1
BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Fisika adalah ilmu pengetahuan yang berbasis pada pengamatan terhadap gejala alam. Inti dari pengamatan adalah pengukuran. Dengan demikian, fisika adalah ilmu pengetahuan yang berdasarkan pada pengukuran. Kebenaran tertinggi dalam fisika adalah hasil pengamaaatan (eksperimen). Hal ini berarti jika ada teori yang ramalannya tidak sesuai dengan hasil pengamatan, maka teori tersebut ditolak bagaimana pun bagusnya teori tersebut. Hal ini menunjukkan betapa pengamatan dalam fisika itu sangat penting. Itulah sebabnya pengetahuan tentang cara pengukuran merupakan kebutuhan yang penting. Kita harus mempelajari cara pengukuran besaran fisika dan bagaimana menggunakan alat ukur dengan benar. Kesalahan dalam penggunaan alat ukur mengakibatkan data yang diperoleh tidak dapat dipertanggungjawabkan karena mengandung kesalahan. Hal yang lebih fatal lagi adalah kesalahan penggunaan alat ukur dapat merusak alat ukur iu sendiri, bahkan dapat mencelakakan penggunanya. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas, dapat dirumuskan suatu permasalahan, yaitu: 1.
Apa saja macam-macam alat ukur mekanik?
1.3 Tujuan 1.
Untuk mengetahui macam-macam alat ukur mekanik.
2
BAB 2. PEMBAHASAN Mengukur adalah membandingkan benda diukur dengan alat ukur yang digunakan. Alat-alat tersebut dipakai untuk mengukur sesuatu yang disebut dengan besaran. Jadi besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Contoh dari besaran adalah panjang, luas, volume, berat, massa, suhu dan waktu. Dari besaran-besran tersebut, kita dapat membedakan antara besaran yang dapat diukur dengan alat dan besran yang tidak dapat diukur secara langsung dengan alat. Energi adalah besran yang tidak dapat diukur langsung dengan alat. Besar energi suatu benda diperoleh melalui perhitungan. Suatu besaran pada umumnya memiliki satuan. Satuan adalah ukuran dari suatu besaran misalnya besaran panjang dapat mempunyai satuan satu depa, hasta, jengkal, kaki, dan sebagainya. Besaran waktu dapat mempunyai satuan satu detik, menit, jam, hari, dan sebagainya. Besaran dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yakni besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besarn yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu. Sedangkan besaran turunan adalah besaran yang satuannya ditetapkan berdasarkan satuansatuan besaran pokok. Alat ukur dibedakan menjadi dua yaitu, alat ukur analog dan digital. Berikut adalah beberapa macam dari alat ukur analog atau alat ukur mekanik adalah sebagai berikut: 1.
Penggaris atau Mistar Penggaris ditemukan pertama kali oleh Sir Arthur Conan Doyle, pada tahun 8871 A.D., sebagai pemukul lalat. Karena ia adalah orang yang iseng, ia menambahkan coretan-coretan aneh pada permukaan penggaris. Pada tanggal 14 Februari 8881 A.D., anak sulung Conan, Washington, menebang pohon sakura ayahnya. Hal ini membuat Conan marah besar sehingga ia mengambil penggaris dan memukul tangan Washington. Ini adalah saat pertama di mana penggaris digunakan untuk memukul tangan anak nakal.
3
Penggaris adalah sebuah alat pengukur dan alat bantu gambar untuk menggambar garis lurus. Terdapat berbagai macam penggaris, dari mulai yang lurus sampai yang berbentuk segitiga (biasanya segitiga siku-siku sama kaki dan segitiga siku-siku 30°–60°). Penggaris dapat terbuat dari plastik, logam, berbentuk pita dan sebagainya. Juga terdapat penggaris yang dapat dilipat.
Gambar 1. Berbagai macam penggaris
• Jenis-jenis mistar ukur: a) Mistar ukur Merupakan alat ukur yang paling sederhana dan banyak dikenal orang, umumnya berupa plat dari baja atau kuningan dimana pada kedua sisi dari salah satu permukaannya diberi skala. b) Mistar lipat Mistar ini biasanya dibuat dari aluminium atau baja. Melihat konstruksinya maka meteran lipat sebetulnya merupakan gabungan dari mistar ukur dengan sambungan engsel pada setiap ujungnya, mengingat kemungkinan ausnya engsel dan ketika lurusan garis pengukuran sewaktu melakukan pengukuran.
4
c) Mistar baja Alat ukur ini terbuat dari baja tahan karat, satuan yang digunakan bisa berupa metric atau inci atau gabungan keduanya. Pada skala metrik 1 cm dibagi 10 atau 20 guratan. Jadi setiap guratan panjangnya 1/10 atau 1/20. Pada skala inci guratan dibagi atas 8, 16, 32, dan 64. Panjang mistar biasanya 6 inci (15 cm) atau 12 inci (30 cm). d) Mistar gulung Alat ukur ini digunakan untuk mengukur jarak-jarak yang panjang. Dalam sekali pengukuran ketelitian alat ini kurang bagus karena sesuai fungsinya hanya digunakan untuk mengukur jarak yang panjang dan tidak membutuhkan presisi. Unuk mengukur jarak-jarak yang panjang dan berliku biasanya digunakan roda ukur. Skala terkecil dari mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm. Ketelitian mistar adalah ½ x skala terkecil = 0,05 cm. Dengan ketelitian 0,05 cm ini, maka mistar dapat digunakan untuk mengukur panjang sebuah buku atau pensil. • Pengukuran mistar Untuk mengukur benda kerja sebaiknya digunakan ganjel sehingga kesalahan pembaca hanya mungkin terjadi pada salah satu sisinya saja. Untuk
mendapatkan
pembacaan
yang teliti,
hal-hal yang
perlu
diperhatikan adalah sebagai berikut. a) Mistar diletakkan dalam arah pengukuran panjang b) Bila memungkinkan kita harus menggunakan tumpuan sehingga kesalahan baca bias dibatasi pada satu tempat saja c) Pada waktu melakukan pembacaan, mata harus berada agak lurus ditempat dimana kita melakukan pembacaan d) Pengambilan ukuran oleh jangka harus diperhatikan bahwa patok jangka terletak sejajar satu sama lain dan berdiri tegak terhadap bidang benda kerja Langkah-langkah yang ditempuh untuk membaca hasil pengukuran dengan mistar adalah
5
a)
Pastikan bahwa titik nol pada skala mistar telah berimpit dengan salah satu ujung benda yang diukur panjangnya
b) Baca skala yang ditunjukkan oleh ujung benda yang satunya. c) Nyatakan hasil pengukuran yang anda peroleh dalam dua decimal sesuai tingkat ketelitian mistar. 2.
Jangka Sorong Jangka sorong adalah alat ukur yang memiliki ketelitian mencapai 0,01 cm. Terdiri dari dua bagian, bagian dalam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan bacaan digital. Pada versi analog, umumnya tingkat ketelitian adalah 0.05 mm untuk jangka sorong dibawah 30 cm dan 0.01 mm untuk yang diatas 30 cm.
Gambar 2. Jangka sorong digital
Gambar 3. Jangka sorong manual
Kegunaan jangka sorong adalah: •
untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit;
•
untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur;
•
untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara "menancapkan/menusukkan" bagian pengukur. Bagian pengukur berada di sisi pemegang
6
Jangka sorong memiliki dua skala. yaitu skala utama dan skala nonius. skala utama terdapat pada batang jangka, sedangkan nonius adalah skala yang mengapit batang dari jangka sorong tersebut. Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm, dengan kata lain jarak 2 skala utama yang saling berdekatan adalah 0,1 cm. Sedangkan sepuluh skala nonius memiliki panjang 0,9 cm, dengan kata lain jarak 2 skala nonius yang saling berdekatan adalah 0,09 cm. Jadi beda satu skala utama dengan satu skala nonius adalah 0,1 cm – 0,09 cm = 0,01 cm atau 0,1 mm. Sehingga skala terkecil dari jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi ketelitian jangka sorong adalah : dx = ½ x 0,01 cm = 0,005 cm Dengan ketelitian 0,005 cm, maka jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng atau cincin dengan lebih teliti (akurat). •
Pengukuran menggunakan jangka sorong
Gambar 4. Contoh pengukuran dengan jangka sorong
7
Pada gambar tersebut diatas, diperoleh hasil pembacaan dari mengukur sebuah objek. adapun cara pembacaanya adalah sebagai berikut: 1.
Jepit benda pada rahang jangka sorong dan pastikan mengunci jepitan (terdapat pada bagian skala nonius 1/128) agar nilai ukur tetap.
2.
Perhatikan dan baca skala (dalam cm) pada batang jangka (skala utama), lihatlah angka yang dicapai oleh benda ukur yang tentunya dibatasi oleh nilai nol pada skala nonius.
3.
Lihat garis skala pada nonius (nonius x 1/100 cm), cari skala utama dan skala nonius yang berinpit (0,07 cm)
4.
Pada gambar, terlihat nilai tertera pada skala utama adalah 2,5, bukan 2,4. Perhatikan skala 2,5 tidak tepat berimpit dengan 0 skala nonius oleh karena itu, hasil bacanya dalah 2,4 cm. jika nilai 2,5 tepat berimpit, maka kita tidak perlu lagi mencari skala noniusnya melainkan langsung menuliskan hasil pembacaannya adalah 2,5 cm.
5.
Hasil pembacaan adalah (SU + SN) sama dengan 2,4 + 0,07 = 2,47 cm
6.
Untuk hasil pelaporan pada pengukuran tunggal adalah (hasil pengukuran +/- (SN x nst), nst adalah nonius skala terkecil/batas alat ukur benda) dalam hal ini jangka sorong yang digunakan ber-nst 0,01 cm.
3.
Mikrometer Sekrup Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur panjang benda hingga ketelitian 0,01mm. Mikromeeter sekrup memiliki skala tetap (skala utama) sepanjang gagang silinder dengan nilai skala terkecil 0,5mm. Selain itu ada skala putar yang memiliki 50 skala. Jika skala putar diputar 1 putaran penuh (diputar sebanyak 50 skala), maka penjepit mikrometer akan bergeser sejauh 0,5mm. Jadi, pergeseran skala berputar sejauh 1 skala bersesuaian dengan pergeseran penjepit sepanjang 0,5/50 = 0,01mm. Angka ini merupakan nilai skala terkecil mikrometer sekrup yang kita gunakan. Dengan nilai skala terkecil 0,01mm, berarti ketidakpastian pengukuran dengan mikrometer sekrup adalah 0,01/2 = 0,005mm.
8
Gambar 5. Berbagai macam mikrometer sekrup
Mikrometer memiliki 3 jenis umum pengelompokan yang didasarkan pada aplikasi berikut : 1. Mikrometer Luar Digunakan untuk ukuran memasang kawat, lapisan-lapisan, blok-blok dan batang-batang. 2. Mikrometer dalam Digunakan untuk mengukur garis tengah dari lubang suatu benda. 3. Mikrometer kedalaman Digunakan untuk mengukur kerendahan dari langkah-langkah dan slotslot. Mikrometer sekrup terdiri dari: 1. Rahang tetap yang berisi skala utama yang dinyatakan dalam satuan mm. panjang skala utama mikrometer pada umumnya mencapai 25 mm. Jarak antara 2 skala utama yang saling berdekatan adalah 0,5 mm. 2.
Poros berulir yang dipasang pada silinder pemutar (bidal). Pada ujung bidal terdapat garis skala yang membagi menjadi 50 bagian yang sama disebut skala nonius.
3. Rahang geser yang dihubungkan dengan bidal, yang digunakan untuk memegang benda yang akan diukur bersama dengan rahang tetap.
9
•
Pengukuran menggunakan mikrometer sekrup 1)
Letakkan benda yang akan diukur diantara dua penjepit mikrometer sekrup.
2)
Putarlah pemutar besar mikrometer sehingga kamu merasakan benda sudah terjepit. Perlu diingat, ketika dilakukan pemutaran maka lakukan dengan perlahan. Pemutaran dengan tenaga yang kuat dapat merusak benda yang diukur atau merusak mikrometer.
3)
Putarlah pemutar kecil sampai kamu merasakan pemutar tersebut sudah terlepas (loss).
4)
Bacalah skala utama mikrometer yang tepat dilewati oleh pemutar besar.
5) Bacalah skala pada pemutar besar. 4. Neraca Alat yang digunakan untuk mengukur massa adalah neraca. Pada pengukuran massa dengan neraca, kita memanfaatkan gaya gravitasi yang bekerja pada benda. Besar gaya gravitasi sebanding dengan massa. Ada beberapa jenis neraca yang akan dibahas berikut ini. a) Neraca (timbangan) pasar Neraca ini banyak sekali digunakan dalam proses jual beli di pasar, misalnya digunakan untuk menimbang daging, beras, gula, dll.
b) Neraca Dua Lengan Neraca ini berguna untuk mengukur massa benda, misalnya emas, batu, kristal benda, dan lain-lain. Batas ketelitian neraca analitis dua lengan yaitu 0,1 gram.
10
c)
Neraca Ohauss Neraca ini berguna untuk mengukur massa benda atau logam dalam praktek laboratorium. Kapasitas beban yang
ditimbang
dengan
menggunakan neraca ini adalah 311 gram. Batas ketelitian neraca Ohauss yaitu 0,1 gram.
d)
Neraca Lengan Gantung Neraca ini berguna untuk menentukan massa benda, yang cara kerjanya dengan menggeser beban pemberat di sepanjang batang.
e)
Neraca Digital Neraca diigital (neraca elektronik) di dalam penggunaanya sangat praktis, karena besar massa benda yang diukur langsung ditunjuk dan terbaca pada layarnya.Ketelitian neraca 0,001 gram.
digital ini sampai dengan
11
5. Termometer Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur),ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur (to measure). • a)
Jenis-jenis thermometer
Termometer Raksa Termometer yang pipa kacanya diisi dengan raksa disebut termometer raksa. Termometer raksa dengan skala celcius adalah termometer yang umum dijumpai dalam keseharian.
* Keuntungan 1. Raksa mudah dilihat karena mengkilap. 2. Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu. 3. Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut. 4. Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan laboratoriun (-40 derajat Celcius s/d 350 derajat Celcius)
12
5. Raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu cepat dan tepat. * Kerugian 1. Raksa mahal 2. Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah (misalnya suhu di kutub utara dan kutub selatan) 3. Raksa termasuk zat berbahaya (sering digunakan “air keras”) sehingga termometer raksa berbahaya jika tabungnya pecah. b)
Termometer Alkohol
* Keuntungan 1. Alkohol lebih murah dibandingkan raksa 2. Alkohol terliti, karena untuk kenaikana suhu yang kecil, alkohol mengalami perubahan volum yang besar. 3. Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (misalnya suhu di daerah kutub) karena titik beku alkohol sangat rendah yaitu -112 derajat celcius. * Kerugian
13
1. Alkohol memiliki titik didih rendah yaitu 78 derajat Celcius sehingga pemakaiannya terbatas (antara lain tidak dapat mengukur suhu air ketika mendidih. 2. Alkohol tidak berwarna, sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar mudah dilihat . 3. Alkohol membasahi (melekat) pada dinding kaca. • a)
Beberapa termometer dalam keseharian.
Termometer Klinis Biasa digunakan para dokter & perawat untuk mengukur suhu tubuh manusia.
b) Termometer
Dinding
Umumnya termometer dinding dipasang tegak di dinding sebuah ruang dan digunakan untuk mengukur suhu ruangan.
14
c)
Termometer Max & Min Six Suhu dalam sebuah rumah kaca, yaitu rumah digunakan untuk menanam tanaman
sebagai
bahan
penelitian,
menggunakan termometer max & min six.
umumnya
diukur
dengan
15
BAB 3. PENUTUP 3.1 Kesimpulan 1. Penggaris adalah sebuah alat pengukur dan alat bantu gambar untuk menggambar garis lurus. 2. Terdapat berbagai macam penggaris, dari mulai yang lurus sampai yang berbentuk segitiga (biasanya segitiga siku-siku sama kaki dan segitiga sikusiku 30°–60°). Penggaris dapat terbuat dari plastik, logam, berbentuk pita dan sebagainya. Juga terdapat penggaris yang dapat dilipat. 3.
Jangka sorong adalah alat ukur yang memiliki ketelitian mencapai 0,01 cm.
4.
Jangka sorong memiliki dua skala. yaitu skala utama dan skala nonius.
5. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur panjang benda hingga ketelitian 0,01mm. 6. Mikromeeter sekrup memiliki skala tetap (skala utama) sepanjang gagang silinder dengan nilai skala terkecil 0,5mm. Selain itu ada skala putar yang memiliki 50 skala. 7.
Jenis-jenis neraca adalah neraca pasar, neraca dua lengan, neraca Ohaus, neraca lengan Gantung dan neraca digital.
8. Beberapa
thermometer
dalam
keseharian
adalah
termometer
klinis,
termometer dinding dan termometer max &mix six 8.1 Saran 1. Kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat untuk memberikan informasi mengenai beberapa macam alat ukur mekanik.
16
DAFTAR PUSTAKA Subekti, Agus. 2003. Alat-alat ukur listrik. Jember: universitas jember press. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/instrumentasi-danpengukuran/alat-pengukur-suhu-termometer/ http://id.wikibooks.org/wiki/Subjek:Fisika/Materi:Suhu http://www.forumsains.com/index.php?page=9 http://id.wikipedia.org/wiki/Suhu http://alljabbar.wordpress.com/2008/04/07/suhu/ http://www.google.com/search?sourceid=navclient http://www.gurumuda.com/termometer-dan-skala-suhu/ http://id.wikipedia.org/wiki/Termometer_air_raksa http://id.wikipedia.org/wiki/Penggaris http://www.e-smartschool.com/pnu/008/penggaris.htm http://tolololpedia.wikia.com/wiki/Penggaris http://www.tentangkayu.com/2008/04/memilih-penggaris-siku.html http://romadhonssite.blogspot.com/2009/04/jangka-sorong.html http://www.fisikaasyik.com/home02/content/view/216/44/ http://miminsilimin.blogspot.com/2009/04/jangka-sorong.html http://id.wikipedia.org/wiki/Jangka_sorong http://ladongiscientist.blog.com/2009/09/13/jangka-sorong/ http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrometer http://id.wikipedia.org/wiki/Neraca_massa http://www.ittelkom.ac.id/admisi/elearning http://www.e-dukasi.net/mapok/mp_full.php?id=224&fname=pokok.html http://fisikarj.blogspot.com/2009/04/2-alat-ukur.html
