Daftar isi
Pada pembahasan kali ini kita akan membahas seputar ketidakpastian pengukuran, berikut pembahasannya.
Apa itu Ketidakpastian Pengukuran?
Setiap pengukuran memiliki ketidakpastian pengukuran yang disebabkan oleh beberapa hal, baik oleh faktor manusia, lingkungan, maupun alat yang digunakan. Oleh karena itu, dalam melakukan pengukuran selalu disertakan nilai ketidakpastiannya, misalnya deviasi standarnya atau dalam harga mutlak maupun dalam kesalahan relatif (persen). Kesalahan adalah penyimpangan nilai yang diukur dari nilai sebenarnya telah dapat digolongkan menjadi tiga kesalahan yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematis, dan kesalahan acak.
- Kesalahan umum (keteledoran)
Kesalahan umum merupakan kesalahan yang sering diakibatkan oleh keterbatasan pengamat ketika melakukan pengukuran seperti kurang mahirnya dalam menggunakan alat atau merangkai alat. - Kesalahan sistematis
Kesalahan yang disebabkan oleh kesalahan instrumen atau alat yang digunakan dalam proses pengukuran seperti kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, keausan alat, melemahnya elastisitas pegas, kesalahan paralaks dan sebagainya. - Kesalahan Acak (random)
Kesalahan acak merupakan kesalahan yang disebabkan fluktuasi-fluktuasi yang sulit dikendalikan, misalnya fluktuasi tegangan listrik PLN, panas yang terserap ke lingkungan, gerak acak dari partikel, dan lain sebagainya. Proses pengukuran suatu besaran dengan menggunakan alat ukur berskala, seringkali tidak dapat menyatakan hasil pengukuran secara pasti. Ketidakpastian dalam menentukan hasil pengukuran tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu kesalahan alamiah, kesalahan alat, kesalahan objek ukur, maupun kesalahan manusia. - Kesalahan Alamiah
Kesalahan alamiah adalah kesalahan yang disebabkan karena faktor lingkungan yang sulit untuk dikontrol. Misalnya pengaruh cuaca efek suhu, gravitasi, angin, dan lain sebagainya. - Kesalahan Alat
Kesalahan alat merupakan kesalahan yang disebabkan oleh kesalahan kalibrasi, faktor keausan alat, ataupun karakter keterbatasan alat itu sendiri. - Kesalahan Objek Ukur
Salah satu contoh kesalahan objek ukur terjadi ketika mengukur diameter pipa yang memiliki permukaan luar pipa tidak berbentuk lingkaran sempurna. - Kesalahan Manusia
Kesalahan manusia merupakan kesalahan yang disebabkan karena pengamatan yang tidak tepat (kesalahan paralaks) yaitu pengamatan yang tidak secara tegak lurus pada skala yang diamati ataupun karena cacat mata serta kesalahan dalam rangkaian alat atau cara menggunakan alat dan sebagainya.
Hal-hal yang Perlu diperhatikan Agar tidak Terjadi Ketidakpastian Pengukuran
- Kalibrasi Alat. Dimana alat-alat yang akan digunakan untuk pengukuran harus dikalibrasi secara tepat sesuai dengan standar yang ada.
- Presisi atau ketepatan yang dimungkinkan akan didapat hasil yang relatif sama untuk beberapa kali pengukuran terhadap suatu objek ukur yang sama. Alat yang bagus adalah alat yang mempunyai presisi tinggi.
- Akurasi atau ketelitian. Sebuah alat dikatakan baik jika mempunyai ketelitian tinggi yang ditunjukkan oleh batas ketelitian alat atau jumlah angka pentingnya.
- Sensitifitas atau kepekaan. Sebuah alat yang bagus adalah alat yang mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap sekecil apapun perubahan yang ditimbulkan misalnya terhadap perubahan suhu yang sangat kecil sudah dapat terdeteksi.
Pengukuran dalam fisika dapat dilakukan secara tunggal atau hanya sekali pengukuran maupun secara berulang sehingga diperoleh hasil rata-rata yang lebih mendekati nilai sebenarnya.
Kesalahan Akibat Ketidakpastian Pengukuran dalam Operasi Aljabar
Pengukuran yang dilakukan secara tidak langsung, dalam proses perhitungannya angka-angka hasil pengukuran menambah besarnya ketidakpastian pengukuran.
- Operasi penjumlahan dan pengurangan
Hasil dari operasi penjumlahan dan pengurangan memiliki kesalahan mutlak yang nilainya sama dengan jumlah dari kesalahan mutlak masing-masing.
P= (a ± b) dan Q= (c ± d)
Maka,
P + Q = [(a+b) ± (c+d)] P – Q = [(a+c) ± (b+d)]
- Operasi perkalian atau pembagian
Operasi ini hasilnya memiliki kesalahan relatif atau persen kesalahan yang nilainya sama dengan jumlah dari kesalahan relatif masing-masing.
P= (a ± b%) dan Q= (c ± d%)
Maka,
P + Q = [(axc) ± (b% + d%)] P – Q = [(a:c) ± (b% + d%)]