Berbagai Macam Alat Ukur

Pengukuran Menghubungkan Nilai dan Satuan

Setiap kali kita menimbang bahan makanan, melihat speedometer, membaca suhu tubuh, atau mengukur panjang meja, kita sedang melakukan pengukuran. Dalam fisika, pengukuran adalah proses eksperimental untuk memperoleh satu atau beberapa nilai besaran. Satuan pengukuran menyediakan acuan bersama.

Nilai besaran adalah nilai numerik dikalikan dengan satuannya.

Contohnya, jika panjang sebuah benda terbaca $8 \text{ cm}$ , maka $8$ adalah nilai numerik dan $\text{cm}$ adalah satuannya.

Pilih alat yang mengukur besaran yang dicari, mencakup rentang nilainya, dan memiliki resolusi yang sesuai. Alat yang salah tetap menghasilkan data yang tidak dapat dipakai, meskipun skalanya dibaca dengan benar.

Membandingkan Alat Ukur

Gunakan model interaktif berikut untuk membandingkan tiga alat ukur. Pilih alat, putar tampilannya, lalu perhatikan besaran yang diukur, satuan, dan cara membaca skala.

Perbandingan Tiga Alat Ukur

Pilih alat ukur untuk melihat hubungan antara besaran, benda yang diukur, dan hasil bacaannya.

Panjang balok

3,8\,\mathrm{cm}

Alat ukur: Penggaris
Benda yang diukur: Balok kecil
Hasil bacaan: $3,8\,\mathrm{cm}$

Memilih Alat Ukur

Tentukan dulu besaran yang akan diukur. Rentang nilai yang diperkirakan dan ketelitian yang dibutuhkan menentukan alat yang sesuai, sedangkan jenis besaran menentukan satuan hasil pengukuran.

Cocokkan Alat dengan Besaran

SI adalah singkatan internasional dari Système international d’unités, yaitu Sistem Satuan Internasional. Standar ini menetapkan satuan yang sama agar hasil pengukuran dari sekolah, laboratorium, dan negara berbeda dapat dibandingkan.

Dalam SI, besaran pokok yang sering muncul di awal fisika antara lain panjang, massa, dan waktu. Satuan pokoknya adalah $\text{m}$ untuk panjang, $\text{kg}$ untuk massa, dan $\text{s}$ untuk waktu.

Membaca Hasil Pengukuran

Tiga contoh berikut menunjukkan cara membaca titik awal, angka yang ditunjuk, dan satuan pada alat ukur. Setiap contoh juga menjelaskan besaran yang diwakili oleh angka tersebut.

Panjang

Saat membaca penggaris, jangan hanya melihat angka di ujung benda. Perhatikan juga posisi awal benda. Jika benda dimulai dari $0 \text{ cm}$ dan ujungnya berada di $8 \text{ cm}$ , hasilnya:

\begin{aligned} \text{panjang benda} &= 8 \text{ cm} - 0 \text{ cm} \\ &= 8 \text{ cm} \end{aligned}

Jika benda dimulai dari $1 \text{ cm}$ dan ujungnya berada di $7 \text{ cm}$ , panjangnya bukan $7 \text{ cm}$ .

\begin{aligned} \text{panjang benda} &= 7 \text{ cm} - 1 \text{ cm} \\ &= 6 \text{ cm} \end{aligned}

Massa

Massa menunjukkan seberapa sulit kecepatan atau arah gerak benda diubah. Neraca mengukur massa dengan membandingkan benda dan massa acuan. Jika neraca menunjukkan $250 \text{ g}$ , maka massa benda tersebut adalah:

m = 250 \text{ g}

Pada model neraca di atas, neraca dibuat sebagai neraca lengan sama. Benda berada di kiri, sedangkan anak timbangan acuan $250 \text{ g}$ berada di kanan. Jika massa benda lebih besar dari $250 \text{ g}$ , sisi benda turun. Jika massa benda lebih kecil dari $250 \text{ g}$ , sisi anak timbangan turun. Jika kedua massa sama, neraca berada pada keadaan seimbang.

\begin{aligned} \tau_\text{kiri} &= r m_\text{benda } g \\ \tau_\text{kanan} &= r m_\text{acuan } g \\ m_\text{benda} = m_\text{acuan} &\Rightarrow \tau_\text{kiri} = \tau_\text{kanan} \end{aligned}

Untuk penulisan SI penuh, massa dapat diubah ke kilogram.

\begin{aligned} 250 \text{ g} &= 250 \times 10^{-3} \text{ kg} \\ &= 0{,}25 \text{ kg} \end{aligned}

Waktu

Stopwatch digunakan ketika kita ingin mengukur durasi suatu kejadian. Jika bacaan stopwatch adalah $12{,}8 \text{ s}$ , artinya kejadian berlangsung selama $12{,}8$ sekon.

t = 12{,}8 \text{ s}

Contoh Alat Ukur di Sekitar Kita

Setiap besaran fisika punya alat yang membacanya secara langsung. Tabel berikut memasangkan alat ukur yang umum dengan besaran yang dilaporkannya, supaya kamu memilih alat dari besaran yang ingin diukur.

Alat ukur	Besaran yang diukur
Penggaris atau meteran	Panjang meja, tinggi badan, atau jarak pendek
Jangka sorong	Diameter luar, diameter dalam, atau kedalaman benda kecil
Mikrometer sekrup	Ketebalan benda yang sangat kecil, seperti kawat tipis
Neraca	Massa benda
Termometer	Suhu
Stopwatch	Durasi suatu kejadian
Speedometer	Kelajuan kendaraan

Memilih alat adalah keputusan pertama dan membaca satuannya adalah keputusan kedua. Termometer melaporkan suhu dalam derajat Celsius, sedangkan neraca melaporkan massa dalam kilogram, jadi angka saja tidak menunjukkan apa yang diukur.

Menghitung Panjang Pensil dari Dua Bacaan

Sebuah pensil diletakkan pada penggaris. Ujung kiri pensil berada di $2 \text{ cm}$ , sedangkan ujung kanannya berada di $15 \text{ cm}$ . Panjang pensil adalah:

\begin{aligned} \text{panjang pensil} &= 15 \text{ cm} - 2 \text{ cm} \\ &= 13 \text{ cm} \end{aligned}

Jadi, panjang pensil adalah $13 \text{ cm}$ .

Contoh pensil tadi memuat tiga bagian, yaitu panjang sebagai besaran yang dicari, penggaris sebagai alat ukur, dan $13\text{ cm}$ sebagai hasil beserta satuannya. Informasi itu menjelaskan apa yang diukur. Hasil $13\text{ cm}$ kemudian dapat dibandingkan dengan panjang lain yang memakai satuan sama.

Definisi pengukuran dan nilai besaran mengikuti dua entri dalam International Vocabulary of Metrology.