Pengukuran Pengukuran A
Pengertian Pengukuran
Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan. B
Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah didefinisikan terlebih dahulu. Besaran Turunan adalah besaran yang satuannya diperoleh dari besaran pokok. Besaran yang dapat diukur dan memiliki satuan disebut besaran fisika. Misalnya panjang, massa, waktu, suhu dan lain-lain. Sedangkan besaran yang tidak dapat diukur dan tidak memiliki satuan, merupakan sesuatu yang tidak termasuk besaran fisika. Contoh yang tidak termasuk besaran fisika adalah sedih, senang, kesetiaan, dll. Berdasarkan hasil konferensi umum tentang berat dan ukuran ke-14 tahun 1971 satuan dalam SI ditetapkan sebagai satuan besaran pokok di bawah ini.
No.
Besaran
Satuan
Simbol
1
Panjang
meter
m
2
Massa
kilogram
kg
3
Waktu
sekon
s
4
Kuat arus listrik
ampere
A
5
Suhu
kelvin
K
6
Jumlah zat
mole
mol
7 C
Intensitas cahaya kandela
cd
Sistem Internasional
Dahulu orang biasa menggunakan jengkal, hasta, depa, langkah sebagai alat ukur panjang. Ternyata hasil pengukuran yang dilakukan menghasilkan data berbeda-beda yang berakibat menyulitkan dalam pengukuran, karena jengkal orang satu dengan
lainnya tidak sama. Oleh karena itu, harus ditentukan dan ditetapkan satuan yang dapat berlaku secara umum. Usaha para ilmuwan melalui berbagai pertemuan membuahkan hasil sistem satuan yang berlaku di negara manapun dengan pertimbangan satuan yang baik harus memiliki syarat-syarat sebagai berikut: 1. Satuan selalu tetap, artinya tidak mengalami perubahan karena pengaruh apapun, misalnya suhu, tekanan dan kelembaban. 2. Bersifat internasional, artinya dapat dipakai di seluruh negara. 3. mudah ditiru bagi setiap orang yang akan menggunakannya. Pada tahun 1960 diresmikan satu sistem satuan yang dapat dipakai di seluruh negara (Internasional). Sistem ini disebut Sistem Internasional (SI). Satuan-satuan SI yang mempunyai syarat-syarat tersebut ditentukan dari sistem MKS (Meter sebagai satuan besaran panjang, Kilogram sebagai satuan besaran massa, Sekon sebagai satuan besaran waktu). 1. Standar untuk Satuan Pokok Panjang Standar untuk satuan pokok panjang dalam SI adalah meter (m). Satu meter standar sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa (vakum) pada selang waktu 1/299 792 458 sekon. Satuan panjang dapat diturunkan dari satu meter standar yang telah ditentukan sebagai berikut : 1. 1 desimeter
( dm) =
0,1 m = 10-1 m 0,01 m = 10-2 m
2. 1 sentimeter
(cm) =
3. 1 milimeter
(mm) = 0,001 m = 10-3 m
4. 1 dekameter (dam) =
10 m = 101 m
5. 1 hektometer
100 m = 102 m
6. 1 kilometer
(hm) = (km) =
1000 m = 103 m
Agar memudahkan dalam melakukan konversi satu satuan SI besaran massa ke satuan SI lainnya dapat kita gunakan tangga satuan besaran massa di bawah ini!
Masih terdapat satuan panjang selain yang telah ditetapkan menurut SI, yaitu inci, yard dan kaki. Satuan ini dapat diubah ke satuan meter sebagai berikut : 1. 1 inci =
3,54
x 10
2. 1 yard = 91,44 x 10
–2
m
3. 1 kaki = 30,48 x 10
–2
m
–2
m
2. Standar untuk Satuan Pokok Massa Standar untuk satuan pokok massa dalam SI adalah kilogram ( kg ). Satu kilogram standar sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platina-iridium. Massa standar disimpan di Sevres, Paris, Perancis. Massa satu kilogram standar mendekati massa 1 liter air murni pada suhu 4 0 C. Di dalamkehidupan sehari-hari sering terjadi salah kaprah dengan massa suatu benda. Massa adalah kuantitas yang terkandung dalam suatu benda. Misalnya terdapat dua buah kantong plastik (kantong plastik A dan kantong plastik B) dengan catatan ukurannya sama. Kantong plastik A diisi penuh dengan tanah, sedang kantong plastik B diisi penuh dengan kapas. Apa yang akan kamu rasakan jika kedua kantong plastik itu diangkat? Tentu akan terjadi perbedaan. Ternyata massa sekantong tanah lebih besar daripada massa sekantong kapas. Kesalahan umum
biasanya dikatakan berat sekantong tanah lebih besar dibandingkan berat sekantong kapas. Satuan massa dapat diturunkan dari satu kilogram standar yang telah ditentukan sebagai berikut : 1. 1 ton kg
=
2. 1 kuintal
=
3. 1 hektogram (ons) 4. 1 dekagram
100 kg =
10 3
102 kg
0,1 kg = 10 - 1 kg
=
0,01 kg = 10-2 kg
=
5. 1 gram (g)
=
6. 1 miligram
=
7. 1 mikrogram
1.000 kg =
0,001 kg = 10-3 kg -6
0,000001 kg = 10 -9
= 0,000000001kg = 10
kg
kg
3. Standar untuk Satuan Pokok Waktu Standar untuk satuan pokok waktu dalam SI adalah sekon (s). Satu sekon standar adalah waktu yang diperlukan oleh atom Cesium – 133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali. Dalam selang waktu 300 tahun hasil pengukuran dengan menggunakan jam atom ini tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Satuan waktu lain yang biasanya dipakai dalam kehidupan sehari-hari antara lain : menit, jam, hari, minggu, bulan,tahun dan abad 1 menit = 60 sekon 1 jam = 60 menit = 3.600 sekon 1 hari = 24 jam = 1.440 menit = 86.400 sekon
D
Suhu dan Pengukurannya
Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. 1. Perasaan Kita Tidak dapat Menyatakan Suhu Suatu Benda
Dengan Tepat. 2. Termometer. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda dengan tepat dan menyatakannya dengan angka disebut termometer. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa), dan bagian atas cairan adalah ruang hampa udara. Termometer dibuat berdasarkan prinsip bahwa volume zat cair akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Volume zat cair akan bertambah apabila dipanaskan, sedangkan apabila didinginkan volume zat cair akan berkurang. Naik atau turunnya zat cair tersebut digunakan sebagai acuan untuk menentukan suhu suatu benda. Seperti kita ketahui bahwa zat cair sebagai bahan pengisi termometer ada dua macam, yaitu air raksa dan alkohol. Nah, ternyata zat cair tersebut memiliki beberapa keuntungan dan kerugian. 1. Termometer air raksa. Berikut ini beberapa keuntungan air raksa sebagai pengisi termometer, antara lain : 1. Air raksa tidak membasahi dinding pipa kapiler, sehingga 2. pengukurannya menjadi teliti. 3. Air raksa mudah dilihat karena mengkilat. 4. Air raksa cepat mengambil panas dari suatu benda yang sedang diukur. 5. Jangkauan suhu air raksa cukup lebar, karena air raksa membeku 6. Pada suhu – 40 C dan mendidih pada suhu 360 C. 7. Volume air raksa berubah secara teratur. Selain beberapa keuntungan, ternyata air raksa juga memiliki beberapa kerugian, antara lain:
1. Air raksa harganya mahal. 2. Air raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah. 3. Air raksa termasuk zat beracun sehingga berbahaya apabila tabungnya pecah. 2. Termometer alkohol Keuntungan menggunakan alkohol termometer,antara lain :
sebagai
pengisi
1. Alkohol harganya murah. 2. Alkohol lebih teliti, sebab untuk kenaikan suhu yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan volume yang besar. 3. Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat rendah, sebab titik beku alkohol –1300C. Keuntungan menggunakan alkohol termometer,antara lain :
sebagai
pengisi
1. Membasahi dinding kaca. 2. Titik didihnya rendah (78 C) 3. Alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi pewarna dahulu agar dapat dilihat. Mengapa air tidak dipakai untuk mengisi tabung termometer? Alasannya karena air membasahi dinding kaca, jangkauan suhunya terbatas, perubahan volumenya kecil, penghantar panas yang jelek. Termometer air raksa banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk mengukur panas badanmu digunakan termometer demam. Sedangkan untuk mengukur suhu suatu ruangan digunakan termometer dinding. Jenis-jenis termometer, antara lain : 1. Termometer zat cair dalam gelas 2. Termokopel 3. Termometer hambatan listrik
4. Termometer gas volume tetap 3. Perbandingan Skala Termometer. Supaya suhu suatu benda dapat diukur dengan menggunakan termometer hingga diketahui nilainya, maka dinding kaca termometer diberi skala dengan cara menandai titik-titik tertentu pada kaca. Setelah itu masing-masing titik tersebut diberi angka untuk menunjukkan derajat panas atau dinginnya suatu benda. Langkah yang dipakai untuk menentukan skala suhu termometer menurut Celsius, sebagai berikut: 1. Titik tetap bawah skala Celsius (0) menggunakan suhu air yang sedang membeku (es). 2. Titik tetap atas (100 ) menggunakan suhu air yang sedang mendidih pada tekanan udara normal yaitu 1 atm. 3. Bagi jarak antara kedua titik tetap atas dan titik tetap bawah menjadi bagian yang sama (100 bagian). Hal ini menunjukkan bahwa jarak antara dua garis berurutan sama dengan 1C. Di bawah ini ditunjukkan perbandingan empat skala suhu, yaitu skala suhu Celsius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin.
1. Termometer Celsius Dibuat oleh Anders Celsius dari Swedia pada tahun 1701 – 1744. Titik tetap atas menggunakan air yang sedang mendidih (100 0C). Titik tetap bawah menggunakan air yang membeku atau es yang sedang mencair (0 C). Perbandingan skalanya 100 2. Termometer Reamur Dibuat oleh Reamur dari Perancis pada tahun 1731. Titik tetap atas menggunakan air yang mendidih (80 0R). Titik tetap bawah menggunakan es yang mencair (0 R). Perbandingan skalanya 80 3. Termometer Fahrenheit Dibuat oleh Daniel Gabriel Fahrenheit dari Jerman pada tahun 1986 – 1736 Titik tetap atas menggunakan air mendidih (212F). Titik tetap bawah menggunakan es mencair (0F). Perbandingan skalanya 180. 4. Termometer Kelvin Dibuat oleh 1848-1954
Kelvin
dari
Inggris
pada
tahun
Titik tetap atas menggunakan air mendidih (373 K). Titik tetap bawah menggunakan es mencair (273 K).
Perbandingan skalanya 100. E
Alat Ukur
1. Alat Ukur Panjang 1. Mistar 2. Jangka Sorong 3. Mikrometer Sekrup 2. Alat Ukur Massa 3. Alat Ukur Waktu F
Pengukuran Besaran Turunan
1. Besaran Luas No.
1.
Bidang
Persegi ( Bujur sangkar )
Gambar
Rumus
L = s x s L = luas s = sisi
L = p x l 2.
Persegi panjang
L = luas p = panjang l = lebar
L = a x t 3.
Jajaran genjang
L = luas a = alas t = tinggi
4.
Segitiga
L = ½ a x t L = luas a = alas t = tinggi
5.
L = Π x r2 L = luas Π= 3,14
Lingkaran
r = jari – jar
2. Besaran Volume no
bidang
gambar
rumus
V = s x s x s 1.
Kubus
V = volume s = sisi
V = p x l x t 2.
Balok
V = volume p = panjang l = lebar t = tinggi
V = Π x r2 x t V = volume 3.
Silinder
Π= 3,14 r = jari – jari t = tinggi
V = 4/3 x Π x
4.
Bola
r3 V = volume Π= 3,14 r = jari – jari
V = 1/3 x Π x r2 x t V = volume 5.
Kerucut
Π= 3,14 r = jari – jari t = tinggi
