (vernier caliper) adalah suatu alat ukur panjang yang dapat digunakan untuk mengukur panjang suatu benda dengan ketelitian hingga 0,1 mm. Jangka sorong digunakan pula untuk mengukur panjang benda maksimum 20 cm. keuntungan penggunaan jangka sorong adalah dapat digunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin, maupun kedalam sebuah tabung.

·         BAGIAN ALAT DAN FUNGSINYA

Jangka sorong adalah alat yang digunakan untuk mengukur diameter, dimensi luar suatu benda, dan dimensi dalam suatu benda. Jangka sorong memiliki 2 bagian, yaitu rahang tetap yang fungsinya sebagai tempat skala tetap yang tidak dapat digerakkan letaknya, dan rahang sorong yang fungsinya sebagai tempat skala nonius dan dapat digeser-geser letaknya untuk menyesuaikan dan mengukur benda. Jangka sorong ini dapat mengukur dengan ketelitian hingga 0,1 mm.

·         CARA PENGGUNAAN

Kegunaan jangka sorong adalah:

ü  untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit;

ü  untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa,maupun lainnya) dengan cara diulur

ü  untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara"menancapkan/menusJangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai seperseratus milimeter. Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat.

Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan bacaan digital. Pada versi analog, umumnya tingkat ketelitian adalah 0.05mm untuk jangka sorang dibawah 30cm dan 0.01 untuk yang diatas 30cm.

Dan jangka sorong merupakan suatu alat pengukuran yang cepat dan relatif teliti untuk mengukur diameter dalam, luar dan dalam suatu tabung, yang memiliki bentuk seperti gambar 1 di bawah ini.

Adapun penggunaan jangka tersebut, adalah sebagai berikut :

-          Mengukur Diameter Luar Benda

Cara mengukur diameter, lebar atau ketebalan benda:Putarlah pengunci ke kiri, buka rahang, masukkan benda ke rahang bawah jangka sorong, geser rahang agar rahang tepat pada benda, putar pengunci ke kanan.

-          Mengukur Diameter Dalam Benda

Cara mengukur diameter bagian dalam sebuah pipa atau tabung : Putarlah pengunci ke kiri, masukkan rahang atas ke dalam benda , geser agar rahang tepat pada benda, putar pengunci ke kanan.

-          Mengukur Kedalaman Benda

Cara mengukur kedalaman benda : Putarlah pengunci ke kiri, buka rahang sorong hingga ujung lancip menyentuh dasar tabung, putar pengunci ke kanan.

·         Cara pembacaan skala jangka sorong yaitu :

Mula-mula perhatikan skala nonius yang berimpit dengan salah satu skala utama. Hitunglah berapa skala hingga ke angka nol. Pada gambar, skala nonius yang berimpit dengan skala utama adalah 4 skala. Artinya angka tersebut 0,4 mm.ukkan" bagian pengukur. Bagian pengukur tidak terlihat pada gambar karena berada di sisi pemegang.Umunya bahan jangka sorong terbuat dari besi stainless dan ukuran harus sesuai dengan ukuran standard yang diisyaratkan. Dalam bangunan umumnya jangka sorong adalah alat yang sangat penting dipergunakan dalam pengukuran diameter besi.

·         Cara Pemakaian Jangka Sorong Manual :

Untuk pengukuran diameter besi dapat dilakukan dengan cara sbagai berikut:

1.      Tempatkan besi pada bagian ujung alat jangka sorong

2.      Lakukan pergeseran skala geser hingga diameter besi sudah tepat bersinggungan dikedua sisi bagian ukur jangka sorong.

3.      Kuncikan alat pengunci pada skala geser.

4.      Untuk mendapatkan nilai diameter besi dapat dilihat sebagai beikut. Lihat angka di skala diam dimana tepat dikiri angka nol skala geser (titik A). Kemudian lihat angka diskala geser dimana tepat garis bersinggungan dengan garis diskala diam (titik B).

5.      Maka nilai dimeter besi adalah A + (0.01 x B).

·         Prinsip Kerja Jangka Sorong

Jangka sorong terdiri dari dua skala yaitu skala utama dengan skala terkecil dalam milimeter (1mm = 0,1 cm) dan skala nonius.

Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm, dengan kata lain jarak 2 skala utama yang saling berdekatan adalah 0,1 cm. Sedangkan sepuluh skala nonius memiliki panjang 0,9 cm, dengan kata lain jarak 2 skala nonius yang saling berdekatan adalah 0,09 cm. Jadi beda satu skala utama dengan satu skala nonius adalah 0,1 cm – 0,09 cm = 0,01 cm atau 0,1 mm. Sehingga skala terkecil dari jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm.

Gambar skala utama (atas) dan skala nonius (bawah)
Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi x = ½ x 0,01 cm = 0,005 cm. DenganDketelitian jangka sorong adalah :  ketelitian 0,005 cm, maka jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng atau cincin dengan lebih teliti (akurat). Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter luar sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin maupun untuk mengukur kedalaman sebuah tabung.

Prinsip utama menggunakan jangka sorong adalah apabila kunci yang terdapat pada jangka sorong dilonggarkan, maka papan skala nonius dapat digerakkan sesuai keperluan. Dalam kegiatan pengukuran objek yang hendak diukur panjangnya atau diameternya maka objek akan dijepit diantara 2 penjepit (rahang) yang ada pada jangka sorong. Panjang objek dapat ditentukan secara langsung dengan membaca skala utama sampai sepersepuluh cm (0,1cm) kemudian menambahkan dengan hasil pembacaan pada skala nonius sampai seperseribu cm (0,001cm).

·         Kalibrasi Jangka Sorong

Jangka sorong dikalibrasi dengan cara mendorong rahang geser hingga menyentuh rahang tetap. Apabila rahang geser berada pada posisi yang tepat di angka nol, yaitu angka nol pada skala utama dengan angka nol pada skala nonius saling berhimpit pada satu garis lurus, maka jangka sorong tersebut sudah terkalibrasi dan siap digunakan.

·         Prosedur Pengukuran Jangka Sorong Mengukur diameter luar suatu benda

a.    Membuka rahang jangka dengan cara mengendorkan sekrup pengunci, menggeser rahang geser jangka sorong kekanan sehingga benda yang diukur dapat masuk diantara kedua rahang (antara rahang geser dan rahang tetap).

b.    Letakkan benda yang akan diukur diantara kedua rahang.

c.    Menggeser rahang geser kekiri sedemikian sehingga benda yang diukur terjepit oleh kedua rahang sekaligus mengunci sekrup pengunci.

d.   Membaca dan mencatat hasil pengukuran.

·         Mengukur kedalaman suatu benda/tabung

a.       Meletakkan tabung yang akan diukur dalam posisi berdiri tegak.

b.      Memutar jangka (posisi tegak) kemudian meletakkan ujung jangka sorong ke permukaan tabung yang akan diukur dalamnya.

c.       Menggeser rahang geser kebawah sehingga ujung batang pada jangka sorong menyentuh dasar tabung.

d.      Mengunci sekrup pengunci

e.       Membaca dan mencatat hasil pengukuran

·         Cara Pembacaan Hasil Pengukuran Jangka Sorong

Mula-mula perhatikan skala utama yang berhimpit dengan angka nol pada skala nonius. Dari gambar ditunjukkan bahwa skala utama berhimpit diantara angka 4,7 cm dengan 4,8 cm.

Selanjutnya perhatikan skala nonius yang segaris dengan skala utama. Dari gambar ditunjukkan pada angka 4.

Perhatikan pembagian skala pada skala nonius, apabila skalanya dibagi menjadi 10 bagian yang sama maka hasil pengukuran skala nonius dikali dengan 1/10mm. Apabila dibagi menjadi 20 bagian maka dikali dengan 1/20mm, dan apabila dibagi menjadi 50 bagian maka dikalikan dengan 1/50 mm.
setelah diketahui skala utama serta skala noniusnya maka hasil pengukurannya adalah jumlah keduanya. Dari contoh dapat dibaca hasil pengukuranya sebesar:

Hasil = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x skala terkecil jangka sorong) = Skala Utama + (skala nonius yang berimpit x 0,01 cm)

x = 0,005 cm (tiga desimal), maka hasil pembacaan pengukuranDKarena  (xo) harus juga dinyatakan dalam 3 desimal. Tidak seperti mistar, pada jangka sorong yang memiliki skala nonius, Anda tidak pernah menaksir angka terakhir (desimal ke-3) sehingga anda cukup berikan nilai 0 untuk desimal ke-3. sehingga hasil pengukuran menggunakan jangka sorong dapat anda laporkan sebagai :

Panjang L = xo ¬+ xD

Maka, hasil pengukurannya menjadi :

4,7 cm + (0,4 x 0,01) cm = 4,7 cm + 0,004 cm = 4,704 cm

Jadi, L = (4,704 + 0,005) cm

·         Macam-Macam Jangka Sorong

Adapun jenis-jenis jangka sorong yang dapat digunakan untuk mengukur panjang adalah seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

·         Janka sorong manual

·         Jangka sorong digital

No	L (m)	T =  (s)	g =	(g - g )
1.	60 cm	T =    = 1,31 s	g =    =    =      = 13,79	= 13,79 – 10,125 = 3,665	= = 13,43
2.	50 cm	T =    = 1,16 s	g =       =       =       = 14,66	= 14,66 – 10,125 = 4,535	= = 20,566
3.	40 cm	T =       = 1,15 s	g =       =        = 11,92	= 11,92 – 10,125 = 1,795	= = 3,22
4.	30 cm	T =    = 96 s	g =    =    =    = 0,00128	= 0,00128 – 10,125 = - 10,1237	= = 102,48930169

Kesalahan Mutlak Pengukuran

∆g  =  

       =

       =

       =

        =  

        =  3,4119393312308

Kesimpulan :

Kesalahan mutlak yang terjadi pada percobaan yang kita lakukan sebanyak empat kali percobaan dalam mengukur percepatan gravitasi pada suatu tempat dengan ayunan sederhana adalah 3,4119393312308

NO	BENDA	HASIL
		MISTAR	JANGKA SORONG	MIKROMETER SKRUP
1.	RING	Diameter  = 2,2 cm	Diameter  =  22 + 0,20 = 22,20 mm	Diameter  = 22  + 0,25 =22,25 mm
		Tebal         = 0,2 cm	Tebal         =  3   + 0,47 = 3,47   mm	Tebal         = 2,5 + 0,10 = 2,6    mm
2.	MUR BESAR	Diameter  = 1,4 cm	Diameter  =  14 + 0,1   = 14,1   mm	Diameter  = 13,5 + 0,39 = 13,89  mm
		Tebal         = 0,7 cm	Tebal         =  7   + 0,20 = 7,20   mm	Tebal         =  7      + 0,22 =  7,22   mm
3.	MUR KECIL	Diameter  = 1,2 cm	Diameter  =  12 + 0,40 = 12,40 mm	Diameter  = 11  + 0,26  = 11,26 mm
		Tebal         = 0,5 cm	Tebal         =   6  + 0,9   =  6,9     mm	Tebal         = 6    + 0,10  =  6, 10 mm

Kesimpulan :

Dalam mengukur tiga buah benda yaitu Ring, Mur besar, dan Mur kecil dengan menggunakan alat ukur panjang yaitu Penggaris atau Mistar, Jangka Sorong dan Mikrometer Skrup hasilnya berbeda. Melihat dari hasil ketelitiannya Mikrometer Skrup  lebih teliti dibandingkan dengan Mistar dan Jangka Sorong.