TEORI RALAT

TEORI RALAT

Disajikan: Penerangan Teori Ralat Pra Praktikum

untuk mahasiswa eksakta UGM

CIRI –CIRI FISIKA:

a).analisa Fisika berpangkal pada sistem yang sederhana.

Pembahasan masalah fisika pendekatan yang paling sederhana sampai sedapat mungklin tanpa pendekatan

Masalah rumit

Tanpa Pendekatan

Sistem yang sederhana

Dengan Pendekatan

diselesaikan

b).Fisika berbasis eksperimen

Eksperimen: alat penguji secara nyata suatu perkembangan ilmu fisika (secara teoritis).

Hipotesa

Analisa teoritis

Hasil teoritis

Pengujian eksperimen

Hasil eksperimen

cocok

selesai

Ya ?

Tidak

PERANAN EKSPERIMEN DALAM PERKEMBANGAN ILMU

I. PENDAHULUAN

· Apa itu Fisika? Berciri: umum, mendasar (basiknya)

· Apa itu Praktikum Fisika Dasar? Pembuktian teori

· Mengapa perlu Praktikum Fisika Dasar? Kognitif, motorik

· Apa manfaatnya? Bisa: menulis, meneliti, lebih memahami

· Manfaat, dan perannya bagi fakultas masing-masing?

1.1 Peristilahan

· Istilah : Ralat = Ketakpastian

· Ralat : resiko dari pengukuran

· Penyebab : keterbatasan kemampuan alat ukur, obyek, pengukur

1.2 Latar Belakang

· Fisika : ilmu tentang hal yang kuantitatif (Acuan?)

· Kuantitatif : menjawab pertanyaan “Berapa” tentang sesuatu

(dalam bentuk angka)

· Sesuatu : besaran fisika = segala pengertian yang dapat dikenai ukuran

· Fisika : ilmu tentang mengukur? Berhubungan dg pengukuran/pengamatan

· Mengukur : membandingkan besaran dengan satuan tertentu

· Satuan : ukuran pembanding yang telah diperjanjikan terlebih dahulu.

· Hukum Fisika = interaksi antarbesaran Fisika

F = ma

PV = nRT

1.3 Laboratorium

= Tempat hukum Fisika (dengan sengaja) ditimbulkan.

· Pemanfaatan laboratorium : praktikum, riset

· Praktikum = eksperimen yang sudah pernah dikerjakan orang lain (ada acuan hasil ukur) dan untuk pembelajaran.

· Riset = eksperimen, bersifat baru (orisinil, hasil imbas penelitian lain), untuk dimanfaatkan (bagi perkembangan iptek dan terapan).

II. PENGUKURAN

· Tujuan:

1. ideal : memperoleh hasil ukur yang tepat betul (tak pernah tercapai, waktu gerhana bulan)

2. sejati : memperoleh hasil ukur yang benar dan baik (baik = teliti dan bisa dipercaya)

· Hasil ukur benar : sesuai acuan

· Hasil ukur baik : memberikan ralat relatif (dalam persen) ber- nilai kecil

· Hasil ukur : kisaran antara nilai minimum dan maksimum

= nilai ukur rerata (terbolehjadi benar)

= nilai ralatnya = ralat mutlak

Contoh:

1. Mengukur nilai percepatan gravitasi bumi (g)

· Acuan : g= 978 cm/s²

· Hasil ukur Si A : cm/s²

Kisarannya : (960 s.d. 1020) cm/s²

Kategori : benar, tetapi tidak baik

· Hasil ukur Si B : cm/s²

Kisarannya : (978 s.d. 982) cm/s²

Kategori : benar, dan baik

2. Apakah ini emas ataukah logam campuran?

· Acuan : r_emas = 990g/cm³ r_logam = 860g/cm³

· Hasil ukur Si A : r = 900 g/cm³

Kisarannya : tidak tahu

Kategori : tanpa makna

· Hasil ukur Si B : r = (960 100)g/cm³

Kisarannya : (860 s.d. 1060)g/cm³

Kategori : tidak bisa menjawab tujuan

· Hasil ukur Si C : r = (980 10)g/cm³

Kisarannya : (970 s.d. 990)g/cm³

Kategori : emas, bukan logam lain

· Hasil ukur benar : biasa, terjadi pada setiap hasil prakt.

· Hasil ukur baik : oleh metode dan analisis yang baik, terlihat pada laporan praktikum.

III. RALAT PENGUKURAN

· Istilah: = ralat mutlak; = ralat relatif

· Penyebab ralat : keterbatasan kemampuan alat ukurnya

· Ketelitian dan keterpercayaan tergantung alat ukurnya:

(a) alat jelek : bisa disebut baik dan dipercaya

bahkan tidak dipercaya

(b) alat baik : terlalu kasar

· Cara membuat hasil ukur baik: ralat relatifnya dibuat kecil, tanpa dengan menyiksa diri.

· Cara membuat ralat relatif menjadi kecil, diperkecil/dibuang ralat dari setiap sumbernya.

· Sumber ralat:

(a) ralat rambang (random error),

(b) ralat sistematis,

(c) ralat kekeliruan tindakan.

(a) Ralat rambang

· Disebabkan karena pengukuran berulang.

· Cara memperkecil: dilakukan pengukuran banyak kali.

· Persamaannya: ;

N= jumlah pengukuran; x_i = pengukuran ke i

Gambar 1 Mengukur panjang pensil. Gambar 2 Mengukur 100x.

Contoh 1: Mengukur panjang pensil (10 kali), berapa panjang pensil

itu (l)?

Data hasil ukur (dalam cm): 10,00 10,00 10,41 10,22

10,11 9,80 9,92 10,11

9,91 10,00

Penyelesaian: = 10,00 cm = 0,05

· Hasilnya: cm

(b) Ralat Sistematis

· Nilainya tetap, bisa dibuang

· Disebabkan oleh alat dan atau metode

· Cara membuang ralat sistematis:

b.1 Alat: ditera, diperbaiki, dievaluasi hasil ukurnya

Misalnya: pembacaan meter bensin harusnya 0 tapi 1,

pembacaan diameter pipa kapiler di dalam gelas.

b.2 Metode membuang ralat sistematis, misal: ukur panjang

tali pada ayunan matematis.

Contoh 2: Ayunan matematis

Gambar 3 Ayunan Matematis

· Persamaan:

· Tujuan : mengukur g

· Hasil ukur teliti bila: T dan l teliti

· s s sehingga setiap 10T maka s

· Ukur l: ; , sehingga tidak mem-pengaruhi g (Gambar 4). Slope = S =

Gambar 4 Periode ayunan fungsi panjang tali.

(c) Ralat kekeliruan tindakan

· Disebabkan keterbatasan kemampuan manusia sebagai pengukur.

· Dihilangkan dengan cara introspeksi

IV. PERAMBATAN RALAT

· Ralat disumbang oleh setiap parameter yang diukur langsung.

· Banyak parameter ukur, ralatnya makin besar.

Contoh 3:

(a) Mengkur luas: panjang ( ), lebar ( ),

dicari: , Gambar 5.

(b) Mengukur volume silinder: diameter ( ), panjang

( ), dicari: (Gambar

6).

Gambar 5 Hitung luas pelat. Gambar 6 Hitung volume silinder

(a) ; ; ;

atau

(b) ;

Hasilnya: ;

ukur d lebih hati-hati dibanding t

V. GRAFIK

· Untuk memudahkan pandangan

· Aturan membuat grafik:

1. sebab (= absis, yang diatur), akibat (= ordinat, yang diukur)

2. skala = angka bulat dan mudah

3. 30^o < slope < 60^o

4. garis = garis terbolehjadi melalui seluruh titik

5. untuk analisis, grafik dibuat linear

Gambar 7 Penampilan grafik. Gambar 8 Linearisasi grafik.

· Slope = Gambar 8 ditambah grafik fungsi aslinya.

· Garis terbolehjadi memberikan Gambar 7, 2 garis hasil:

g’ dan g’’

· Garis ketakpastian (tidak digambar) memberikan g’,

· Hasil ukur:

VI. PENULISAN LAPORAN

· Bahasa: efektif, efisien, bernalar

· Ingat angka penting:

(salah)

(benar)

Satuan besaran yang diukur ditulis dg benar

· Susunan Laporan:

1. Judul : sama dengan judul praktikum

2. Tujuan : kuantitatif (mengukur, menggambar ...,

bukannya mengetahui ...)

3. Landasan teori : persamaan yang digunakan, arti

lambang, apa diatur dan apa diukur

4. Metode eksperimen : proses mencapai tujuan, buat bagan

biar jelas

5. Hasil dan Pembahasan : grafik, hasil ukur, analisis

6. Kesimpulan dan saran : jawab tujuan, saran perbaikan

7. Daftar pustaka :

Nama, tahun: judul, edisi, penerbit, kota

Kahar,M., 2007: Desember Kelabu, edisi 2, MIPA,

Yogyakarta

www.dikti.org.diknas/70/1/online/jurnal

8. Lampiran : Laporan sementara sudah di acc asisten dan nama terangnya