Catatan Kuliah Fisika: Ketidakpastian Pengukuran

Pendahuluan

• Materi kali ini adalah tentang ketidakpastian pengukuran.
• Sebelumnya sudah dibahas:
  • Cara membaca jangka sorong
  • Cara membaca mikrometer sekrup
  • Angka penting dan notasi ilmiah.

Ketidakpastian dalam Pengukuran

• Hasil pengukuran tidak mutlak benar atau akurat.
• Ada tiga penyebab utama ketidakpastian pengukuran:
  1. Kesalahan Umum
     • Disebabkan oleh keterbatasan pengamat.
     • Contoh: ketidakakuratan membaca skala, kurangnya keterampilan dalam menggunakan alat.
  2. Kesalahan Sistematis
     • Disebabkan oleh alat atau lingkungan yang mempengaruhi kinerja alat.
     • Contoh: kesalahan titik nol, kerusakan alat, pengaruh kelembaban.
  3. Kesalahan Acak
     • Tidak dapat diprediksi dan terjadi secara acak.

Menghitung Ketidakpastian Pengukuran

Pengukuran Tunggal

• Ketidakpastian ( ( \Delta X )) dihitung dengan:
  • ( \Delta X = \frac{1}{2} \times \text{skala terkecil} )
• Hasil pengukuran ditulis sebagai:
  • ( x_0 \pm \Delta X )
  • ( x_0 ): hasil pengukuran sebenarnya.
  • ( \Delta X ): nilai ketidakpastiannya.

Ketidakpastian Relatif

• Dihitung dengan:
  • ( ext{Ketidakpastian Relatif} = \frac{\Delta X}{x_0} \times 100% )
• Digunakan untuk mengetahui tingkat ketelitian pengukuran.

Contoh Soal 1: Mikrometer Sekrup

• Langkah-langkah:
  1. Tentukan skala utama dan skala nonius dari mikrometer sekrup.
  2. Hasil pengukuran: 4,61 mm.
  3. Ketidakpastian:
     • ( \Delta X = \frac{1}{2} \times 0,01 ext{ mm} = 0,005 ext{ mm} )
  4. Penulisan hasil pengukuran:
     • ( 4,61 ext{ mm} \pm 0,005 ext{ mm} )
  5. Ketidakpastian Relatif:
     • ( = \frac{0,005}{4,61} \times 100% = 0,1% )

Contoh Soal 2: Jangka Sorong

• Hasil pengukuran: 5,24 mm.
• Ketidakpastian:
  • Skala terkecil: 0,01 mm.
  • ( \Delta X = \frac{1}{2} \times 0,01 ext{ mm} = 0,005 ext{ mm} )
  • Hasil pengukuran ditulis sebagai:
    • ( 5,24 ext{ mm} \pm 0,005 ext{ mm} )

Kesimpulan

• Pentingnya memahami ketidakpastian dalam pengukuran untuk akurasi.
• Praktikkan cara menghitung ketidakpastian dan ketidakpastian relatif.