TEORI RALAT

Oleh: Karyono

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 yangsederhana

Dengan Pendekatan

diselesaikan

b).Fisika berbasis eksperimen

Eksperimen: alat penguji secara nyata suatu

perkembangan ilmu fisika (secara teoritis).

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

Hipotesa

Analisateoritis

Hasilteoritis

Pengujianeksperimen

Hasileksperimen

cocok

selesai

Ya ? Tidak

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 ter-

lebih 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 : emas = 990g/cm3 logam =

860g/cm3

Hasil ukur Si A : = 900 g/cm3

Kisarannya : tidak tahu

Kategori : tanpa makna

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

Kisarannya : (860 s.d. 1060)g/cm3

Kategori : tidak bisa menjawab tujuan

Hasil ukur Si C : = (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; xi = 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 mudah3. 30o < slope < 60o

4. garis = garis terbolehjadi melalui seluruh titik5. 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 praktikum2. 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, analisis6. Kesimpulan dan saran : jawab tujuan, saran perbaikan7. Daftar pustaka :

Nama, tahun: judul, edisi, penerbit, kotaKahar,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