BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN

A. Besaran dan Satuan

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur yang memiliki nilai dan satuan. Misalnya panjang, waktu, kecepatan, massa, dan lain-lain.

Satuan adalah sesuatu atau ukuran yang digunakan untuk menyatakan suatu besaran.

1.    Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran-besaran yang satuannya telah ditetapkan (dibakukan) terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain, untuk digunakan sebagai dasar (patokan) dalam menentukan satuan-satuan pada besaran lainnya.
Yang termasuk besaran pokok terdapat dalam tabel di bawah ini.

2.    Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok.

Beberapa contoh yang termasuk ke dalam besaran turunan adalah sebagai berikut.

Didalam penggunaan satuan, kita sering menemui nama awalan satuan

seperti kilo => kilometer = 10³ meter, tera => tera byte = 10¹² byte dan seterusnya.
Awalan untuk satuan-satuan SI terdapat dalam tabel di bawah ini:

B.   Pengukuran

Pengukuran adalah kegiatan mengukur suatu benda dengan menggunakan alat ukur. Sedangkan mengukur adalah membandingkan besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

1.    Alat Ukur

Terdapat banyak sekali jenis dan ragam alat ukur untuk setiap besaran. Misalnya alat ukur besaran panjang terdiri dari meteran kayu, mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup, dll.

alat ukur yang akan dipaparkan di bawah ini adalah jangka sorong, mikrometer sekrup, dan multitester.

a.    Cara penggunaan dan pembacaan hasil ukur jangka sorong

Bagian-bagian Jangka Sorong

Fungsi Jangka Sorong

1.    Jangka sorong berfungsi mengukur panjang suatu benda dengan ketelitian sampai 0,1 mm. (rahang tetap dan rahang geser bawah)

2.    Rahang tetap dan rahang geser atas bisa digunakan untuk mengukur diameter benda yang cukup kecil seperti cincin, pipa, dll.

3.    Tangkai ukur di bagian bawah berfungsi untuk mengukur kedalaman seperti kedalaman tabung, lubang kecil, atau perbedaan tinggi yang kecil.

Cara Menggunakan Jangka Sorong

Berikut ini cara menggunakan jangka sorong dalam beberapa langkah:

1.    Kendurkan baut pengunci dan geser rahang geser.

2.    Tutup rahang hingga mengapit benda yang diukur.

3.    Kencangkan baut pengunci hingga rahang geser tidak bergeser.

4.    Baca skala hasil ukur.

Cara Membaca Jangka Sorong

1.    Lihat skala utama, lihat nilai yang terukur yang lurus atau berada di sebelah kiri angka nol di skala nonius.

2.    Lihat skala nonius, carilah angka pada skala nonius yang berhimpit dengan garis di skala utama.

3.    Jumlahkan hasil pembacaan dari skala utama dan skala nonius.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat video cara menggunakan jangka sorong di bawah ini:

b.    Cara penggunaan dan pembacaan hasil ukur micrometer sekrup

Mikrometer sekrup adalah salah satu alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur panjang, ketebalan serta diameter luar pada suatu benda. Tingkat ketelitian pengukuran mikrometer sekrup mencapai 0,01mm. Alat ini memiliki bentuk yang terdiri atas rahang utama untuk skala utama dan juga rahang putar untuk selubung pengukur (skala nonius).

Cara Menggunakan Mikrometer Sekrup

Berikut ini cara menggunakan micrometer sekrup dalam beberapa langkah:

1.    Buka pengunci mikrometer sekrup sehingga selubung dapat bergerak.

2.    Letakkanlah benda yang ingin diukur diantara rahangnya.

3.    Putarlah gigi geser secara perlahan pada selubung pemutar hingga terdengar suara “klik”.

4.    Ketika sudah terdengar suara “klik” hentikan putaran, kemudian kunci kembali mikrometer sekrup, hal ini dilakukan agar skala tidak berubah.

Cara Membaca Mikrometer Sekrup

1.    Baca atau lihatlah skala utama apakah telah menunjukkan satuan atau tengahan satuan.

2.    Baca atau lihat juga skala nonius yang tepat segaris dengan skala utama.

3.    Jumlahkan skala utama dengan skala nonius.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat video cara menggunakan jangka sorong di bawah ini:

2.    Prinsip-Prinsip Pengukuran

Dalam pengukuran dikenal dua prinsip pengukuran yaitu:

a.    Ketelitian (akurasi) yaitu kesesuaian antara hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya. Ketelitian dapat juga diartikan sebagai seberapa dekat hasil suatu pengukuran dengan nilai yang sesungguhnya. Perbedaan antara nilai sebenarnya dengan nilai hasil pengukuran disebut kesalahan sistematis. Semakin kecil kesalahan sistematis maka pengukuran dikatakan semakin teliti.

Sumber-sumber kesalahan sistematis:

1.    Kesalahan kalibrasi disebut juga kesalahan matematis, yaitu pemberian skala alat ukur yang tidak tepat. Hal ini dapat diantisipasi dengan cara melakukan kalibrasi ulang terhadap alat ukur.

2.    Kesalahan titik nol (zero error) terjadi jika alat ukur saat sebelum atau setelah digunakan tidak menunjukkan titik nol.

3.    Kesalahan mutlak alat ukur. Setiap alat ukur memiliki kepekaan tertentu, yaitu kemampuan alat ukur menunjukkan suatu perbedaan yang relatif kecil dengan nilai sebenarnya yang diukur.

4.    Kesalahan paralaks adalah kesalahan pembacaan oleh pengukur akibat posisi pengamatan yang tidak tepat.

5.    Kesalahan kosinus dan sinus yaitu kesalahan karena garis pengukuran membentuk sudut tertentu (tidak berhimpit atau sejajar) dengan garis yang diukur.

6.    Kesalahan dari benda yang diukur karena mengalami perubahan bentuk (deformasi)sewaktu diukur.

7.    Kesalahan karena ada gesekan pada bagian alat ukur ketika dipakai, yang lama-kelamaan menimbulkan aus, sehingga mempengaruhi hasil pengukuran.

8.    Kesalahan fatigue pada pegas, yaitu pegas yang mengalami pelembekkan karena kelelahan dan usia.

Pengukuran dengan kesalahan sistematis akan menghasilkan nilai yang menyimpang ke arah nilai tertentu.

b.    Ketepatan (presisi) yaitu kemampuan proses pengukuran untuk menunjukkan hasil yang sama dari pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dan identik (sama).

Ketelitian (presisi) dalam pengukuran dapat dikaitkan dengan:

-      Perlakuan dalam proses pengukuran, antara lain meliputi kualitas alat ukur, ketelitian orang yang mengukur, dan kestabilan tempat dimana pengukuran dilakukan.

-      Jumlah angka desimal yang dicantumkan dalam hasil pengukuran, makin banyak angka desimal dalam suatu hasil pengukuran, makin presisi pengukuran tersebut.

Hasil pengukuran selalu terpencar di sekitar nilai rata-ratanya. Semakin dekat nilai hasil pengukuran dengan nilai rata-ratanya, maka dikatakan hasil pengukuran mempunyai ketepatan yang tinggi. Penyimpangan berupa nilai hasil pengukuran yang terpencar acak tak beraturan jauh dari nilai rata-ratanya disebut kesalahan acak (random error).

Sumber-sumber kesalahan acak:

1.    Gerak brown molekul, jarum alat ukur yang halus dapat terganggu penunjukannya oleh adanya gerak acak (gerak brown) dari molekul udara.

2.    Fluktuasi tegangan listrik, tegangan sering mengalami fluktuasi, yaitu perubahan kecil yang tidak teratur dan berlalu sangat cepat, sehingga pengukuran menjadi tidak tepat.

3.    Alas benda yang diukur bergetar, alat ukur yang peka dapat terganggu oleh bergetarnya alas (meja) tempat menyimpan benda yang diukur.

4.    Nois yaitu fluktuasi yang cepat pada penunjukan alat ukur yang disebabkan komponen-komponen alat ukur naik suhunya. Hal ini sering terjadi pada alat elektronik.

5.    Radiasi latar belakang, alat pencacah radioaktif sering terganggu oleh adanya radiasi kosmik (radiasi yang datang dari angkasa luar).

Kesalahan acak berasal dari gejala-gejala yang tidak dapat kita cegah sepenuhnya karena pengaturan dan pengontrolannya di luar kemampuan kita. Pengukuran dengan kesalahan acak akan menghasilkan nilai yang terpencar acak jauh dari nilai rata-ratanya.