Pengukuran - Wasis 7.1

Dari Crayonpedia

Langsung ke: navigasi, cari

Daftar isi

PENGUKURAN

Pernahkah kamu pergi ke penjahit? Bagaimana seorang penjahit dapat membuatkan baju seseorang dengan ukuran yang tepat? Kamu pernah pergi ke toko kelontong? Bagaimana penjual dapat melayani barang-barang yang diperlukan oleh pembeli dengan takaran yang sesuai? Kamu pernah mengikuti atau menonton lomba lari? Bagaimanakah menentukan pemenangnya secara tepat? Semua peristiwa di atas terkait dengan kegiatan pengukuran. Pada bab ini, kamu akan mendiskusikan dan melakukan berbagai kegiatan pengukuran dengan menggunakan alat-alat ukur yang sesuai. Kamu juga akan mempelajari berbagai besaran beserta satuannya.

Kegiatan Penyelidikan

Merancang Alat Ukur Sendiri

1. Gunakan sesuatu yang ada di kelasmu sebagai alat pengukur panjang, misalnya buku, pensil, tangan atau benda-benda lain yang mudah kamu dapatkan.
2. Bersama temanmu, ukurlah panjang bangku, lebar ruangan kelas atau jarak dua benda yang ada di dekatmu dengan menggunakan alat-alat pengukur panjang yang telah kamu peroleh. Catatlah hasilnya dan buatlah nama satuan ukurannya menurutmu sendiri.
3. Sekarang, mintalah salah seorang temanmu untuk melakukan pengukuran yang sama dengan menggunakan alat-alat pengukur panjang yang dia temukan sendiri. Jangan lupa, dia juga harus mencatat hasilnya beserta satuan ukuran yang dia buat sendiri.

A. Pengertian Pengukuran

Ukuran Baku

Mengukur merupakan keterampilan yang penting. Seperti yang telah kamu lakukan dalam Kegiatan Penyelidikan, mengukur sebenarnya merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Misalnya, kamu melakukan pengukuran panjang bangku dengan buku artinya kamu membandingkan panjang bangku dengan panjang buku, dan buku itu kamu pakai sebagai satuan pengukuran. Panjang merupakan salah satu besaran pokok. Hasil pengukuran baru bermanfaat bila menggunakan satuan pengukuran yang baku, yaitu satuan pengukuran yang nilainya tetap dan disepakati oleh semua orang untuk dipakai sebagai pembanding. Buku sebagai satuan pengukuran seperti contoh di atas, bukanlah satuan pengukuran yang baku sebab panjang buku bermacam-macam dan panjang buku menurut orang yang satu belum tentu sama menurut orang yang lain.

Perhatikan Gambar 1.1. Misalkan kamu dan kakakmu ingin mengukur panjang meja tetapi tidak ada penggaris, kemudian kalian menggunakan tangan atau hasta sebagai alat pengukur panjang. Dengan menggunakan tanganmu panjang meja adalah 8 hasta, sedangkan menurut kakakmu panjang meja 7,5 hasta. Manakah yang dapat dipercaya?

Misalnya ada temanmu yang lebih kecil dari kamu mengukur panjang meja tersebut hasilnya pasti lebih besar dari 8 hasta. Apa yang kamu peroleh dari cara pengukuran seperti di atas? Mengukur dengan tangan memberikan hasil yang berbeda-beda untuk setiap orang, sehingga tidak dapat dipakai sebagai pembanding, karenanya hasta juga tidak dapat dipakai sebagai satuan ukuran baku. Sistem Pengukuran Dahulu orang sering menggunakan anggota tubuh sebagai satuan pengukuran, misalnya jari, hasta, kaki, jengkal, depa, langkah dan lain-lain. Namun satuan-satuan tersebut bukan merupakan satuan baku, sehingga menyulitkan bila digunakan dalam komunikasi.

Dari keluargamu atau orang lain mungkin kamu pernah mendengar satuan-satuan pengukuran berikut: membeli air dalam galon, membeli benang dalam yard, diameter pipa paralon dinyatakan dalam inci dan lain-lain. Satuan-satuan pengukuran di atas adalah beberapa contoh satuan ukuran dalam sistem Inggris. Setelah tahun 1700, sekelompok ilmuwan menggunakan sistem ukuran, dikenal dengan nama Sistem Metrik. Pada tahun 1960, Sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional (SI). Penamaan ini berasal dari bahasa Perancis Le Systeme Internationale d’Unites. Dalam satuan SI, setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contoh: panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dapat digunakan awalan-awalan seperti ditunjukkan dalam Tabel 1.1. Gambar 1.2 menunjukkan penggunaan satuan SI dan Inggris pada mistar.

Sistem Internasional lebih mudah dipakai karena disusun berdasar bilangan pokok 10, seperti ditunjukkan pada Tabel 1.1. Penggunaan awalan di depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih. Contoh, awalan kilo berarti 103 atau 1000, maka 1 kilometer berarti 1000 meter.

Intisari Subbab

1. Apakah yang dimaksud dengan mengukur? Dalam melakukan pengukuran, mengapa harus dipergunakan satuan pengukuran yang baku ?
2. Satuan dasar untuk panjang dalam SI adalah meter. Apakah nama satuan panjang yang nilainya sama dengan 0,1 meter dan 1000 meter?
3. Mengapa semua ilmuwan dan produsen (penghasil) barang-barang pabrik di seluruh dunia diharapkan menggunakan satuan pengukuran baku yang sama?
4. Neptunus adalah salah satu planet dalam tata surya kita. Jarak Neptunus dengan matahari adalah 30 SA, jarak ini sama dengan berapa kilometer ?

B. Besaran dan Satuan

Besaran Pokok dan Besaran Turunan Pada subbab sebelumnya kamu telah melakukan kegiatan pengukuran, yaitu kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran lain sejenis yang dipakai sebagai satuan. Besaran yang dapat diukur dan memiliki satuan disebut besaran fisika, contoh: panjang, massa, dan waktu; sedangkan yang tidak dapat diukur dan tidak memiliki satuan tidak termasuk besaran fisika, misalnya: sedih, cinta, dan kesetiaan. Besaran fisika, yang selanjutnya disebut besaran dibedakan menjadi dua, besaran pokok dan besaran turunan. Berdasar hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran dasar di bawah ini:
Tujuh besaran dasar pada Tabel 1.2 disebut besaran pokok, yaitu besaran yang satuannya didefinisikan sendiri berdasarkan hasil konferensi Internasional mengenai berat dan ukuran. Sedangkan besaran-besaran lain yang diturunkan dari besaran pokok, misalnya: volume, massa jenis, kecepatan, gaya, usaha dan masih banyak lagi disebut besaran turunan Pada bagian selanjutnya, kamu akan melakukan kegiatan dan diskusi tentang empat besaran pokok yaitu: panjang, massa, waktu, suhu dan satu besaran turunan yaitu volume. Besaran-besaran tersebut selalu kita temui dalam kehidupan sehari-hari.

Panjang

Dalam kehidupan sehari-hari kata panjang dipergunakan untuk beragam keperluan, contoh: panjang umur berkaitan dengan waktu hidup yang lama, panjang novel dalam dunia sastra menyatakan jumlah halaman atau jumlah kata. Dalam sains, panjang menyatakan jarak antara dua titik, misalnya; panjang sisi segitiga adalah jarak antara dua titik sudut segitiga. Untuk mengetahui panjang sesuatu, apakah kita harus mengukurnya? Dapatkah panjang sesuatu diketahui hanya dengan melihatnya? Untuk menjawab pertanyaan di atas, lakukan kegiatan Lab Mini 1.1. Panjang menggunakan satuan dasar SI meter (m). Satu meter standar (baku) sama dengan jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299792458 sekon. Untuk keperluan sehari-hari, telah dibuat alat-alat pengukur panjang tiruan dari meter standar, seperti terlihat pada Gambar 1.3.

Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam satuansatuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan awalan-awalan seperti tercantum dalam Tabel 1.1. Berdasar tabel tersebut
1 kilometer (km) = 1000 meter (m)
1 sentimeter (cm) = 1/100 meter (m) atau 0,01 m

dan sebaliknya, diperoleh:
1 m = 1/1000 km = 0,001 km
1 m = 100 cm = 1000 mm

Memilih satuan

Satuan pengukuran yang dipilih seharusnya sesuai dengan ukuran benda yang diukur. Benda kecil dinyatakan dengan ukuran kecil, benda yang lebih besar juga harus dinyatakan dalam ukuran yang lebih besar, sehingga tidak menyulitkan dalam komunikasi. Gambar 1.4 menunjukkan pemilihan satuan yang tepat untuk menyatakan jarak antar gigi-gigi tepi perangko dan diameter kancing baju, masing-masing sekitar 1 mm dan 1 cm. Tentu akan lebih menyulitkan seandainya jarak antar gigi-gigi tepi perangko dinyatakan sebagai 0,1 cm atau 0,01 m. Dengan maksud yang sama, lebar buku umumnya dinyatakan dalam sentimeter, tetapi lebar ruang kelas dinyatakan dalam meter. Misalkan, panjang suatu benda dinyatakan dalam meter, kemudian kamu ingin mengubahnya ke sentimeter, bagaimana caranya? Dari Tabel 1.1 diketahui, 1 m = 100 cm. Angka 100 menyatakan perbandingan antara meter dan sentimeter, disebut rasio. Selanjutnya, untuk mengubah dari meter ke sentimeter, tinggal mengalikan dengan rasio dan untuk mengubah dari sentimeter ke meter, tinggal membagi dengan rasio.

Contoh : 3 m = 3 x 100 cm = 300 cm
          20 cm = 20 : 100 m = 0,2 m

Dari uraian di atas ada dua hal yang harus diterapkan dalam kegiatan mengubah satuan: (i) menemukan rasio antara dua satuan yang hendak diubah, dengan membandingkan satuan yang besar dengan yang kecil, (ii) pengubahan dari satuan besar ke kecil, tinggal mengalikan dengan rasio, sedangkan pengubahan dari kecil ke besar tinggal membagi dengan rasio.

Image:Pengukurann_8.JPG


Massa

Terdapat dua buah kantong plastik dengan ukuran sama. Kantong pertama diisi penuh dengan kapas, kantong kedua diisi penuh dengan pasir. Meskipun ukuran kedua kantong tersebut sama, tetapi bila kamu angkat, kamu akan merasakan adanya perbedaan. Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Pada contoh di atas, massa sekantong pasir lebih besar dibandingkan massa sekantong kapas, dan biasanya dikatakan pasir lebih berat dari kapas. Sesungguhnya massa tidak sama dengan berat, meskipun dalam kehidupan sehari-hari sering tertukar dalam penggunaannya. Massa suatu benda ditentukan oleh kandungan materinya dan tidak mengalami perubahan meskipun kedudukannya berubah. Sedangkan berat sangat bergantung pada kedudukan di mana benda tersebut berada. Melalui siaran televisi, mungkin kamu pernah melihat seorang astronot di ruang angkasa tubuhnya melayang-layang. Mengapa? Seorang astronot saat berada di ruang angkasa, massanya tetap tetapi beratnya menjadi berubah karena pengaruh gravitasi. Di daerah tanpa gravitasi, tubuh astronot menjadi tanpa bobot, sehingga melayang-layang.
Dalam Sistem Internasional, massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan newton (N). Satu kilogram standar (baku) sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium sebagaimana ditunjukkan Gambar 1.5. yang disimpan di Sevres, Paris, Perancis. Massa suatu benda diukur dengan neraca lengan (Gambar 1.6), sedangkan berat diukur dengan neraca pegas (Gambar 1.7). Neraca lengan dan neraca pegas termasuk jenis neraca mekanik. Sekarang, sudah banyak digunakan jenis neraca lain yang lebih teliti, yaitu neraca elektronik. Untuk berlatih mengukur massa lakukan kegiatan Lab Mini 1.2. Selain kilogram (kg), massa benda juga dinyatakan dalam satuan-satuan lain, misalnya: gram (g) dan miligram (mg) untuk massa-massa yang kecil; ton (t) dan kuintal (kw) untuk massa yang besar.
1 ton = 10 kw = 1000 kg
1 kg = 1000 g
1 g = 1000 mg
Image:Pengukurann_13.JPG


Waktu

Cobalah kamu renungkan, apa yang terjadi seandainya dalam kehidupan kita sehari-hari tidak ada ukuran waktu yang disepakati bersama, seperti jam, hari, tanggal, bulan dan tahun? Apakah kamu bisa mengetahui usiamu dengan pasti? Apakah kamu bisa tepat pergi ke sekolah, kapan masuk, kapan pulang, kapan ujian, kapan kenaikan kelas dan kapan lulusnya? Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya, waktu siang adalah sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam, waktu hidup adalah sejak dilahirkan hingga meninggal. Dalam kehidupan seharihari waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch seperti terlihat pada Gambar 1.8.

Satuan dasar SI untuk waktu adalah sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan oleh atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Berdasar jam atom ini, dalam selang 300 tahun hasil pengukuran waktu tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar, misalnya: menit, jam, hari, bulan, tahun, abad dan lain-lain.
1 hari = 24 jam
1 jam = 60 menit
1 menit = 60 sekon
Sedangkan, untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali bisa digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (ms). Untuk berlatih mengukur waktu lakukan kegiatan Lab Mini 1.3.
Image:Pengukurann_16.JPG


Suhu

Suhu atau temperatur merupakan salah satu besaran pokok yang sering kita jumpai dalam kehidupan seharihari. Pada siang hari kita merasa panas, sebaliknya pada malam hari terasa dingin. Api terasa panas, sedangkan es terasa dingin. Suatu benda dikatakan panas berarti benda tersebut bersuhu tinggi, demikian juga sebaliknya, benda dikatakan dingin berarti benda tersebut bersuhu rendah. Jadi suhu menyatakan ukuran tingkat atau derajat panas atau dinginnya suatu benda. Pada umumnya, tangan atau kulit kita dapat membedakan benda panas dan dingin, tetapi dapatkah tangan atau kulit digunakan sebagai alat ukur suhu? Untuk menjawab pertanyaan ini lakukan kegiatan Lab Mini 1.4. Alat ukur suhu yang sering digunakan adalah termometer. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga sempit dan panjang, disebut pipa kapiler, yang di dalamnya berisi zat cair, biasanya alkohol atau raksa (merkuri), sedangkan bagian atas cairan adalah ruang yang hampa udara.

Agar pengukuran suhu dengan menggunakan termometer dapat diketahui nilainya, maka pada dinding kaca termometer diberi skala. Tidak semua termometer menggunakan skala yang sama. Antara lain dikenal skala celcius (C) dan fahrenheit (F). Perbandingan skala Celcius dan Fahrenheit terlihat pada Gambar 1.9.

Perbandingan skala pada Gambar 1.9 dapat dinyatakan dalam bentuk persamaa:
dengan TF dan Tc adalah suhu dinyatakan dalam derajat Fahrenheit (oF) dan derajat Celsius (oC). Satuan SI untuk suhu adalah kelvin (K). Keterkaitan satuan kelvin dengan celcius dinyatakan dengan persamaan:
Image:Pengukurann_22.JPG


Volume

Kaleng besar dan kaleng kecil bila dipergunakan untuk menampung air, kemampuannya tentu berbeda. Kaleng yang besar pasti dapat menampung air lebih banyak. Hal di atas terkait dengan besarnya ruangan yang terisi oleh materi, biasanya disebut volume. Suatu benda bila volumenya lebih besar, dapat menampung materi lebih banyak dibanding benda lain yang volumenya lebih kecil. Volume merupakan besaran turunan, yang disusun oleh besaran pokok panjang. Volume benda padat yang bentuknya teratur, misalnya balok, seperti yang ditunjukkan Gambar 1.10 dapat ditentukan dengan mengukur terlebih dulu panjang, lebar dan tingginya kemudian mengalikannya. Bila kamu mengukur panjang, lebar, dan tinggi balok menggunakan satuan sentimeter (cm), maka volume balok yang kamu peroleh dalam satuan sentimeter kubik (cm3). Sedangkan bila panjang, lebar, dan tinggi diukur dalam satuan meter, maka volume yang kamu peroleh bersatuan meter kubik (m3). Bagaimanakah cara menentukan volume suatu zat cair? Zat cair tidak memiliki bentuk yang tetap. Bentuk zat cair selalu mengikuti wadahnya, oleh karena itu bila zat cair dituangkan ke dalam gelas ukur, seperti ditunjukkan Gambar 1.11(a) dan (b), ruang gelas ukur yang terisi zat cair
sama dengan volume zat cair tersebut. Volume zat cair biasanya dinyatakan dalam satuan liter (l) atau mililiter (ml). Satu liter sama dengan volume satu desimeter kubik (dm3). Gambar 1.12 memperlihatkan kubus yang sisi-sisinya 1 dm. Volume kubus tersebut = 1 dm x 1 dm x 1 dm = 1 dm3. Volume 1 dm3 sama dengan volume satu liter. Liter bukanlah satuan SI, tetapi sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Satuan SI untuk volume adalah meter kubik (m3). Sehingga diperoleh:

1 liter = 1 dm3
Karena 1 dm = 0,1 m, maka
1 liter = 0,001 m3 atau 1/1000 m3
Bila kamu ingin mengubah satuan liter menjadi sentimeter kubik (cm3), caranya seperti saat kamu mengubah satuan-satuan panjang.

Dalam kehidupan sehari-hari banyak benda padat yang bentuknya tidak beraturan, bagaimana cara menentukan volumenya? Untuk menjawab pertanya-an ini lakukan kegiatan Lab Mini 1.5.

Pemecahan Masalah

Cara ekonomis membeli minuman

Misalkan kamu akan membeli minuman segar untuk persiapan piknik. Di sebuah toko, kamu menemukan dua cara yang mungkin untuk membeli minuman segar : satu botol besar dengan volume 2 liter harganya Rp 11.800, atau 6 kaleng berisi 250 ml, tiap-tiap kaleng harganya Rp 1.500. Bagaimana kamu dapat memutuskan membeli minuman dalam botol atau dalam kaleng, agar ekonomis?

Memecahkan masalah :
1. Hitunglah berapa mililiter minuman yang diperoleh dari botol di atas dan berapa mililiter yang diperoleh dari 6 kaleng. Nyatakan pula masing-masing jawabanmu dalam liter!
2. Sekarang, hitunglah berapa harga minuman tersebut per liter, bila membeli dalam botol? Hitung pula harga per liternya bila membeli dalam kaleng! Manakah yang lebih murah?

Berfikir kritis
Bila kamu akan membeli minuman segar untuk acara yang lebih besar, kamu harus menyusun anggaran lebih dulu. Dengan dana Rp. 100.000, berapa liter minuman segar maksimum yang dapat kamu beli?

Beri Penilaian

Rating : 4.0/5 (21 votes cast)


Peralatan pribadi