Macam-macam Ketidakpastian Dalam Pengukuran Fisika dan Cara Mengatasinya.

Ketidakpastian pengukuran fisika

Pengukuran merupakan kegiatan mengambil nilai dari benda yang diukur. Pengukuran dibedakan menjadi 2 yaitu pengukuran tunggal dan pengukuran berulang. Dalam proses pengukuran ini sering kali melakukan kesalahan. Karena adanya faktor-faktor penyebab kesalahan dalam pengukuran tersebut.

Kesalahan yang terjadi biasanya kesalahan umum, kesalahan sistematis, kesalahan acak. Sehingga dapat dipastikan pengukuran tersebut tidak mungkin 100% tepat. Artikel ini akan membahas tentang macam-macam kesalahan dalam pengukuran.

baca juga :

Penulisan disesuaikan dengan kurikulum 13 dengan teks yang ringan serta mudah dimengerti. Kita hanyalah manusia biasa yang tidak bisa lepas dari salah dan hanya Tuhan yang maha sempurna, maka setiap proses pengukuran pasti ada kesalahan. Entah dari objek yang diukur, alat-alat yang tidak valit dan rusak serta kesalahan pada praktikan/pengamat ketika melakukan proses pengukuran.

Artikel ini sebagian dilansir dari buku BSE dan sebagian lain berdasarkan pengalaman pembelajaran penulis. Jika kita melakukan pengukuran tidak mungkin menghasilkan nilai 100% akurat. Melainkan selalu terdapat ketidakpastian dalam proses pengukuran tersebut. Coba ukur benda-benda dilingkungan disekitamu.

Misalnya ukur pulpenmu dengan menggunakan penggaris. Berapakah hasilnya? Apakah nilai hasil pengukuran panjang pensilmu 100% akurat? Pasti ada ketidakpastian penggaris itu meski hanya memiliki ketelitian 1 mm dan benda diukur mungkin saja lebih panjang atau lebiih pendek 0,00001 sekian, yang menyebabkan ada ketidakpastian dalam pengukuran.

Hal ini lumrah terjadi dalam fisika karena kita sebagai mahluk tuhan tidak sempurna dan sering berbuat kesalahan. Dosenku pernah mengatakan fisika adalah ilmu yang pasti yang kepastiannya tidak dapat dipastikan, mangapa begitu karena setiap yang ada di alam semesta semua bersifat relatif tidak ada yang mutlak kecuali tuhan, bahkan waktu yang termasuk salah satu dari besaran pokok saja bisa mengembang atau bisa saja menyusut.

Ketidakpastian dalam pengukuran secara umum disebabkan oleh kesalahan umum, kesalahan sistematik, dan kesalahan acak. Kita bahas satu-persatu kesalahan tersebut sebagai berikut:

1.Kesalahan Umum.

Kesalahan umum merupakan kesalahan yang disebabkan oleh keterbatasan pada pengamnat saat melakuakan proses pengukuran. Kesalahan umum biasanya saat melakukan proses pengukuran dalam skala kecil, seperti yang kamu lakukan saat mengukur. Ketelitian yang rendah dalam pengamatan menyebabkan kesalahan dalam pengukuran. Serta juga kurangnya keterampilan menggunakan alat juga menyebabkan kesalahan dalam pengukuran. Berikut ini macam-macam keselahan yang sering terjadi pada proses pengukuran:

2.Kesalahan Sistematik.

Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang terjadi karena diakibatkan oleh alat yang digunakan, atau pengaruh dari lingkungan sekitar. Misalnya kesalahan kalibrasi, kesalahan pada titik nol,kesalahan paralak, perubahan suhu dan kelembaman linkungan. Kita akan bahas sebagai berikut:

a.Kesalahan Kalibrasi.

Kesalahan kalibrasi terjadi karena pemberian nilai pada alat atau standarisasi alat tidak tepat. Hal ini menyebabkan pengukuran yang diukur dengan alat ukur tersebut menjadi lebih besar atau lebih kecil dibandingkan dengan nilai sebenarnya.

Penyebab terjadinya kesalahan kalibrasi ini adalah kesalahan umum, yaitu kurangnya ketelitian pengguna alat dalam memkalibrasi alat ukur tersebut. Cara mengatsi dari kesalahan kalibrasi ini adalah dengan menkalibrasi atu menstandarisasi ulang alat ukur tersebut menggunakan alat ukur yang telah berstandarisasi.

b. Kesalahan Titik Nol.

Kesalahan titik nol terjadi karena titik nol pada skala alat yang digunakan tidak tepat pada alat yang berimpit dengan jarum penunjuk atau jarum penunjuk nilai pada alat ukur tidak kembali pada angka nol.

Hal ini menyebabkan penambahan atau pengurangan nilai yang sesuai dengan selisih skala nol sebenarnya dari jarum penunjuk alat tersebut. Cara mengatasi kesalahan titik nol ini dengan melakukan koreksi pada hasil pengukuran yang telah diketahui terjadi kesalahan tidtik nol tersebut.

Contohnya jika jarum tidak tepat pada skala nol ,yaitu jarum skala pada alat menunjuk angka 0,2 skala satuan maka ketika menulis angka hasil dari pengukuran tersebut maka untuk mendapatkan hasil yang sebenarnya adalah dengan cara mengurangi 0,2 skala satuan agar hasil yang diperoleh bisa benar.

c. Kesalahan Komponen Alat.

Kesalahan komponen alat ini terjadi karena ada kerusakan pada alat. Kerusakan pada komponen alat jelas dapat berpengaruh pada pembacaan alat ukur. Contohnya ampere meter jika komponen ampere meter mengalami kerusakan seperti kabel yang telah berkarat menyebabkan hambatan pada kabel itu semakin bertambah.

Sehingga menyebabkan aliran arus listrik tidak maksimal dan skala dalam pengukuran amperemeter lebih kecil dari pada yang sebenarnya. Pada neraca pegas, jika pegas yang digunakan sudah lama dan aus, maka akan berpengaruh pada konstanta pegas.

Hal ini berpengaruh pada jarum atau penunjuk tidak tepat pada angka nol, sehingga menghasilkan nilai yang bukan sebenarnya. Kesalahan ini dapat di atasi dengan cara memperbaiki/menservis komponen alat ukur atau dengan cara menganti komponen atau alaty ukur tersebutc dengan yamg baru.

d. Kesalahan Paralak.

Kesalahan paralak terjadi bila ada jarak anatara jarum dengan garis-garis skala dan posisi mata pengamat tidak tegak lurus dengan jarum. Sehingga menyebabkan kesalahan dalam pengukuran karena jarum dan garis skala tidak sesuai yang dilihat oleh pengamat dalam menentukan nilai hasil dari pengukuran tersebut.

3. Kesalahan Acak.

Kesalahan acak terjadi karena adanya fluktuasi-fluktuasi halus pada saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini terjadi karena adanya gerak borwn molekul di udara, fluktuasi tegangan listrik, landasan yang bergetar bising dan radiasi. Dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Gerak Borwn di Udara.

Gerak bowrn diudara merupakan gerak melukel-molekul yang terjadi diudara secara terus-menerus. Gerakan molekul tersebut tidak teratur. Gerak ini dapat mengalami fluktuasi-fluktuasi sangat cepat yang dapat menyebabkan jarum penunjut terganggu karena tumbukan dengan molekul-moleku di udara.

b. Fluktuasi Tegangan Listrik.

Tegangan pembenagkit listrik atau alat-alat pembangkit listrik seperti aki, batre, elemen volta dan sebagainya. Selalu mengalami perubahan kecil yang tidak teratur dan sangat cepat sehingga menghasilkan data pengukuran besaran listrik yang tidak konsisten. Seperti pengukuran tegangan listrik menggunakan ampere meter atau volmeter.

c. Landasan yang bergetar.

Landasan yang bergetar juga dapat mempengaruhi pengukuran, dan mengakibatkan kesalahan pengukuran terutama pada alat ukur yang gerak yang sangat sensitif misalnnya alat ukur gempa (Seismograf). seismogarf merupakan alat alat ukur gempa yang membutuhkan landasan yang sangat stabil jika landasannya tidak stabil. Landasan tersebut akan bergetar dan akan mempengaruhi pengukuran alat tersebut.

d. Kebisingan.

Merupakan salah satu penyebab kesalahan acak. Bising dapat dijumpai pada pada benda-benda elektronik. Gangguan ini dapat berupa fluktuasi yang cepat pada tegangan akibat perubahan suhu pada komponen alat.

e. Radiasi Latar Belakang.

Radiasi gelombang elektromagnetik dari ruang angkasa (kosmos) dapat mengganggu pembacaan dan operasional alat pengukururan. Misalnya radiasi gelombang eloktromagnetik dari sinyal ponsel yang menyebabkan gangguan pada lat ukur pesawat terbang. Oleh karena itu posel tidak boleh dihidupkan saat berada dalm pesawat terbang.

3. Ketidakpastian Dalam Pengukuran.

Pengukuran dibedakan menjadi 2 yaitu ketidakpastian pengukuran tunggal dan ketidakpastan pengukuran berulang. yaitu sebagai berikut:

a. Ketidakpastian Pada Pengukuran Tunggal.

Pengukuran tunggal merupakan pengukuran yang dilakukan hanya satu kali saja. Nilai hasil pengukuran tersebut di anggap benar. Sadangakan ketidak pastiannya diperoleh dari setengah nilai terkecil instrumen pada alat ukur tersebut. Misalnya pada alat ukur besaran panjang yaitu penggaris.

Alat ukur ini memiliki ketelitian 1 mm maka dengan menerapka ketidak pastian tunggal maka Δx = 1 mm x 1/2 = 0,5 mm = 0,05 cm karena ketidak pastian memiliki dua desimal maka ketidak pastian harus menggunakan nilai dua disimal dan hasil pengukuran dari benda oleh penggaris tersebut 12 cm. Sehingga panjang benda akhir sama dengan hasil pengukuran menggunakan mistar yaitu 12 cm ditambah atau dikurangi dengan nilai ketidak pastiannya yaitu 0,05 cm.

L= Xo ± Δx

= 12 cm ± 0,05 cm

Maka panjang dari hasil pengukuran tersebut adalah 12,05 cm atau 11,95 cm

b. Ketidakpastian Pada Pengukuran Berulang.

Pengukuran berulang dilakukan agar kita menfdaptkan hasil yang lebih akurat pada proses pengukuran tersebut. Lantas bagaimana cara melaporkan pengukuran berulang? Pada pengukuran berulang anda mendapatkan banyak laporan sebanya N kali. Berdasarkan Analisis Statistik nilai terbaik mengantikan nilai benar adalah nilai X0. sedangkan simbol dari ketikpastian adalah Δx. Didapat rumus untuk pengukuran berulan sebagai berikut:

Ketidakpastian pengukuran fisika

Pada pengukuran tunggal niali ketidak pastian disebut dengan nilai ketidak pastian mutlak. Makin kecil ketidak pastian mutla pada suatu pengukuran tunggal. Pengukuran tunggal tersebut semakin mendekati kebenaran. bagaimana cara menentukan banyak angka dalam menentukan pengukuran berulang? Cara menentukan banyak angka pada pengukuran berulang adalah dengan mencari ketidakpastian relatif. Ketidak pastian relatif dapat ditentuikan dengan cara membagi ketidak pastian pengukuran dengan nilai rata-rata dari pengukuran. Secara sistematis dapat ditulis sebagai berikut.

Ketidakpastian pengukuran fisika

Setelah mengetahui ketidak pastian relatif anda dapat menggaunakan aturan yang telah disepakati oleh para ilmuan untuk mengetahui banyak angka yang dapat dilaporkan dalam pengukuran seperti ketidakpastian relatif 10% berhak atas atas dua angka, 1% tiga angka 0,1 % berhak atas empat angka.

demikianlah penjelasan tentang ketidakpastian dalam pengukuran. jika ada salah kata addmin mohon maaf

Tinggalkan Balasan