Besaran Pokok, Besaran Turunan Dan Ketelitian Dalam Pengukuran

Untuk melaksanakan suatu pengukuran para ilmuwan menentukan aneka macam bemasukan fisis yang sanggup diukur di laboratorium.Hasil pengukuran selalu mengandung dua hal, yaitu nilai dan satuan. Sesuatu yang sanggup diukur dan mempunyai satuan disebut bemasukan. Bemasukan fisika dibedakan menjadi dua, yaitu bemasukan pokok dan bemasukan turunan.

Bemasukan Pokok

Bemasukan pokok ialah bemasukan yang satuannya sudah didefinisikan atau diputuskan dengan baku. Konferensi Umum terkena Berat dan Ukuran ke-14 (1971), menurut hasil-hasil pertemuan sebelumnya dan hasil-hasil Panitia Internasional, memutuskan tujuh bemasukan sebagai dasar. Ketujuh bemasukan ini ialah dasar bagi Sistem Satuan Internasional, disingkat SI, berasal dari bahasa Perancis Le Systeme Internasionald’Unites, menyerupai ditunjukkan pada Tabel diberikut ini.

Bemasukan dan Satuan Dasar SI

Awalan-awalan untuk faktor yang lebih dari satu berasal dari bahasa Yunani, sedangkan yang kurang dari satu berasal dari bahasa Latin (kecuali untuk femto dan atto, yang dimenambahkan belakangan, berasal dari bahasa Denmark).

Seringkali dijumpai bemasukan fisis menyerupai jari-jari bumi dan selang waktu antara dua kejadian nuklir dalam satuan SI berupa bilangan-bilangan yang sangat besar atau sangat kecil. Agar lebih sederhana dianjurkan penerapan awalan menyerupai ditunjukkan dalam Tabel diberikut ini.

Awalan-awalan SI

Satuan pengukuran ada yang baku dan ada yang tidak baku. Di negara kita sering dikenal satuan yang tidak baku, contohnya hasta, depa, jengkal, kilan, dan sebagainya. Satuan ini sangat menyulitkan dalam komunikasi apalagi untuk kepentingan ilmiah.

Untuk menentukan satuan standar dari suatu bemasukan, harus dipenuhi syarat-syarat standar yang baik yaitu:

1. tetap, tidak mengalami perubahan dalam keadaan apapun;
2. dapat digunakan secara internasional;
3. gampang ditiru.

Ada dua sistem satuan lain yang sering dijumpai di samping SI yaitu:

1. Sistem Gaussian, banyak literatur fisika masih ditetapkan dalam sistem ini.
2. Sistem British, hingga kini masih banyak digunakan di kawasan bekas jajahan Inggris (Amerika, Inggris, Australia, dan tempat-tempat lain).

Satuan dasarnya ialah panjang (foot), gaya (pound), dan waktu (second). melaluiataubersamaini diterimanya SI secara resmi, sistem British sedang dihilangkan di Inggris.

Standar untuk SI

Definisi standar dari 7 bemasukan pokok panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya, sebagai diberikut:

1. Panjang
   Satuan standar panjang ialah meter (m).Awalnya, yang dimaksud dengan satu meter ialah sepersepuluh juta kali jarak dari kutub utara ke katulistiwa sepanjang garis bujur (meredian) yang melalui Paris. Sesudah batang standar meter dibentuk dan dilakukan pengukuran yang teliti, ternyata ada perbedaan sedikit (sekitar 0,023%) dari harga yang dimaksud.Standar panjang internasional yang pertama ialah sebuah batang terbuat dari platinum iridium yang disebut sebagai meter standar. Standar meter ini disimpan di The International Bureau of Weights and Measures, Sevres, Paris.Dalam pertemuan ke-11 Konferensi Umum Mengenai Berat dan Ukuran (1960), satu meter didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas Krypton-86 pada suatu kejadian lucutan listrik di ruang hampa. Pada tahun 1983, definisi satu meter ialah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu 1/299 792 458 sekon.
2. Massa
   Satuan standar massa ialah kilogram (kg). Standar SI untuk massa ialah sebuah silinder platina iridium yang disebut kilogram standar, yang disimpan di The International Bureau of Weights and Measures, Sevres, Paris. Berdasarkan perjanjian internasional massa kilogram standar ini diputuskan mempunyai massa satu kilogram. Berdasarkan kilogram standar ini dibentuk tiruannya yang dikirimkan ke aneka macam negara. Massa dari benda-benda lain sanggup ditentukan dengan memakai metode neraca berlengan sama (equal-arm balance) dengan ketelitian 2 serpihan ialah 10⁸.
3. Waktu
   Satuan standar waktu ialah sekon (s), atau detik (det). Satu detik didefinisikan selang waktu yang diharapkan atom Caesium 133 (Cs¹³³) untuk melaksanakan getaran 9.192.631.770 kali.
4. Suhu
   Satuan standar suhu ialah kelvin (K), yaitu 1/273,16 dari temperatur termodinamika dari titik triple air. Nol kelvin (0^oK) disebut nol mutlak. Satu kelvin sama dengan satu derajat pada skala suhu Celcius.
5. Kuat Arus Listrik
   Satuan standar berpengaruh arus listrik ialah ampere (A), yaitu arus pada dua kawat panjang paralel yang terpisah sejauh 1 meter dan menyebabkan gaya magnetik per satuan panjang sebesar 2x10^-7 N/m.
6. Jumlah Zat
   Satuan standar jumlah zat ialah mol, yaitu jumlah zat yang berupa wujud elementer dalam 0,012 kilogram carbon-12. Wujud elementer ini mungkin atom, molekul, ion, elektron, foton, dan sebagainya. Satu mol mengandung 6,02252 x 10²³ partikel elementer. Satu mol dari unsur dengan massa atom relatif A mempunyai massa A gram (disebut gram atom). Satu mol senyawa dengan massa molekuler relatif M mempunyai massa M gram (disebut gram molekul).
7. Intensitas Cahaya
   Satuan standar intensitas cahaya ialah kandela (cd) yaitu intensitas cahaya, dalam arah tegak lurus permukaan benda hitam seluas 1/600.000 m² pada temperatur beku platinum dengan tekanan 1 atmosfer.

Bemasukan Turunan

Bemasukan turunan ialah bemasukan yang diturunkan dari satu atau lebih bemasukan-bemasukan pokok. misal: volume (m³) diturunkan dari satuan panjang, massa jenis (kg/m³) diturunkan dari satuan massa (kg) dan satuan panjang (m), kecepatan (m/s) diturunkan dari satuan panjang (m) dan waktu (s), dan sebagainya.

Ketelitian dalam Pengukuran

Dalam memahami fenomena alam sekitar, para ilmuwan selalu mencari keterkaitan antara aneka macam bemasukan fisis secara kuantitatif dalam bentuk persamaan dengan memakai simbol-simbol yang mewakili bemasukan-bemasukan tersebut. Untuk menentukan bemasukan fisis dilakukan pengukuran secara teliti melalui suatu percobaan di laboratorium. Dalam melaksanakan pengukuran, selalu akan muncul kesalahan atau ketidakpastian. Oleh sebab itu ketika melaporkan hasil pengukurannya harus disertakan pula kesalahannya. Berdasarkan kesalahannya itu sanggup diketahui seberapa sempurna dan teliti hasil eksperimen yang diperoleh.

misal, hasil pengukuran panjang balok, dituliskan (7,2 ± 0,1) cm. Artinya, panjang balok tersebut berada antara (7,2 – 0,1) cm, dan (7,2 + 0,1) cm. Kaprikornus hasil pengukurannya tidak sempurna 7,2 cm, melainkan antara 7,1 cm dan 7,3 cm. Angka ± 0,1 menyatakan kesalahan/ketidakpastian.

Ketelitian dan ketepatan hasil suatu pengukuran bergantung kepada alat ukur yang digunakan. Makin kecil sumbangan skala suatu alat ukur, semakin besar ketelitian hasil pengukurannya atau semakin kecil kesalahannya. Mengukur memakai jangka sorong (dengan skala terkecil 0,1 mm), lebih teliti dibandingkan dengan memakai mistar (dengan skala terkecil 1 mm). Meskipun kita sanggup menentukan alat ukur dengan skala sangat kecil sekalipun, mustahil diperoleh hasil yang sempurna secara mutlak, niscaya ada kesalahan. Sumber utama yang menyebabkan kesalahan dalam pengukuran adalah:

Kesalahan Sistematik

Kesalahan sistematik berasal dari alat ukur yang digunakan atau kondisi yang menyertai ketika pengukuran. Termasuk kesalahan sistematik adalah:

1. Kesalahan alat
   Kesalahan ini muncul akhir kalibrasi skala penunjukan angka pada alat tidak tepat, sehingga pembacaan skala menjadi tidak sesuai dengan sebenarnya. Untuk mengatasi kesalahan alat, harus dilakukan kalibrasi setiap alat tersebut digunakan.
2. Kesalahan nol
   Kesalahan penunjukan alat pada skala nol. Untuk mengatasi kesalahan ini, sebelum alat ini digunakan harus diatur dulu titik nol alat, dan diperhitungkan dalam menentukan hasil pengukurannya.
3. Waktu respon yang tidak sempurna
   Kesalahan pengukuran ini muncul akhir waktu pengukuran tidak bersamaan dengan ketika munculnya data yang seharusnya diukur, sehingga data yang diperoleh bukan data sebenarnya. Untuk mengatasi kesalahan ini, pengukuran yang dilakukan harus sempurna menyerupai apa yang seharusnya diukur.
4. Kondisi yang tidak sesuai
   Kesalahan pengukuran ini muncul sebab kondisi alat ukur dipengaruhi oleh kejadian yang hendak diukur. Untuk mengatasi kesalahan ini kondisinya diadaptasi dengan hukum yang harus dilakukan terhadap alat ukur yang digunakan.

Kesalahan Kebetulan (random)

Kesalahan kebetulan umumnya bersumber dari dua hal, yaitu:

1. Pada tanda-tanda yang mustahil dikendalikan secara pasti. Gejala tersebut umumnya ialah perubahan yang sangat cepat dan acak hingga pengaturannya diluar kemampuan kita. Misalnya: fluktuasi pada bemasukan listrik, getaran landasan pesawat, getaran KA, dan lain-lain.
2. Pada pengukuran berulang, sehingga hasil-hasil yang diperoleh bervariasi dari harga rata-ratanya. Hasil pengukurannya menjadi tidak sama antara yang satu dengan yang lain, sebab kondisi pengukuran memang bekerjsama sudah tidak sama antara satu pengukuran dengan pengukuran yang lain; kesalahan alat ukur yang digunakan; dan bersumber dari kesalahan lain yang berkaitan dengan aktivitas pengukuran.

Kesalahan Pengamatan

Kesalahan pengamatan ialah kesalahan pengukuran yang bersumber dari kekurang terampilan insan ketika melaksanakan aktivitas pengukuran. Misalnya: cara pembacaan skala tidak tegak lurus (paralaks); salah dalam membaca skala, dan pengetesan alat ukur yang kurang tepat.

Bagikan Artikel ini