Terbaru Update 2014: June 2014

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

“PENGUKURAN DASAR PADA BENDA PADAT”

DISUSUN OLEH :

1. RESTI MELINDA (0621 13 067)

2. CHUSNUL SYAHRI (0621 13 097)

3. DESI KUSMIYASARI (0621 13 041)

4. YUSPITER NDRURU (0621 13 034)

KIMIA A

19 OKTOBER 2013

ASISTEN PRAKTIKUM :

1. RISSA RATIMANJARI, S.Si

2. DESI T, S.Si

3. RUNI SUKAESIH

LABORATORIUM FISIKA

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PAKUAN

2013

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mempelajari dan menggunakan alat-alat ukur.

2. Menentukan volume dan massa jenis zat padat.

3. Menggunakan teori ketidakpastian.

1.2 Dasar Teori

1) Besaran dan Satuan

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan di nyatakan dengan angka. Besaran dalam fisika dikelompokkan atas besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Ada tujuh besaran pokok, yaitu panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, suhu, intensitas cahaya, dan jumlah molekul. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Contoh besaran turunan ialah luas yang diperoleh dari besaran pokok panjang kali lebar. Contoh lain ialah volume, massa jenis, kecepatan, gaya dan lain sebagainya.

Dalam penyebutan suatu besaran fisika belum lengkap tanpa satuannya sehingga tanpa satuan, nilai pengukuran tidak akan berarti. Satuan adalah segala sesuatu yang menunjukkan banyaknya hasil pengukuran yang diperoleh. Mengingat banyaknya satuan untuk suatu besaran dalam kehidupan sehari-hari , timbullah berbagai kesulitan. Contohnya saat berbelanja di toko tekstil, pembeli menginginkan kain dalam panjang dalam satuan meter sedangkan si penjual menggunakan satuan yard. Akibatnya ukuran panjang kain yang dibeli terpaksa dikira-kira. Dengan masalah ini, orang berkeinginan untuk menggunakan suatu satuan yang seragam. Satuan seragam ini muncul dalam perjanjian internasional yang disebut satuan sistem internasional (international system of units) disingkat SI.

Alat yang digunakan untuk pengukuran :

1. Jangka Sorong

Jangka sorong adalah alat ukur panjang yang memiliki ketelitian 0,1 mm dengan ketelitian yang lebih baik dari mistar. Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter luar suatu tabung, kawat, atau tebal sebuah buku. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter bagian dalam tabung atau botol dan juga kedalamannya.

Perhatikan gambar :

Jangka sorong terdiri atas rahang tetap yang memiliki skala tetap , rahang geser yang memiliki skala nonius (vernier) , rahang bawah, rahang atas dan pengukur kedalaman. Pada Jangka sorong, rahang bawah digunakan untuk mengukur diameter luar tabung dan rahang atas digunakan untuk mengukur diamater bagian daiam tabung. Adapun bagian ujung digunakan untuk mengukur kedalaman tabung. Rahang geser jangka sorong dapat digeser secara bebas disesuaikan dengan ukuran benda. Pada rahang geser terdapat skala nonius, yaitu skala yang menentukan ketelitian pengukuran pada jangka sorong. Pada saat keadaan kedua rahang tertutup, yaitu angka 0 skala utama dalam sentimeter berhimpit dengan angka 0 skala nonius, saat diamati ternyata panjang 10 skala nonius = 9 mm, ini berarti panjang 1 skala nonius = 0,9 mm. Sehingga selisih antara skala utama pada rahang tetap dengan skala nonius adalah (1 – 0,9) = 0,1 mm.

Hasil pengukuran dengan jangka sorong akan memuat angka pasti dari skala utama dan angka taksiran dari skala nonius yang segaris (berhimpit) dengan skala utama. Penjumlahan dari keduanya merupakan angka penting. Hasil pengukuran itu dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :

X =( Xo + ∆X. 0,1 ) mm atau X = hasil skala utama + hasil skala nonius

Kegunaan jangka sorong adalah

· Untuk mengukur suatu benda bagian luar dengan cara diapit. contoh : mengukur tebal buku.

· Untuk mengukur bagian dalam atau diameter lubang suatu benda, contoh : besar diameter lubang pipa, botol atau tabung.

· Untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara “menancapkan/menusukkan” bagian pengukur pengukur kedalaman.

2. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup atau disebut juga Mikrometer adalah alat ukur yang lebih cermat dari jangka sorong. Alat ini dapat digunakan untuk mengukur benda-benda yang tergolong kecil dan tipis, misalnya diameter pensil, diameter kawat/ kabel listrik, tebal karton, tebal sehelai kertas hingga diameter rambut. Mikrometer memiliki ketelitian ukur 0,01 mm (Mikrometer analog), bahkan pada Mikrometer elektronik digital, dapat mencapai ketlitian hingga 0,002 mm (2µm). Berikut

bagian-bagian dari Mikrometer.

Bagian utama Mikrometer adalah poros ukur yang dapat bergerak, dipasang pada Silinder pemutar ( Bidal). Pada Bidal terdapat skala Nonius yang memiliki 50 bagian skala. Jika skala Nonius diputar satu kali putaran (50 skala), maka bidal akan bergerak maju 0,5 mm, yang dapat diamati pada skala Utama (pada gambar 3.1 (Bidal bergerak maju kearah kiri) Berarti, jika Bidal diputar satu skala, maka akan bergeser sejauh 0,5 mm dibagi 50 = 0,01 mm . Hasil pengukuran Mikrometer terhadap sebuah benda, dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :

X =( Xo + ∆X. 0,01 ) mm

Yaitu :

X0 = hasil skala utama

ΔX = hasil skala nonius ( Skala bidal yang berimpit dengan skala utama)
X = hasil pengukuran Mikrometer terhadap sebuah benda

3. Neraca Teknis

Alak ukur massa yang sering digunakan dalam laboratorium fisika adalah neraca teknis dan neraca analitis karena memiliki tingkat ketelitian yang lebih baik dari pada neraca pasar.

Pada gambar diatas terdapat unting-unting sebagai penyeimbang kedua piringan neraca. Kedudukan piring akan setimbang bila jarum petunjuk bergerak bolak balik ke kiri dan ke kanan dengan simpangan yang sama terhadap posisi setimbang. Jika kedudukan piring tidak setimbang, anak timbangan ditambahkan pada piring yang terangkat. Ketika meletakkan anak timbangan atau benda pada piring, neraca harus pada posisi tertahan dan jarum penunjuk diam. Nilai ukur diperoleh dari jumlah anak timbangan yang berada di dalam piring neraca seimbang dengan piring neraca yang berisi benda yang diukur.

4. Neraca Ohaus

Neraca ohauss terdiri dari tiga batang skala, yaitu batang pertama berskala ratusan gram, batang kedua berskala puluhan gram dan batang ketiga berskala satuan gram. Neraca ini mempunyai ketelitian hingga 0,1g. Benda yang akan ditimbang diletakkan di atas piringan. Setelah beban geser disetimbangkan dengan benda, massa benda dapat dibaca pada skala neraca. Kegunaan neraca ohauss adalah untuk mengukur massa benda ataulogam dalam praktek laboratorium. Kapasitas beban yang ditimbang dengan menggunakan neraca ini adalah 311 gram. Neraca ohaus termasuk kedalam neraca teknis yaitu neraca yang tidak memiliki ketelitian tinggi. Batas ketelitian neraca Ohauss yaitu 0,1 gram. Karena ketelitiannya yang rendah neraca ini biasanya dipakai untuk menimbang zat atau benda yang tidak memerlukan ketelitian yang tinggi.

2) Pengukuran dasar pada benda padat
Pengukuran ini dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pengukuran cara statis dilakukan untuk mengukur benda yang beraturan dan tidak elastis. Untuk mengukur volume zat padat yang teratur bentuknya (kontinu) dapat pula dilakukan secara tidak langsung dengan mengukur perubah (variabel) yang membangunnya. Sedangkan pengukuran cara dinamis dilakukan untuk mengukur benda yang tidak beraturan dan elastis dengan menerapkan hukum archimedes yang berbunyi : “Bila sebuah benda kita masukkan kedalam zat cair, maka benda tersebut akan mendapat gaya angkat ke atas seberat volume zat cair yang dipindahkan atau sebesar volume benda yang tercelup”.

F_A =

Keterangan :

F_A : gaya ke atas (gaya angkat Archimedes) (Newton)

: volume benda yang tercelup dalam fluida (m³)

: massa jenis fluida (kg/m³)

g : percepatan gravitasi (m/s²)

Dengan pengukuran cara statis volume balok dapat juga dilakukan dengan cara

mengukur panjang lebar dan tinggi dari balok itu sehingga :

_balok =

Keterangan :

p = panjang balok

l = lebar balok

t = tinggi balok

Dan volume silinder pejal dapat juga dilakukan dengan mengukur diameter dan panjang silinder itu sehingga:

_silinder=

Keterangan :

atau 3,14

t = tinggi silinder

r = jari-jari silinder

Dengan pengukuran cara dinamis volume kunci dapat juga dilakukan dengan cara menimbang massa benda di air dan di udara, sehingga :

Keterangan :

= Massa udara

= Massa air

Massa jenis ialah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Massa jenis berfungsi zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.

Rumus untuk menentukan massa jenis :

Keterangan :

= massa jenis (Kg/m³)

m = massa zat (Kg)

= volume zat (m³)

Contoh massa jenis beberapa zat, yaitu massa jenis besi 7,9 gr/cm³, massa jenis kuningan 8,6gr/cm³, massa jenis tembaga 8,9 gr/cm³, massa jenis aluminium 2,7 gr/cm³ dan lain sebagainya.

BAB II ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat yang digunakan

1. Jangka Sorong

2. Mikrometer Skrup

3. Neraka Teknis

4. Bejana Gelas

5. Thermometer

6. Bangku Penumpu

2.2 Bahan yang digunakan

1. Balok Kuningan

2. Silinder Besi

3. kunci

BAB III METODE PERCOBAAN

Metode percobaan dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara statis dan cara dinamis.

· Cara Statis

1. Diukur panjang dan lebar benda padat dengan tempat yang berlainan. Dibuat hasil pengukuran dalam bentuk tabel masing-masing tersendiri.

2. Diukur tebalnya dengan mikrometer skrup juga seperti No. 1.

3. Ditentukan massa benda padat dengan cara menimbang cukup sekali saja.

4. Dicatat suhu ruangan pada awal dan akhir percobaan.

5. Diukur benda padat yang lain dengan harga rata-rata masing-masing penyimpangan.

· Cara Dinamis

1. Ditentukan massa benda padat dengan cara menimbang.

2. Ditimbang sekali lagi benda tersebut yang tergantung pada tali tipis.

3. Ditimbang sekali lagi benda yang tergantung tersebut terendam seluruhnya dalam air. Ingat airnya tidak ikut tertimbang dan benda tidak mengenai dasar bejana.

4. Dicatat suhu air dalam ruangan pada awal dan akhir percobaan.

5. Diulangi seluruh pengukuran tersebut di atas untuk benda padat lain.

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1 Data Pengamatan

Berdasarkan data percobaan dan pengamatan yang dilakukan pada tanggal 19 Oktober
2013, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut.

Keadaan Ruangan	()	(
Sebelum Percobaan
Sesudah Percobaan

1. Cara Statis

- Balok Kuningan

Massa = 58,2 gram

= 8,6 gr/cm

No	P (cm)	L (cm)	T (cm)	V(cm³)	(gr/ cm³)
1.	3,88 cm	1,93 cm	0,948 cm	7,099 cm³	8,198 gr/ cm³
2.	3,91 cm	1,92 cm	0,946 cm	7,101 cm³	8,196 gr/ cm³
3.	3,98 cm	1,925 cm	0,947 cm	7,255 cm³	8,022 gr/ cm³
	3,923 cm	5,775 cm	0,947 cm	7,151 cm³	8,138 gr/ cm³

No	d (cm)	r (cm)	T (cm)	V (cm3)	(gr/ cm³)
1.	1,576 cm	0,788 cm	4,25 cm	8,294 cm³	7,559 gr/ cm³
2.	1,581 cm	0,7905 cm	4,24 cm	8,327 cm³	7,529 gr/ cm³
3.	1,579 cm	0,7895 cm	4,26 cm	8,345 cm³	7,513 gr/ cm³
	1,578 cm	0,789 cm	4,256 cm	8,322 cm³	7,533 gr/ cm³

- Silinder Besi
Massa = 62,7 gram

= 7,9 gr/cm³

2. Cara Dinamis

No	Benda	M_u (gr)	M_a (gr)	V(cm³)	(gr/ cm³)
1.	Kunci	18,4 gr	15,405 gr	2,995 cm³	6,14 gr/ cm³
2.	Balok	58,2 gr	51,17 gr	7,03 cm³	8,278 gr/ cm³

4.2 Perhitungan

Cara statis

1) Balok Kuningan

Massa : 58,2 gram

· Menentukan Volume Balok

_balok =

§ Percobaan 1

V_balok= 3,88 x 1,93 x 0,948

= 7,099 cm³

§ Percobaan 2

V_balok = 3,91 x 1,92 x 0,946

= 7,101 cm³

§ Percobaan 3

V_balok = 3,98 x 1,925 x 0,947

= 7,255 cm³

· Menentukan Massa Jenis Balok

§ Percobaan 1

= 8,198 gr/cm³

§ Percobaan 2

= 8,196 gr/cm³

§ Percobaan 3

= 8,022 gr/cm³

· Ketelitian balok

PK =

= 1 – (0,053) x 100%
= 94,7%

2) Silinder Besi

Massa = 62,7

· Menentukan Volume Silinder

_silinder=

§ Percobaan 1

V_silinder =

x (0,788)² x 4,25

= 8,294 cm³

§ Percobaan 2

V_silinder =

x (0,7905)² x 4,25

= 8,327 cm³

§ Percobaan 3

V_silinder =

x (0,7895)² x 4,26

= 8,345 cm³

· Menentukan Massa Jenis Silinder

§ Percobaan 1

= 7,559 gr/cm³

§ Percobaan 2

= 7,529 gr/cm³

§ Percobaan 3

= 7,513 gr/cm³

· Ketelitian silinder

PK =

= 1 – (0,046) x 100%
= 95,4%

Cara Dinamis

1) Kunci

· Menentukan Volume Kunci

V_kunci

V = 18,4 – 15,405

= 2,995 cm³

· Menentukan Massa Jenis Kunci

= 6,143 gr/cm³

· Ketelitian kunci

PK =

= 1 – (0,222) x 100%

= 77,8%

2) Balok

· Menentukan Volume Balok

V_kunci

V_kunci= 58,2 – 51,17

= 7,03cm³

· Menentukan Massa Jenis Balok

= 8,278 gr/cm³

· Ketelitian balok

PK =

= 1 – (0,37) x 100%

= 63%

BAB V PEMBAHASAN

BAB VI KESIMPULAN

Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan. Menentukan massa jenis dan volume zat padat dapat ditentukan melalui dua cara yaitu pengukuran cara statis dan pengukuran cara dinamis. Alat ukur panjang yang digunakan seperti Jangka Sorong dan Mikrometer Skrup sedangkan alat ukur massa yang digunakan seperti Neraca Ohaus/Teknis. Salah satu prinsip dasar pengukuran adalah bahwa tidak ada pengukuran dunia nyata yang memiliki ketepatan sempurna. Selalu ada kesalahan dalam setiap pengukuran. Semakin baik alat ukur maka tingkat kesalahan yang dihasilkan akan semakin kecil. Demikian pula sebaliknya. Namun betapapun baiknya alat ukur, kesalahan pengukuran tidak akan pernah dapat benar-benar dihilangkan. Fenomena kesalahan pengukuran ini disebut dengan ketidakpastian (uncertainty). Ketidakpastian ini merupakan konsekuensi dari ketidakmampuan manusia membuat instrumen yang dapat mencatat hasil pengukuran dengan jumlah digit tak hingga.

Dari percobaan balok kuningan yang telah dilakukan sebanyak 3 kali dapat dihasilkan massa jenis dengan tingkat ketelitian 94,7% sedangkan silinder besi 95,4%. Hasil tersebut hanya dengan beberapa angka lagi dapat menghasilkan hasil yang sempurna yaitu 100%. Namun, pada percobaan kunci dapat dihasilkan massa jenis dengan tingkat ketelitian 77,8%. Hasil tersebut masih kurang baik karena kunci terbuat dari bahan campuran aluminium dan besi.

DAFTAR PUSTAKA

Umar, Efrizon. 2007. Fisika dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca Exact.

Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1, Laboratorium Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pakuan.

http://mengerjakantugas.blogspot.com/2011/01/pengukuran-adalah-membandingkan-suatu.html

http://sahabat-ima.blogspot.com/2011/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html

LAMPIRAN

1.1 Data Pengamatan

1.2 Tugas Akhir

1. Berikanlah keterangan mengapa tebal benda tidak diukur dengan jangka sorong, melainkan dengan mikrometer skrup ?

2. Apakah massa tali tipis dapat diabaikan dalam tingkat ketelitian 1% ?

3. Tentukan volume benda-benda padat dengan kedua cara !

4. Dari kedua cara diatas, manakah menurut pengamatan yang paling teliti ?

5. Tentukan massa jenis benda-benda tersebut !

6. Dari langkah 5, tentukan jenis benda-benda tersebut !

7. Tentukan Volume benda-benda tersebut pada

, langkah 6 !

8. Sebutkanlah salah satu cara lain untuk menentukan volume benda padat !

Jawab :

1. Karena jangka sorong digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, lebar, kedalaman tabung, diameter dalam dan diameter luar walaupun untuk mengukur ketebalan benda, hanya dapat dengan benda yang tipis. Sedangkan mikrometer skrup digunakan untuk mengukur ketebalan benda yang tebal maupun tipis, karena memiliki tingkat ketelitian sepuluh kali lebih teiti daripada jangka sorong. Tingkat ketelitiannya adalah 0,01 mm.

2. Massa tali tipis diabaikan, karena tidak mempengaruhi pengukuran suatu benda.

3. Volume benda padat dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

- Cara Statis

a. Balok Kuningan

_balok =