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:

  1. 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.
  2. 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

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