Alat Ukur dan Ketidakpastian Pengukuran: Pengertian, Jenis, dan Contoh Soalnya

Sobat Pijar, dalam setiap aspek kehidupan kita, pengukuran memiliki peran penting. Mulai dari mengukur suhu tubuh ketika sedang demam hingga mengkalibrasi instrumen canggih di laboratorium ilmiah.

Namun, ternyata tidak ada pengukuran yang sempurna. Setiap kali kita mengukur sesuatu, ada ketidakpastian yang menyertainya. Artikel ini akan membahas dua aspek yang tak terpisahkan dalam dunia pengukuran, yaitu alat ukur dan ketidakpastian pengukuran. Yuk, terus baca hingga selesai, ya!

Baca juga: Rumus Usaha dan Energi yang Perlu Kamu Tahu

Pengertian Alat Ukur

Alat ukur adalah perangkat atau instrumen yang digunakan untuk mengukur suatu besaran fisik atau parameter tertentu. Tujuan utama dari penggunaan alat ukur adalah untuk mendapatkan data kuantitatif yang akurat dan dapat diandalkan mengenai sesuatu yang sedang diukur. Alat ukur dapat digunakan dalam berbagai bidang, seperti ilmu fisika, kimia, teknik, kedokteran, dan banyak bidang lainnya.

Penggunaan alat ukur juga erat kaitannya dengan konsep ketidakpastian pengukuran, yang mempertimbangkan tingkat keakuratan dan ketelitian alat ukur. Oleh karena itu, pemahaman mendalam tentang alat ukur dan ketidakpastian pengukuran sangat penting dalam berbagai disiplin ilmu fisika.

Jenis jenis Alat Ukur

Berikut ini ada beberapa macam macam alat ukur fisika, yaitu :

Alat Ukur Massa

Alat ukur massa digunakan untuk mengetahui berat atau massa suatu benda. Alat ukur massa disebut "timbangan" atau "neraca." Alat ukur massa yang memiliki ketelitian paling tinggi adalah neraca. Neraca adalah alat yang terdiri dari dua lengan dengan pemberat yang sama di kedua sisinya. 

Ketika kita meletakkan benda di salah satu sisinya, neraca akan bergerak dan membantu kita menentukan berat benda tersebut. Ketelitian neraca bisa sangat tinggi, bahkan hingga fraksi gram. Ini sangat penting dalam berbagai konteks, seperti di laboratorium kimia dan farmasi, di mana dosis obat harus diukur dengan presisi yang sangat tinggi.

Alat Ukur Waktu

Alat ukur waktu yang paling umum adalah jam tangan atau jam dinding. Mereka bekerja dengan menggunakan mekanisme berputar dan jarum yang mengukur waktu dalam jam, menit, dan detik. Jam tangan kita bisa kita bawa ke mana-mana, sementara jam dinding biasanya dipasang di rumah atau kantor. 

Ketelitian jam tangan atau jam dinding biasanya cukup untuk keperluan sehari-hari. Namun, dalam aplikasi yang memerlukan tingkat ketelitian lebih tinggi, seperti di bidang ilmu pengetahuan atau navigasi, jam khusus yang disebut kronometer digunakan untuk mengukur waktu dengan sangat tepat.

Alat Ukur Suhu

Suhu adalah ukuran panas atau dinginnya suatu benda atau lingkungan. Alat ukur suhu udara pada suatu ruangan dan biasanya diletakkan pada dinding disebut termometer. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Termometer biasanya mengandung cairan atau logam yang mengembang atau menyusut sesuai dengan perubahan suhu. 

Ketika suhu berubah, benda dalam termometer akan bergerak, dan angka pada skala termometer akan menunjukkan suhu saat itu. Pemasangan termometer di dinding ruangan membantu kita memantau suhu dalam rumah atau kantor untuk kenyamanan dan kesehatan.

Alat Ukur Arus Listrik

Alat ukur arus listrik dinamakan amperemeter. Alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik disebut amperemeter atau ampere meter. Amperemeter digunakan untuk mengetahui seberapa besar aliran arus listrik yang melewati suatu titik dalam rangkaian listrik. Ini penting dalam perawatan dan perbaikan peralatan listrik, serta dalam penelitian elektronik.

Alat Ukur Tegangan Listrik

alat pengukur tegangan listrik rumah disebut voltmeter. Tegangan listrik, diukur dalam volt (V), adalah perbedaan potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik. Alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik di rumah adalah volt meter. 

Volt meter membantu kita mengetahui seberapa tinggi atau rendah tegangan listrik yang digunakan dalam peralatan listrik di rumah. Ini membantu kita memastikan keselamatan dan fungsi peralatan kita.

Alat Ukur Volume

Volume adalah ukuran seberapa banyak ruang yang ditempati oleh suatu benda atau zat. Alat ukur volume dengan ketelitian tinggi biasanya disebut "buret." Buret adalah tabung panjang dengan skala yang sangat detail, memungkinkan pengukuran volume cairan dengan ketelitian tinggi, sering digunakan dalam laboratorium kimia.

Alat ukur volume untuk bahan cair dengan ketelitian rendah yang umumnya digunakan adalah "gelas ukur." Gelas ukur memiliki tanda-tanda ukuran untuk berbagai volume cairan, seperti air, susu, atau minyak, dan cocok untuk keperluan sehari-hari di dapur atau dalam situasi di mana ketelitian tinggi tidak diperlukan.

Ketidakpastian Pengukuran

Berikut ini ketidakpastian pengukuran fisika kelas 10, diantaranya yaitu :

Ketidakpastian Pengukuran Kalibrasi

Ketidakpastian pengukuran kalibrasi adalah ketidakpastian yang muncul ketika kita mengkalibrasi alat ukur. Kalibrasi adalah proses untuk memeriksa dan menyesuaikan alat ukur agar memberikan hasil yang akurat. 

Selama proses kalibrasi, kita mengukur alat kalibrasi dengan alat ukur lain yang dianggap lebih akurat. Ketidakpastian muncul karena tidak mungkin untuk memiliki alat ukur yang 100% akurat. Oleh karena itu, penting untuk mempertimbangkan ketidakpastian ini ketika menggunakan alat yang telah dikalibrasi.

Ketidakpastian Pengukuran Jangka Sorong

Jangka sorong adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur panjang atau diameter benda dengan akurasi tinggi. Ketidakpastian pengukuran jangka sorong dapat terjadi karena faktor seperti pembacaan skala, keausan alat, atau ketidaksempurnaan alat itu sendiri. Ketika mengukur menggunakan jangka sorong, kita perlu memperhatikan skala dan membaca dengan hati-hati untuk meminimalkan ketidakpastian.

Ketidakpastian Pengukuran Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup adalah alat yang sangat akurat untuk mengukur ketebalan atau diameter benda. Ketidakpastian pengukuran mikrometer sekrup juga bisa berasal dari beberapa faktor. 

Misalnya, ketidakpastian dapat muncul karena kesalahan pembacaan skala mikrometer atau kualitas alat itu sendiri. Menggunakan teknik yang benar dalam mengoperasikan mikrometer dan menjaga alat dalam kondisi baik adalah kunci untuk meminimalkan ketidakpastian.

Ketidakpastian Pengukuran Mistar

Ketidakpastian pengukuran mistar lebih rendah dibandingkan dengan alat pengukuran yang lebih akurat seperti jangka sorong atau mikrometer sekrup. Ini karena mistar umumnya memiliki skala yang lebih besar dan lebih kasar. Ketidakpastian pengukuran mistar bisa muncul karena pembacaan yang kurang tepat, terutama jika kita mencoba mengukur dengan tingkat akurasi yang sangat tinggi.

Penting untuk memahami ketidakpastian pengukuran dalam setiap pengukuran fisika. Dalam setiap pengukuran, ada selalu batas ketidakpastian yang perlu diperhitungkan. Ini penting agar hasil pengukuran kita bisa lebih akurat dan dapat diandalkan, terutama dalam konteks pendidikan dan ilmu pengetahuan.

Contoh Soal Pengukuran

Sebuah kawat diukur menggunakan mikrometer sekrup, dan skala tetap serta skala nonius menunjukkan angka seperti yang terlihat pada gambar di bawah. Bagaimanakah hasil pengukurannya?

Pembahasan:

Skala tetap = 1,5 x 1 mm = 1,5 mm

Skala nonius = 30 x 0,01 mm = 0,30 mm

Maka, hasil pengukuran adalah: Skala tetap + skala nonius = 1,5 mm + 0,30 mm = 1,80 mm.

_______________________________

Baca juga: Materi Fisika Kelas 11 - Besaran, Satuan, dan Dimensi

Dalam dunia yang terus berkembang, penting bagi kamu dan Sobat Pijar untuk selalu memahami alat ukur dan ketidakpastian pengukuran dengan baik. Semoga artikel ini telah memberikan wawasan yang berguna dan memotivasi Sobat Pijar untuk terus mengeksplorasi dunia pengukuran dengan lebih mendalam, ya.

Jika ingin mengerjakan soal-soal lebih dalam, Sobat Pijar bisa mulai mengerjakan soal-soal yang ada di Pijar Belajar, nih! Ada ratusan latihan soal yang bisa kamu kerjakan untuk menguji penguasaan materimu, lho! 

Yuk, unduh Pijar Belajar dan rasakan pengalaman belajar yang menyenangkan!