Pengukuran Fisika: Metode, Alat Ukur, Skala, Contoh Soal

Pengukuran fisika adalah pengukuran yang dilakukan dalam proses percobaan (percobaan) dan juga pengamatan (observasi) terhadap fenomena atau gejala tertentu. Pengukuran memerlukan bantuan alat ukur tergantung objek yang akan diukur baik panjang, suhu, waktu dan lain-lain.

Data pengamatan dengan metode pengukuran fisik bersifat kuantitatif. Misalnya hasil pengukuran panjang suatu benda menghasilkan angka 2 cm, suhu 25 ⁰C, waktu 1 jam dan lain-lain. Segala sesuatu dalam fisika yang dapat diukur disebut besaran yang terdiri dari 2 komponen utama yaitu satuan dan nilai.

Definisi Pengukuran

Pengukuran atau pengukuran fisika adalah proses membandingkan benda ukur terhadap alat ukur tertentu, baik yang terstandar maupun tidak. Dalam Fisika, pengukuran diperlukan dalam setiap kegiatan eksperimen atau percobaan serta proses pengamatan.

Proses pengukuran menghasilkan data kuantitatif karena menggunakan alat ukur. Dalam fisika, ada beberapa hal yang dapat diukur seperti panjang, suhu, waktu, volume, luas, kecepatan, dan sebagainya.

Alat ukur disesuaikan dengan besaran yang ingin diukur, misalnya penggaris untuk mengukur panjang, timbangan untuk mengukur massa, thermometer untuk mengukur suhu dan lain-lain.

Untuk menyatakan hasil pengukuran dalam Fisika, diperlukan satuan. Satuan itu sendiri merupakan komponen besaran yang menjadi standar besaran tersebut. Pada umumnya satuan untuk satu besaran ada bermacam-macam, seperti untuk panjang ada satuan kaki, inchi, meter, mil dan lain-lain.

Metode Dasar

Metode dasarnya adalah pengukuran besaran fisis dimana hasil pengukurannya dibaca langsung melalui alat ukur. Kelemahan dari metode dasar adalah keakuratan hasil pengukuran sangat dipengaruhi oleh alat ukurnya.

Metode Perbedaan

Metode perbedaan menggunakan standar dalam kegiatan pengukurannya. Misalnya penggunaan metode selisih dalam mengukur tegangan listrik. Tegangan yang ditunjukkan pada voltmeter sebenarnya adalah perbedaan antara tegangan terukur (Vu) dan tegangan referensi (Vr).

Metode perbedaan berguna dalam meningkatkan sensitivitas alat ukur.

Metode Nol

Metode nol hampir sama dengan metode perbedaan. Jika menggunakan metode nol, maka selisih antara Vu dan Vr dibuat menjadi nol. Caranya adalah dengan mengatur tegangan referensi agar selisih dengan Vu menjadi nol.

Berbagai Alat Ukur

Alat ukur dalam Fisika terdapat berbagai jenis yang disesuaikan dengan tujuan penggunaannya. Pemilihan alat ukur ini disesuaikan dengan jumlah yang akan diukur dan juga ketelitian yang ingin diperoleh.

Alat Ukur Panjang (m)

Alat ukur panjang terdiri dari penggaris atau mistar, caliper, rollmeter dan mikrometer ulir.

• Ruler atau penggaris : Skala penggaris terkecil adalah 1 mm dan ketelitian mencapai 0,5 mm. Untuk menghindari kesalahan menggunakan penggaris, posisi mata harus tegak lurus dengan skala yang diukur.

• Caliper : Caliper memiliki batas ketelitian 0,1 mm dan biasa digunakan untuk mengukur kedalaman lubang, diameter dalam dan luar suatu benda, panjang benda kecil dan sebagainya. Caliper memiliki dua rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.

• Rollmeter : Alat ukur yang dapat digulung dan memiliki panjang hingga 25 sampai 50 meter. Rollmeter biasa digunakan untuk kegiatan konstruksi seperti mengukur lebar jalan dan sebagainya. Tingkat ketelitian rollmeter adalah 0,5 mm.

• Mikrometer sekrup: Alat untuk mengukur ketebalan benda yang relatif tipis seperti seng, kertas, dan karbon. Mikrometer ulir memiliki dua macam skala, yaitu skala tetap dan skala putar (nonius). Batas presisi mikrometer sekrup adalah 0,01 mm.

Alat Ukur Arus Listrik (A)

Alat untuk mengukur arus listrik dikenal sebagai ammeter. Ammeter memiliki resistansi internal yang sangat kecil. Cara menggunakan amperemeter harus dihubungkan secara seri pada rangkaian yang diukur. Jarum pada amperemeter akan menunjukkan besarnya arus listrik yang mengalir.

Alat Ukur Tegangan (V)

Alat untuk mengukur tegangan listrik disebut voltmeter. Multimeter adalah alat yang dirancang untuk memiliki tiga fungsi pengukuran yaitu amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.

Alat Ukur Resistansi Listrik (ohm)

Alat untuk mengukur hambatan listrik dikenal sebagai ohmmeter.

Alat Ukur Berat Badan (kg)

Massa atau berat diukur dengan menggunakan timbangan, misalnya timbangan Ohauss, timbangan analitis dua lengan, timbangan digital, dan timbangan lengan gantung.

• Neraca Ohauss untuk mengukur massa benda di laboratorium. Kapasitas maksimum benda adalah 311 gram dengan batas ketelitian 0,1 gram.

• Neraca Analitik Dua Lengan untuk mengukur massa benda dengan batas ketelitian 0,1 gram. Biasa digunakan untuk mengukur massa emas, benda kristal dan batu.

• Keseimbangan lengan gantung bekerja dengan menggeser pemberat di sepanjang batang hingga keseimbangan seimbang.

• Timbangan digital memiliki tingkat akurasi yang berbeda-beda, namun saat ini ada yang mencapai 0,001 gram.

Berbagai Macam Skala Pengukuran

Skala pengukuran adalah nilai pengukuran yang menunjukkan panjang pendeknya interval yang telah ditentukan sebelumnya dengan menggunakan satuan ukuran. Untuk menentukan panjang pendek interval menggunakan alat ukur.

Untuk menggambarkan sifat informasi yang diberikan dari suatu variabel, skala pengukuran digunakan. Jenis-jenis skala pengukuran dapat dibedakan menjadi skala garis datar, skala lengkung dan skala digital.

Skala Garis Datar

Skala garis datar dapat dikatakan sebagai jenis skala yang umum dijumpai pada alat ukur. Skala garis sangat mudah dibaca dimana pembacaan dilakukan dengan melihat skala yang berimpit dengan penunjuk.

Skala Melengkung

Timbangan melengkung sering dijumpai pada spedometer kendaraan bermotor yaitu spedometer, pengukur tegangan, pengukur hambatan dan pengukur arus dalam multimeter. Cara membaca nilai skala lengkung dari multimeter adalah dengan melihat angka yang berimpit dengan jarum.

Kemudian angka tersebut dibagi dengan skala maksimum dan dikalikan dengan nilai skala skala multimeter.

Skala digital

Timbangan digital saat ini sangat banyak dijumpai pada alat ukur digital. Skala digital adalah jenis skala pengukuran yang paling mudah dibaca karena angka pengukuran dicetak langsung di layar. Pengguna hanya perlu mengatur satuan ukurnya saja jika menggunakan timbangan digital.

Contoh Soal Pengukuran

Mikrometer ulir digunakan untuk mengukur suatu benda dengan hasil pengukuran pada skala utama menunjukkan angka 6,5 ​​mm dengan skala putar menunjukkan angka 34. Tentukan berapakah hasil pengukuran mikrometer ulir tersebut?

Pengukuran suatu benda dengan jangka sorong menunjukkan hasil seperti di bawah ini:

Tentukan hasil pengukuran.

Pengukuran fisika menghasilkan data kuantitatif yang dapat diukur dengan pasti dan jelas. Ada berbagai jenis alat ukur yang digunakan, tergantung besaran yang akan diukur. Beberapa besaran fisis diukur dengan alat ukur, yaitu panjang, suhu, waktu, arus listrik, tegangan, dan lain-lain.