Pengukuran Fisika: Metode, Alat Ukur, Skala, Contoh Soal

Pengukuran fisika adalah pengukuran yang dilakukan pada proses eksperimen (percobaan) dan juga pengamatan (observasi) dari suatu fenomena atau gejala tertentu. Pengukuran membutuhkan bantuan alat-alat ukur bergantung kepada benda yang harus diukur baik panjang, suhu, waktu dan lainnya.

Data hasil pengamatan dengan metode pengukuran fisika bersifat kuantitatif. Misalnya hasil pengukuran panjang suatu benda menghasilkan angka 2 cm, suhu 25 ⁰C, waktu 1 jam dan lainnya. Setiap apapun dalam Fisika yang bisa diukur disebut besaran yang terdiri dari 2 komponen utama yakni satuan dan nilai.

Pengertian Pengukuran

Pengukuran fisika atau measurement adalah proses membandingkan objek ukur terhadap alat ukur tertentu baik yang telah terstandarisasi atau belum. Dalam Fisika, pengukuran dibutuhkan dalam setiap aktivitas percobaan atau eksperimen dan juga proses pengamatan.

Proses pengukuran menghasilkan data yang bersifat kuantitatif karena menggunakan bantuan alat ukur. Dalam fisika, ada beberapa hal yang bisa diukur seperti panjang, suhu, waktu, volume, luas, kecepatan, dan sebagainya.

Alat ukur disesuaikan dengan besaran yang ingin diukur, misalnya mistar untuk mengukur panjang, timbangan untuk mengukur massa, thermometer mengukur suhu dan lainnya.

Untuk menyatakan hasil pengukuran dalam Fisika, maka dibutuhkan satuan. Satuan sendiri adalah komponen besaran yang menjadi standar besaran tersebut. Satuan untuk satu besaran umumnya ada beragam jenisnya seperti pada besaran panjang terdapat satuan kaki, inchi, meter, mil dan lainnya.

Metode Dasar

Metode dasar adalah pengukuran besaran fisika yang pembacaan hasil pengukuran dilakukan secara langsung melalui alat ukur. Kekurangan metode dasar adalah tingkat ketelitian hasil pengukurannya sangat dipengaruhi oleh alat ukur.

Metode Selisih

Metode selisih memakai standar dalam aktivitas pengukurannya. Sebagai contoh penggunaan metode selisih pada pengukuran tegangan listrik. Tegangan yang ditunjukkan di alat ukur voltmeter sebenarnya adalah selisih dari tegangan yang diukur (Vu) terhadap tegangan referensi (Vr).

Metode selisih bermanfaat dalam memperbaiki kepekaan alat ukur.

Metode Nol

Metode nol hampir sama dengan metode selisih. Jika menggunakan metode nol, maka selisih antara Vu dan Vr dibuat nilainya menjadi nol. Caranya adalah dengan mengatur tegangan referensi sehingga didapatkan selisih dengan Vu bernilai nol.

Macam-Macam Alat Ukur

Alat ukur dalam Fisika ada beragam jenisnya yang disesuaikan dengan tujuan penggunaannya. Pemilihan alat ukur ini disesuaikan dengan besaran yang ingin diukur dan juga ketelitian yang ingin diperoleh.

Alat untuk Pengukuran Panjang (m)

Alat untuk mengukur panjang terdiri dari mistar atau penggaris, jangka sorong, rollmeter dan micrometer sekrup.

• Mistar atau penggaris: Skala terkecil mistar adalah 1 mm dan ketelitian mencapai 0,5 mm. Untuk menghindari kesalahan menggunakan mistar, maka kedudukan mata harus tegak lurus dengan skala yang diukur.

• Jangka sorong: Jangka sorong memiliki batas ketelitian 0,1 mm dan biasa digunakan untuk mengukur kedalaman lubang, diameter dalam dan luar suatu benda, panjang benda yang kecil dan sebagainya. Jangka sorong memiliki dua rahang yakni rahang sorong dan rahang tetap.

• Rollmeter: Alat ukur yang dapat digulung serta memiliki panjang mencapai 25 hingga 50 meter. Rollmeter biasa digunakan untuk aktivitas konstruksi seperti mengukur lebar jalan dan sebagainya. Tingkat ketelitian rollmeter adalah 0,5 mm.

• Mikrometer sekrup: Alat ukur ketebalan benda yang tergolong tipis seperti seng, kertas dan karbon. Mikrometer sekrup memiliki dua jenis skala yakni skala tetap serta skala putar (nonius). Batas ketelitian micrometer sekrup adalah 0,01 mm.

Alat untuk Pengukuran Arus Listrik (A)

Alat ukur arus listrik disebut sebagai amperemeter. Amperemeter memiliki hambatan dalam sangat kecil. Cara memakai amperemeter harus dihubungkan secara seri di rangkaian yang diukur. Jarum pada amperemeter nantinya akan menunjukkan besaran arus listrik yang mengalir.

Alat Pengukuran Tegangan (V)

Alat ukur tegangan listrik disebut voltmeter. Multimeter adalah alat yang didesain memiliki tiga fungsi pengukuran yakni amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.

Alat Pengukuran Hambatan Listrik (ohm)

Alat ukur hambatan listrik disebut sebagai ohmmeter.

Alat Pengukuran Berat (kg)

Massa atau berat diukur menggunakan neraca, misal neraca Ohauss, nerasa analitis dua lengan, neraca digital dan neraca lengan gantung.

• Neraca Ohauss untuk mengukur massa benda di laboratorium. Maksimum kapasitas benda adalah 311 gram dengan batas ketelitian 0,1 gram.

• Neraca Analitis Dua Lengan untuk mengukur massa benda dengan batas ketelitian 0,1 gram. Umumnya digunakan mengukur massa emas, Kristal benda dan batu.

• Neraca Lengan Gantung bekerja dengan cara menggeser beban pemberat di sepanjang batang hingga neraca seimbang.

• Neraca Digital memiliki ketelitian beragam namun saat ini sudah ada yang mencapai 0,001 gram.

Macam-Macam Skala Pengukuran

Skala pengukuran adalah nilai ukuran yang menunjukkan panjang pendek interval yang sudah ditetapkan sebelumnya menggunakan satuan alat ukur. Untuk menentukan panjang pendek interval menggunakan alat ukur.

Untuk menggambarkan sifat informasi yang diberikan dari suatu variabel maka digunakanlah skala pengukuran. Jenis-jenis skala pengukuran bisa dibedakan menjadi skala garis datar, skala melengkung dan skala digital.

Skala Garis Datar

Skala garis datar bisa dikatakan sebagai jenis skala yang banyak ditemukan pada alat ukur. Skala garis sangat mudah untuk dibaca yang mana pembacaan dilakukan dengan melihat skala yang berhimpitan dengan jarum penunjuk. 

Skala Melengkung

Skala melengkung banyak ditemukan pada alat ukur kecepatan kendaraan bermotor yakni speedometer, alat ukur tegangan, alat ukur hambatan dan alat ukur arus di alat multimeter. Cara untuk membaca nilai skala melengkung dari alat multimeter adalah dengan melihat angka yang berhimpitan dengan jarum.

Selanjutnya angka tersebut dibagi dengan skala maksimum dan dikalikan dengan nilai skala dari skala multimeter.

Skala Digital

Skala digital hari ini sangat banyak ditemukan pada alat ukur digital. Skala digital adalah jenis skala pengukuran yang paling mudah dibaca karena angka pengukuran langsung tertera di layar. Pengguna hanya perlu mengatur satuan alat ukur saja jika menggunakan skala digital.

Contoh Soal Pengukuran

• Soal 1

Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur suatu benda dengan hasil pengukuran skala utama menunjukkan angka 6,5 mm dengan skala putar menampilkan angka 34. Tentukan berapa hasil pengukuran micrometer sekrup ini?

• Soal 2

Pengukuran suatu benda dengan jangka sorong menunjukkan hasil seperti di bawah ini:

Tentukan hasil pengukurannya.

Pengukuran fisika menghasilkan data bersifat kuantitatif yang dapat diukur dengan pasti dan jelas. Alat ukur yang digunakan ada beragam jenisnya disesuaikan dengan besaran yang ingin diukur. Beberapa besaran fisika yang diukur dengan alat ukur yaitu panjang, suhu, waktu, arus listrik, tegangan, dan lainnya.