Pengukuran

 

Alat ukur panjang, massa dan waktu

1. Pengamatan Selama Eksperimen

Seperti telah kalian pelajari pada Bagian C sebelumnya, variabel terikat diamati atau diukur pada saat kita melakukan percobaan. Demikian pula para ilmuwan mencatat hasil pengamatan mereka dalam bentuk tabel agar dapat lebih mudah dibaca dan dipahami.

Pengamatan yang dilakukan selama percobaan dapat dilakukan secara kualitatif, yaitu deskripsi dengan menggunakan kata-kata saja. Contohnya, ketika kalian memanaskan air, kalian bisa melihat ada gelembung udara saat air mendidih, juga ada asap tipis di bagian atas air tersebut. Jika kalian manaruh tangan kalian di bagian atas panci air yang sedang dipanaskan, kalian juga merasakan suhu yang lebih panas. Gelembung udara juga ada ketika kalian menuang minuman bersoda ke dalam gelas, ada suara fizz juga. Karena itulah minuman bersoda disebut juga dengan fizzy drink. Semua hal di atas adalah contoh pengamatan kualitatif.

Pengamatan juga dapat dilakukan secara kuantitatif atau dinyatakan dalam angka-angka. Contohnya, sebelum memasukkan air yang akan dipanaskan ke dalam panci, kalian mengukur volume air dengan menggunakan gelas ukur, yaitu sebanyak 200 mL. Kemudian setelah 3 menit memanaskan air, kalian mengukur suhu air tersebut dan mencatat suhu air mencapai 70°C. Hal inilah yang disebut sebagai pengukuran dalam percobaan.

Pengukuran sangat penting dilakukan dalam suatu eksperimen untuk dapat memperoleh jawaban atas tujuan percobaan kita. Pengukuran sangat erat kaitannya dengan besaran dan satuan dalam Sains.

2. Besaran

Besaran adalah istilah yang digunakan untuk menunjukkan pada sesuatu yang bisa diukur dan memiliki nilai. Contoh yang diberikan di atas adalah volume air yang diukur dengan menggunakan gelas ukur, juga suhu air setelah dipanaskan. Volume dan suhu adalah contoh besaran. Ada lagi banyak contoh besaran lainnya, misalnya panjang, massa, waktu, berat dan sebagainya. Dalam ilmu Sains, dikenal dua macam besaran, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

Besaran Pokok adalah besaran yang dijadikan dasar untuk menetapkan besaran lainnya. Ada tujuh besaran pokok dengan satuannya yang telah ditetapkan oleh para ilmuwan secara standar internasional (SI), seperti tertera pada Tabel di bawah ini.

Tujuh Besaran Pokok dan Beberapa Contoh Besaran Turunan Disertai Satuan Standar Internasional

Sementara Besaran Turunan adalah besaran yang ditetapkan berdasarkan besaran pokok. Satuannya pun diturunkan dari beberapa satuan besaran pokok. Sebagai contoh untuk menentukan kecepatan suatu benda bergerak, kita perlu mengukur panjang lintasan dan waktu yang diperlukan untuk menempuh lintasan tersebut. Kecepatan bisa dihitung dengan menggunakan rumus:

Panjang dan waktu adalah besaran pokok sementara kecepatan adalah besaran turunan karena kecepatan dihitung dari besaran pokok. Ada lebih banyak besaran turunan dibandingkan besaran pokok.

3. Satuan

Dalam melakukan pengukuran, agar seragam maka dianggap perlu untuk menetapkan suatu pembanding dalam pengukuran. Pembanding ini tetap, tidak berubah-ubah dan dapat digunakan secara umum di mana saja. Inilah yang disebut sebagai satuan baku.

Namun, ternyata ada beragam satuan yang digunakan dalam hidup kita sehari-hari, misalnya untuk mengukur panjang atau jarak, kita sering menggunakan satuan meter atau kilometer. Di luar negeri digunakan satuan inci maupun yard. Bahkan zaman dahulu satuan yang digunakan adalah ukuran kaki manusia. Satuan yang tidak tetap, misalnya kaki adalah satuan tidak baku. Adapun untuk suhu, satuan yang sering kita gunakan adalah derajat Celsius, namun ini bukan satuan standar dalam Sains. Di negara sub tropis sering digunakan satuan Fahrenheit. Dalam Sains, satuan suhu yang digunakan sebagai Standar Internasional adalah Kelvin.

Sejarah Pengukuran Panjang

Sejarah pengukuran yang pertama kali dimulai pada abad ke-6 sebelum masehi di Mesir, yakni pengukuran panjang dengan menggunakan satuan ‘cubit’, yaitu panjang lengan Raja Firaun dan 1 inchi menunjukkan lebar ibu jari. Pada 800 tahun sebelum masehi di Mesir dan Yunani mulai digunakan satuan 1 kaki untuk mengukur panjang. Pengukuran dengan sistem ini berkembang terus ke Inggris dan negara-negara Eropa lainnya sejak tahun 1400 namun banyak menimbulkan masalah karena ukuran tubuh yang digunakan tidak sama. Sistem metric baru disahkan pertama kali di Prancis pada 1799, dimana 1 meter sama dengan satu per 10 juta kali seperempat jarak dari kutub utara ke kutub selatan.

Di beberapa negara di Eropa masih dijumpai penggunaan ukuran kaki dan inchi, terutama digunakan oleh orang-orang yang sudah tua. Mereka juga menggunakan satuan pound untuk berat. Adapun di Amerika digunakan satuan untuk panjang yaitu mil.

Sebagai seorang ilmuwan yang melakukan pengukuran, kita perlu memiliki keterampilan mengubah satuan sesuai dengan satuan yang diakui secara internasional. Kata lain mengubah satuan ini adalah mengonversi. Misalnya kita mengukur panjang suatu kertas adalah 32 cm dan lebarnya adalah 28 cm. Sementara kita diminta untuk menyatakan kedua besaran itu dalam satuan meter, sebagai Satuan Internasional.

Gambar Tangga konversi panjang

Kita dapat menggunakan tangga konversi panjang pada Gambar di atas, sehingga dapat diperoleh panjang dan lebar dalam meter. Dari cm ke m dibutuhkan 2 anak tangga naik, maka angka 32 cm dibagi seratus, demikian pula angka 28. Sehingga diperoleh panjang kertas itu 0,32 meter dan lebar 0,28 meter.

Satuan massa, waktu dan suhu pun dapat dikonversi seperti ini. Berlatihlah mengonversi satuan-satuan panjang, waktu dan massa dengan melakukan aktivitas berikut ini.

4. Teknik Pengukuran yang Benar

Pemilihan alat ukur sangat penting agar dapat memperoleh hasil percobaan yang akurat. Pengukuran pun perlu dilakukan dengan cermat agar hasilnya tepat. Hal-hal yang harus diperhatikan ketika melakukan pengukuran yaitu sebagai berikut.

a. Selalu perhatikan bahwa alat ukur yang digunakan selalu pada angka 0 sebelum kalian mulai mengukur.

b. Pastikan alat ukur yang digunakan sudah mengukur secara tepat, misalnya jika mengukur suhu cairan, termometer ada di dalam cairan, bukan di atasnya juga tidak menyentuh wadah cairan. Bila mengukur waktu, stopwatch dinyalakan tepat pada saat percobaan mulai dilakukan, dan dihentikan tepat pada saat percobaan telah selesai.

c. Selalu catat pengukuran disertai satuannya. Gunakan simbol satuan yang benar.

d. Hindari kesalahan paralaks, di mana pengamatan tidak dilakukan sejajar dengan skala benda terukur. Mata kalian perlu sejajar dengan pembacaan skala pengukuran. Apabila terjadi kesalahan paralaks, maka hasil pengukuran bisa terlalu rendah atau terlalu tinggi dari yang semestinya. Perhatikan Gambar di bawah. 

Gambar Kesalahan paralaks

e. Segera mencatat hasil pengukuran. Jangan mengandalkan ingatan saja karena keterbatasan manusia mengingat.

f. Cairan biasanya memiliki bentuk yang tidak rata atau cembung sehingga dalam mengukur volume cairan, selalu bacalah skala pada sisi cembung cairan tersebut. Jika cairan cembung di bagian bawah, maka bacalah skala pada batas itu. Namun ada cairan tertentu yang mencembung di bagian atas. Untuk cairan seperti ini, bacalah skala pada bagian atas. Perhatikan Gambar berikut ini.

Gambar Pengukuran volume cairan

Setelah selesai mempelajari “Materi Pelajaran Pengukuran”, lanjutkan dengan “Pendalaman Materi” yang meliputi:

1. Ayo lakukanlah Aktivitas 1.12 “Konversilah satuan-satuan di bawah ini ke dalam satuan bakunya”.

2. Percobaan Aktivitas 1.13 “Mengukur dalam Sains”

3. Berikutnya, diteruskan dengan “Mari Uji Kemampuan Pengukuran”.

 

Referensi      

Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas VII. Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi Republik Indonesia, 2021. Penulis: Victoriani Inabuy, Dkk. ISBN: 978-602-244-384-1 (Jilid-1)

Baca juga:

Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah
01	Apa Itu Sains?
02	Ilmuwan Sains Indonesia
03	Penemuan Ilmuwan Sains Dunia
04	Membuat Poster Ilmuwan Sains Dunia dan Indonesia
05	Uji Apa Itu Sains?
06	Laboratorium IPA
07	Alat-alat Laboratorium IPA
08	Bahan Kimia dalam Laboratorium IPA
09	Keselamatan Kerja di Laboratorium
10	Uji Laboratorium IPA
11	Memanaskan Cairan dalam Tabung Reaksi
12	Merancang Percobaan
13	Aktivitas Merancang Percobaan
14	Uji Merancang Percobaan
15	Pengukuran
16	Aktivitas Pengukuran
17	Uji Pengukuran
18	Pelaporan Hasil Percobaan
19	Aktivitas Pelaporan Hasil Percobaan
20	Uji Pelaporan Hasil Percobaan
21	Review Hakikat Ilmu Sains dan Metode Ilmiah