Pengukuran sebagai Bagian dari Pengamatan

Pengamatan objek dengan menggunakan indra merupakan kegiatan yang penting untuk menghasilkan deskripsi suatu benda. Tetapi, pengamatan seperti itu saja tidaklah cukup, kita memerlukan pengamatan yang memberikan hasil yang pasti ketika dikomunikasikan kepada orang lain.

Contohnya, ketika kita pergi ke penjahit untuk minta dibuatkan baju. Seorang penjahit dapat membuatkan baju dengan ukuran yang tepat tentu harus diukur tidak hanya cukup dengan pengamtan. Atau ketika pedagang buah melakukan transaksi jual beli buah. Untuk menentukan banyaknya buah secara akurat juga harus diukur dengan menggunakan alat ukur yang sesuai. Nah, semua peristiwa di atas terkait dengan kegiatan pengukuran.

Dalam kehidupan dan dalam dunia IPA, mengukur merupakan kegiatan yang penting. Contohnya ketika kita hendak mendeskripsikan suatu benda, misalnya mendeskripsikan diri kita sendiri, kemungkinan besar kita akan menyertakan tinggi badan, umur, massa tubuh, dan lain-lain. Tinggi badan, umur, dan massa tubuh merupakan sesuatu yang dapat diukur, dan segala sesuatu yang dapat diukur disebut dengan besaran.

Mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Kami ambil contoh lagi Misalnya, kita melakukan pengukuran panjang meja dengan jengkal. Dengan demikian, kita harus membandingkan panjang meja dengan panjang jengkal-kita. Jengkal digunakan sebagai satuan pengukuran. Misalnya, hasil pengukurannya yaitu panjang meja sama dengan 6 jengkal.

Akan tetapi apabila kita melakukan pengukuran dengan menggunakan jengkal, kita akan mendapati hasil yang berbeda dengan hasil pengukuran yang dilakukan oleh orang lain. Misalnya, ada 3 orang yang melakukan pengukuran panjang meja yang sama, tetapi dengan jengkal masing-masing. Lalu hasilnya, sebagai berikut.

  1. Panjang meja = 6 jengkal Yayan.
  2. Panjang meja = 5,5 jengkal Firman.
  3. Panjang meja = 7 jengkal Fajri.
Dengan hasil pengukuran yang berbeda, maka diperlukan satuan yang disepakati bersama untuk semua orang. Satuan yang disepakati ini disebut satuan baku. Sentimeter, kilogram, dan detik adalah contoh satuan baku dalam Sistem Internasional (SI). Setelah tahun 1700, sekelompok ilmuwan menggunakan sistem ukuran yang dikenal dengan nama Sistem Metrik. Pada tahun 1960, Sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional. Penamaan ini berasal dari bahasa Prancis, Le Systeme Internationale d'Unites.
Dalam satuan Sistem Internasional, setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan awalan-awalan, seperti Tera, Giga, Mega, kilo, hekto, deka, desi, senti, mili, mikro dan nano. Penggunaan awalan ini untuk memudahkan dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, untuk menyebutkan 20.000 meter dapat dipermudah menjadi 20 kilometer. Nilai kelipatan awalan tersebut menjangkau objek yang sangat kecil hingga objek yang sangat besar. Contoh objek yang sangat kecil adalah atom, molekul, dan virus. Contoh objek yang
sangat besar adalah galaksi.

Sistem Internasional lebih mudah digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan bilangan 10, penggunaan awalan di depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih. Misalnya, awalan kilo berarti 103 atau 1.000. Berarti, 1 kilometer berarti 1.000 meter. Contoh lain, pembangkit listrik menghasilkan daya 500 Mwatt yang berarti sama dengan 500.000.000 watt. Jadi, penulisan awalan menyederhanakan angka hasil pengukuran, sehingga mudah dikomunikasikan ke pihak lain, dan pengukuran yang baik dan tepat memerlukan alat ukur yang sesuai.

Besaran Pokok
Telah disebutkan bahwa dalam kegiatan pengukuran perlu menggunakan satuan baku, yaitu satuan yang disepakati bersama. Besaran yang satuannya didefinisikan disebut besaran pokok. Besaran pokok ada 3, yaitu panjang, massa, dan waktu.

a. Panjang
Dalam IPA, panjang menyatakan jarak antara dua titik. Misalnya, panjang papan tulis adalah jarak antara titik pada ujung-ujung papan tulis, panjang bayi yang baru lahir adalah jarak dari ujung kaki sampai ujung kepala bayi itu.

Panjang menggunakan satuan dasar (SI) meter (m). Satu meter standar (baku) sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon. Untuk keperluan sehari-hari telah dibuat alat-alat pengukur panjang tiruan dari meter standar, seperti pita ukur atau metlin, meteran gulung, mistar, dan jangka sorong. Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan awalan-awalan yang telah disebutkan diatas yaitu Tera, Giga, Mega, kilo, hekto, deka, desi, senti, mili, mikro dan nano, sehingga dapat dikatakan bahwa;
  • 1 kilometer (km) = 1.000 meter (m)
  • 1 sentimeter (cm) = 1/100 meter (m) atau 0,01 m
Sebaliknya, diperoleh
  • 1 m = 1/1.000 km = 0,001 km
  • 1 m = 100 cm
Beberapa alat pengukur panjang seperti meteran gulung dan penggaris mampu mengukur paling kecil hingga 1 mm, tetapi jangka sorong mampu mengukur sampai 0,1 mm. 
b. Massa
Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Dalam SI, massa diukur dalam satuan kilogram (kg). Misalnya, massa tubuh seseorang 52 kg, massa seekor kelinci 3 kg, massa sekantong gula 1 kg.

Dalam kehidupan sehari-hari, orang menggunakan istilah “berat” untuk massa. Namun sesungguhnya, massa tidak sama dengan berat. Massa suatu benda ditentukan oleh kandungan materinya dan tidak mengalami perubahan meskipun kedudukannya berubah. Sebaliknya, berat sangat bergantung pada kedudukan di mana benda tersebut berada. Mengapa? Karena benda akan memiliki gravitasi yang berbeda di tempat yang berbeda. Sebagai contoh, saat astronot berada di bulan, beratnya tinggal 1/6 dari berat dia saat di bumi.

Dalam SI, 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 platinumiridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis. Massa 1 kg setara dengan 1 liter air pada suhu 4oC.

Massa suatu benda dapat diukur dengan neraca lengan, sedangkan berat diukur dengan neraca pegas. Neraca lengan dan neraca pegas termasuk jenis neraca mekanik. Sekarang banyak digunakan jenis neraca lain yang lebih praktis, yaitu neraca digital. Pada neraca digital, hasil pengukuran massa langsung dapat diketahui, karena muncul dalam bentuk angka dan satuannya.

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-massa yang besar.
  • 1 ton = 10 kw = 1.000 kg
  • 1 kg = 1.000 g
  • 1 g = 1.000 mg
Menimbang massa benda dengan neraca Ohauss,

  1. Langkah Pertama, Kalibrasikan neraca hingga posisi lengan mendatar saat semua beban geser di angka nol, dengan cara memutar skrup kalibrasi.
  2. Langkah Kedua, Letakkan benda di piring beban.
  3. Langkah Ketiga, Geser-geser beban geser hingga setimbang (mulailah dari beban geser yang paling besar)
  4. Langkah Keempat, Baca hasilnya, dan jumlahkan.
Contoh hasil pengukuran massa benda adalah sebagai berikut.

• Massa benda = 100 g + 90 g + 7,5 g = 197,5 g

c. Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya, waktu hidup seseorang dimulai sejak ia dilahirkan hingga meninggal, waktu perjalanan diukur sejak mulai bergerak sampai dengan akhir gerak (berhenti). Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.
Satuan SI untuk waktu adalah detik atau sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Berdasarkan jam atom ini, hasil pengukuran waktu dalamselang waktu 300 tahun 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, dan abad.
  • 1 hari = 24 jam
  • 1 jam = 60 menit
  • 1 menit = 60 sekon
Untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali, dapat digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (μs).

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa panjang, massa, dan waktu merupakan besaran pokok. Berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok, yaitu;
  1. Panjang dengan satuan meter (m)
  2. Massa dengan satuan kilogram (Kg)
  3. Waktu dengan satuan sekon (s)
  4. Kuat Arus dengan satuan ampere (A)
  5. Suhu dengan satuan kelvin (K)
  6. Jumlah Zat dengan satuan mol (mol)
  7. Intensitas Cahaya dengan satuan candela (cd)
Besaran Turunan
Besaran-besaran yang dapat diukur selain 7 (tujuh) besaran pokok seperti yang disebutkan diatas termasuk besaran turunan. Disebut besaran turunan karena besaran-besaran tersebut dapat diturunkan dari besaran-besaran pokoknya. Misalnya, luas sebuah ruang kelas. Jika ruang kelas itu berbentuk persegi, maka luasnya merupakan hasil perkalian panjang dengan lebar. Perhatikan, bahwa panjang dan lebar merupakan besaran pokok panjang. Dalam SI, panjang diukur dengan satuan meter (m). Luas dalam SI memiliki satuan meter x meter, atau meter persegi (m2). Contoh besaran turunan yang lainnya adalah volume, konsentrasi larutan, dan laju pertumbuhan.

a. Luas
Untuk benda yang berbentuk persegi, luas benda dapat ditentukan dengan mengalikan hasil pengukuran panjang dengan lebarnya. Bagaimanakah cara mengukur luas benda yang berbentuk tidak teratur, misalnya luas sehelai daun?
Menalar dan mecoba:
  1. Siapkan kertas berpetak atau kertas milimeter, penjepit, dan pensil.
  2. Letakkan daun di atas grafik hingga melekat betul
  3. Ikuti pinggiran daun dengan pensil yang runcing, hingga terbentuk pola daun pada kertas grafik
  4. Angkatlah daunnya dan hitung luas daun dengan cara memberi nomor pada setiap kotak yang utuh.
  5. Hitung luas kotak yang tidak utuh mulai dari 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; dan 0,1. Kalikan jumlahnya dengan mm2
  6. Jumlahkan luas seluruh daun.
Pada dasarnya, daun digambar pada kertas milimeter yang dapat dengan mudah dikerjakan dengan meletakkan daun diatas kertas milimeter dan pola daun diikuti. Luas daun ditaksir berdasarkan jumlah kotak yang terdapat dalam pola daun.

Kesimpulannya, Untuk menghitung luas benda yang beraturan dapat menggunakan rumus panjang kali lebar. Menghitung luas benda yang tidak beraturan dapat menggunakan alat bantu berupa kertas grafik.

b. Volume
Besarnya ruangan yang terisi oleh materi, biasanya disebut volume. Jika volume suatu benda lebih besar, maka benda itu dapat menampung materi lebih banyak dibandingkan benda lain yang volumenya lebih kecil. Volume merupakan besaran turunan yang berasal dari besaran pokok panjang.

Volume benda padat yang bentuknya teratur, contohnya balok, dapat ditentukan dengan mengukur terlebih dahulu panjang, lebar, dan tingginya, kemudian mengalikannya. Jika kita mengukur panjang, lebar, dan tinggi balok menggunakan satuan sentimeter (cm), maka volume balok yang diperoleh dalam satuan sentimeter kubik (cm3). Jika, panjang, lebar, dan tinggi diukur dalam satuan meter (m), maka volume yang diperoleh satuannya meter kubik (m3).

Bagaimana cara menentukan volume suatu zat cair? Zat cair tidak memiliki bentuk yang tetap. Bentuk zat cair selalu mengikuti bentuk wadahnya. Oleh karena itu, jika zat cair dituangkan ke dalam gelas ukur. Ruang gelas ukur yang terisi zat cair sama dengan volume zat cair tersebut. Volume zat cair dapat dibaca pada skala sesuai ketinggian permukaan zat cair di dalam gelas ukur tersebut.

Hasil pembacaan volume air dengan gelas ukur memiliki satuan mL, kependekan dari mililiter.
Dalam kehidupan sehari-hari, volume zat cair biasanya dinyatakan dalam satuan mililiter (mL) atau liter (L). dimana 1 L = 1 dm3, 1 L = 1.000 mL, 1 mL = 1 cm3.

Baca juga:

Blogger
Pilih Sistem Komentar

No comments