FISIKA... PASTI BISA: September 2024

Senin, 30 September 2024

TUGAS KELAS X.6~1/10/2024~

Jawablah Pertanyaan Berikut Dengan Tepat!

Sebuah mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter sebuah bola baja. Skala terkecil mikrometer sekrup adalah 0,001 mm. Jika hasil pengukurannya adalah 5,234 mm, tentukan ketidakpastian mutlak dan relatifnya.
Seorang siswa mengukur suhu ruangan menggunakan termometer digital dengan ketelitian 0,1 °C. Jika suhu yang terukur adalah 25,6 °C, berapa ketidakpastian mutlak dan relatifnya?

Contoh Soal Ketidakpastian Dalam Pengukuran

Contoh Soal 1: Pengukuran Panjang

Seorang siswa mengukur panjang meja menggunakan mistar dengan skala terkecil 1 mm. Hasil pengukurannya adalah 123,4 cm.

Tentukan:
- Ketidakpastian mutlak pengukuran
- Ketidakpastian relatif pengukuran
- Tuliskan hasil pengukuran lengkap dengan ketidakpastiannya
Penyelesaian:
- Ketidakpastian mutlak (Δx) = ½ NST = ½ × 0,1 cm = 0,05 cm
- Ketidakpasian relatif = (Δx / x) × 100% = (0,05 cm / 123,4 cm) × 100% ≈ 0,04%
- Hasil pengukuran lengkap: (123,4 ± 0,05) cm

Contoh Soal 2: Pengukuran Massa

Sebuah benda ditimbang menggunakan neraca digital dengan ketelitian 0,01 gram. Hasil penimbangan menunjukkan 25,32 gram.

Tentukan:
- Ketidakpastian mutlak pengukuran
- Ketidakpastian relatif pengukuran
- Tuliskan hasil pengukuran lengkap dengan ketidakpastiannya
Penyelesaian:
- Ketidakpastian mutlak (Δm) = ½ NST = ½ × 0,01 g = 0,005 g
- Ketidakpasian relatif = (Δm / m) × 100% = (0,005 g / 25,32 g) × 100% ≈ 0,02%
- Hasil pengukuran lengkap: (25,32 ± 0,005) g

Contoh Soal 3: Pengukuran Waktu

Sebuah stopwatch mengukur waktu tempuh suatu benda dengan skala terkecil 0,01 detik. Hasil pengukurannya adalah 3,45 detik.

Tentukan:
- Ketidakpastian mutlak pengukuran
- Ketidakpasian relatif pengukuran
- Tuliskan hasil pengukuran lengkap dengan ketidakpastiannya
Penyelesaian:
- Ketidakpastian mutlak (Δt) = ½ NST = ½ × 0,01 s = 0,005 s
- Ketidakpasian relatif = (Δt / t) × 100% = (0,005 s / 3,45 s) × 100% ≈ 0,14%
- Hasil pengukuran lengkap: (3,45 ± 0,005) s

Analisis Contoh Soal

Dari ketiga contoh di atas, dapat disimpulkan bahwa:

Ketidakpastian mutlak menunjukkan nilai maksimum penyimpangan dari nilai yang terukur. Semakin kecil NST alat ukur, semakin kecil pula ketidakpastian mutlaknya.
Ketidakpastian relatif menunjukkan seberapa besar ketidakpastian mutlak dibandingkan dengan nilai hasil pengukuran. Ketidakpastian relatif seringkali dinyatakan dalam persentase.
Penulisan hasil pengukuran lengkap dengan menyertakan nilai terukur dan ketidakpastiannya sangat penting untuk menunjukkan ketelitian pengukuran.

Kamis, 26 September 2024

Ketidakpastian Dalam Pengukuran

Ketika kita melakukan pengukuran, hasil yang kita dapatkan tidak selalu pasti. Selalu ada tingkat ketidakpastian yang terkait dengan hasil pengukuran tersebut. Ketidakpastian ini bisa disebabkan oleh berbagai faktor, seperti keterbatasan alat ukur, kondisi lingkungan, atau bahkan kesalahan manusia saat membaca skala.

Dalam fisika, kita mengenal dua jenis ketidakpastian, yaitu:

Ketidakpastian Mutlak: Ini adalah nilai numerik yang menunjukkan seberapa jauh hasil pengukuran kita mungkin menyimpang dari nilai sebenarnya. Satuan ketidakpastian mutlak sama dengan satuan besaran yang diukur.
Ketidakpastian Relatif: Ini adalah perbandingan antara ketidakpastian mutlak dengan nilai hasil pengukuran. Ketidakpastian relatif biasanya dinyatakan dalam bentuk persentase dan memberikan gambaran tentang seberapa besar ketidakpastian mutlak dibandingkan dengan nilai pengukuran.

Rumus-Rumus

Ketidakpastian Relatif (δx): δx = (Δx / x) x 100% Dimana:
- δx = ketidakpastian relatif
- Δx = ketidakpastian mutlak
- x = nilai hasil pengukuran

Contoh Soal yang Menarik

Contoh 1: Balapan Mobil Sebuah mobil balap melintas garis finis dengan waktu tempuh 20,5 ± 0,2 detik.

Berapa ketidakpastian relatif dari waktu tempuh tersebut?
Apa artinya ketidakpastian relatif ini dalam konteks balapan mobil?

Pembahasan:

Ketidakpastian relatif = (0,2 / 20,5) x 100% ≈ 0,98%
Artinya, waktu tempuh mobil balap tersebut memiliki ketidakpastian sekitar 0,98%. Ini berarti waktu tempuh sebenarnya bisa saja 0,98% lebih cepat atau lebih lambat dari 20,5 detik. Dalam konteks balapan, selisih waktu yang sangat kecil ini bisa sangat berarti untuk menentukan pemenang.

Contoh 2: Mengukur Diameter Bola Basket Seorang siswa mengukur diameter bola basket menggunakan jangka sorong dan mendapatkan hasil 24,32 ± 0,05 cm.

Hitunglah ketidakpastian relatif dari pengukuran tersebut.
Apa yang dapat disimpulkan dari hasil perhitungan ini?

Pembahasan:

Ketidakpastian relatif = (0,05 / 24,32) x 100% ≈ 0,21%
Ini menunjukkan bahwa pengukuran diameter bola basket tersebut cukup akurat, dengan ketidakpastian kurang dari 0,25%.

Soal Latihan

Sebuah batang logam memiliki panjang (12,5 ± 0,2) cm. Hitunglah ketidakpastian relatif dari pengukuran panjang batang logam tersebut.
Seorang siswa mengukur massa sebuah batu dan mendapatkan hasil (50,3 ± 0,1) gram. Berapa ketidakpastian relatif dari pengukuran massa batu tersebut?
Jelaskan mengapa ketidakpastian relatif lebih berguna daripada ketidakpastian mutlak dalam membandingkan keakuratan pengukuran yang berbeda.