Praktikal 1

Praktikal 1: Ukuran dalam kehidupan seharian

Tajuk Ukuran dalam kehidupan seharian

Objektif Untuk mengambil dan membandingkan ukuran dengan

menggunakan pelbagai jenis alat ukuran .

Pernyataan

Masalah

Alat pengukuran yang manakah memberikan bacaan yang

lebih jitu dan peka?

Pengenalan Pengukuran boleh didefinisikan sebagai proses menentukan

nisbah kuantiti fizikal seperti panjang, masa , suhu dan sebagainya

kepada unit pengukuran seperti meter, saat dan darjah celsius.

Di dalam eksperimen ini, alat pengukuran yang digunakan bagi

menguji bacaan yang lebih tepat ialah angkup vernier, tolok skru

mikrometer dan pembaris meter.

Manakala alat pengukuran yang digunakan untuk mengukur jisim

pula ialah neraca palang dan neraca elektronik.

Bacaan yang tepat boleh didapati daripada alat pengukur yang

peka atau sensitif. Kepekaan sesuatu alat pengukur merupakan

kebolehan alat untuk mengesan perubahan kecil dalam kuantiti

yang diukur.Bahagian terkecil skala satu alat pengukur ialah satu

ukuran kepekaannya.

Alat pengukur Bahagian terkecil skala

Pembaris meter 0.1 cm

Angkup vernier 0.01 cm

Tolok skru mikrometer 0.01 mm atau 0.001 cm

Pembaris meter boleh digunakan untuk mengukur panjang dan

ketebalan sebuah buku tetapi bukan alat yang sesuai untuk

mengukur ketebalan sehelai muka surat buku.

Semasa membuat pengukuran, kepersisan dan kejituan

pengukuran mesti diutamakan.Untuk memastikan kepersisan dan

kejituan ,alat yang digunakan mesti mempunyai kepekaan yang

sesuai.

Tidak semua pengukuran yang sempurna dapat dilakukan. Selalu

terdapat beberapa ketidakpastian atau ralat dalam mana-mana

pengukuran.Ketidakpastian eksperimen adalah disebabkan oleh

ralat rawak dan ralat bersistem.

Kepersisan suatu alat pengukur ialah kebolehan alat pengukur itu

menghasilkan bacaan yang konsisten dengan sedikit atau tiada

sisihan relatif antara bacaan –bacaan yang diperolehinya pada

kuantiti fizik yang sama.Beberapa bacaan biasanya diambil dalam

proses mengukur kuantiti fizik. Jika semua bacaan adalah sama

atau sisihan relatif adalah kecil, maka pengukuran adalah

persis.Jika sisihan relatif adalah besar, maka bacaannya adalah

tidak persis.

Semasa mengukur kuantiti tertentu, adalah penting untuk

memastikan bahawa alat yang digunakan boleh menghasilkan

suatu bacaan yang persis. Alat pengukur elektronik yang tepat

seperti neraca elektronik lazimnya menghasilkan bacaan yang

persis. Contoh alat pengukur yang tidak dapat menghasilkan

bacaan yang persis adalah neraca spring yang terdapat di makmal

sekolah.

Kejituan sesuatu pengukuran adalah betapa hampir pengukuran

itu dengan nilai sebenar bagi kuantiti yang diukur. Perbezaan

antara nilai ukuran bagi sesuatu kuaniti dengan nilai sebenar

dikenali sebagai ralat atau ketidakpastian eksperimen.

Kepekaan sesuatu alat pengukur ialah kebolehan alat itu untuk

mengesan perubahan yang kecil dalam kuantiti yang diukur.

Semakin kecil pembahagian skala terkecil, semakin peka suatu

alat pengukur.

Hipotesis Alat pengukur tolok skru mikrometer lebih peka bacaan

diameternya berbanding angkup vernier dan pembaris

meter.

Neraca elektronik lebih peka bacaan jisimnya berbanding

neraca tiga palang.

Bacaan yang mempunyai skala yang terkecil adalah lebih

jitu dan peka bacannya berbanding alat yang mempunyai

skala yang lebih besar.

Pemboleh ubah Dimanipulasi :Alat pengukur yang berbeza nilai skala terkecil

( tolok skru mikrometer,angkup vernier dan pembaris meter)

Bergerak balas:Ketepatan nilai bacaan alat pengukur

Dimalarkan : Dawai kuprum, pensil, rambut, pasir

Bahan/ Radas Radas

Pembaris meter

Angkup vernier

Tolok skru mikrometer

Neraca palang

Neraca elektronik

Sudu teh

Bahan

Dawai kuprum

Pensil

Rambut

Pasir

Prosedur Aktiviti 1: Mengukur panjang

1) Dengan menggunakan pembaris meter , angkup vernier

dan tolok skru mikrometer , diameter pensil, dawai kuprum

dan sehelai rambut anda diukur.

2) Ukuran anda diulang sebanyak tiga kali.

3) Hasil pemerhatian ukuran direkodkan.

Aktiviti 2: Mengukur jisim

1) Dengan menggunakan neraca palang dan neraca elektronik

, jisim sebatang pensil dan satu sudu teh pasir diukur

2) Ukuran anda tersebut perlu diulangi sebanyak tiga kali.

3) Hasil pemerhatian ukuran direkodkan.

Keputusan / Aktiviti 1

Pemerhatian

Bahan Pembaris meter

(cm)

Angkup

vernier

(cm)

Ralat

sifat=+0.04cm

Tolok skru

mikrometer

(mm)

Ralat sifar =

+0.01mm

Diameter

pensil

0.8

0.7

0.8

0.72

0.78

0.78

6.21

6.53

6.63

Purata

diameter

pensil

0.8 + 0.7 +0.8

3

= 2.3

3

=0.8cm

0.72+0.78+0.78

3

=2.28

3

=0.76cm

6.21+6.53+6.63

3

=19.37

3

=6.46mm

Diameter

dawai

-

0.06

0.04

0.05

0.54

0.59

0.60

Purata

diameter

dawai

-

0.06+0.04+0.05

3

=0.15

3

=0.05cm

0.54+0.59+0.60

3

=1.73

3

=0.58mm

Diameter

rambut -

0.03

0.02

0.02

0.09

0.08

0.09

Purata

diameter

rambut

-

0.03+0.02+0.02

3

=0.07

3

=0.02cm

0.09+0.08+0.09

3

=0.26

3

=0.087mm

Aktiviti 2

Bahan Neraca palang (g) Neraca elektronik (g)

1 2 3 1 2 3

Pensil 4.1 4.0 4.0 4.50 4.50 4.50

Purata

jsiim

pensil

4.1+4.0+4.0(g)

3

=12.1g

3

=4.0g

4.50+4.50+4.50(g)

3

=13.50g

3

=4.50g

Pasir 4.1 4.2 4.1 4.30 4.30 4.30

Purata

jisim

pasir

4.1+4.2+4.1(g)

3

=12.4g

3

=4.1g

4.30+4.30+4.30(g)

3

=12.90g

3

=4.30g

Analisis

pemerhatian

/data

Aktiviti 1:

Pembaris meter

1. Diameter pensil

Bacaan purata diameter pensil = 0.8 cm

Bacaan diameter pensil

(Cm)

Sisihan=|Bacaan –Bacaan purata|

0.8 |0.8-0.8|=0

0.7 |0.7-0.8|=0.1

0.8 |0.8-0.8|=0

Jumlah sisihan 0+0.1+0=0.1

Sisihan purata= Jumlah sisihan

Bilangan bacaan

= 0.1

3

= 0.03 cm

Sisihan relatif = Sisihan purata X 100%

Bacaan purata

= 0.03 x 100%

0.8

= 3.75%

Angkup vernier

1. Diameter pensil

Bacaan purata diameter pensil = 0.76cm

Bacaan diameter

pensil (cm)

Sisihan =|Bacaan –Bacaan purata|

0.72 |0.72-0.76|=0.04

0.78 |0.78-0.76|=0.02

0.78 |0.78-0.76|=0.02

Jumlah sisihan 0.04+0.02+0.02=0.08


Bilangan bacaan

= 0.08

3

=0.027cm


Bacaan purata

= 0.027 x 100%

0.76

= 3.5%

2. Diameter dawai kuprum

Bacaan purata diameter dawai kuprum= 0.58 mm

Bacaan diameter

dawai (cm)


0.06 |0.06-0.05|=0.01

0.04 |0.04-0.05|=0.01

0.05 |0.05-0.05|=0

Jumlah sisihan 0.01+0.01+0=0.02


Bilangan bacaan

= 0.02

3

=0.007 cm


Bacaan purata

= 0.007 x 100%

0.05

= 14%

3. Diameter rambut

Bacaan purata diameter rambut = 0.02cm

Bacaan diameter

rambut (cm)


0.03 |0.03-0.02|=0.01

0.02 |0.02-0.02|=0

0.02 |0.02-0.02|=0

Jumlah sisihan 0.01+0+0=0.01

Sisihan purata = Jumlah sisihan

Bilangan bacaan

= 0.01

3

= 0.003 cm


Bacaan purata

= 0.003 x 100%

0.02

= 15%

Tolok skru mikrometer

1. Diameter pensil

Bacaan purata diameter pensil= 6.46mm

Bacaan diameter

pensil (mm)


6.21 |6.31-6.46|=0.25

6.53 |6.53-6.46|=0.07

6.63 |6.53-6.46|=0.17

Jumlah sisihan 0.25+0.07+0.17= 0.49


Bilangan bacaan

= 0.49

3

= 0.163 mm


Bacaan purata

= 0.163 X 100%

6.46

= 2.5%

2. Diameter dawai kuprum

Bacaan purata diameter dawai kuprum = 0.58 mm

Bacaan diameter

dawai kuprum (mm)


0.54 |0.54-0.58|=0.04

0.59 |0.59-0.58|=0.01

0.60 |0.60-0.58|=0.02

Jumlah sisihan 0.04+0.01+0.02=0.07


Bilangan bacaan

= 0.07

3

= 0.023mm


Bacaan purata

= 0.023 X 100%

0.58

= 3.97%

3. Diameter rambut

Bacaan purata diameter rambut = 0.087 mm

Bacaan diameter

dawai kuprum (mm)


0.09 |0.09-0.087|=0.003

0.08 |0.08-0.087|=0.007

0.09 |0.09-0.087|=0.003

Jumlah sisihan 0.003+0.007+0.003=0.013


Bilangan bacaan

= 0.013

3

= 0.0043mm


Bacaan purata

= 0.0043 X 100%

0.087

= 4.9%

Aktiviti 2:

Neraca palang

1. Jisim satu batang pensil

Bacaan purata jisim satu batang pensel= 4.0 g

Bacaan jisim 1 batang

pensel (g)

Sisihan =|Bacaan –Bacaan

purata|

4.1 |4.1-4.0|=0.1

4.0 |4.0-4.0|=0

4.0 |4.0-4.0|=0

Jumlah sisihan 0.1+0+0=0.1


Bilangan bacaan

= 0.1

3

= 0.03g


Bacaan purata

= 0.03 X 100%

4.0

= 0.75%

2. Jisim satu sudu teh pasir

Bacaan purata satu sudu teh pasir= 4.1g

Bacaan jisim 1 sudu

teh pasir (g)


4.1 |4.1-4.1|=0

4.2 |4.2-4.1|=0.1

4.1 |4.1-4.1|=0

Jumlah sisihan 0+0.1+0=0.1


Bilangan bacaan

= 0.1

3

= 0.03g


Bacaan purata

= 0.03 X 100%

4.1

= 0.73%

Neraca elektronik

1. Jisim satu batang pensil

Bacaan purata satu batang pensil=4.50g

Bacaan jisim satu

batang pensil (g)


4.50 |4.50-4.50|=0

4.50 |4.50-4.50|=0

4.50 |4.50-4.50|=0

Jumlah sisihan 0+0+0=0


Bilangan bacaan

= 0

3

= 0g


Bacaan purata

= 0 X 100%

4.50

= 0 %

2. Jisim satu sudu teh pasir

Bacan purata satu sudu teh pasir = 4.30g

Bacaan jisim satu

batang pensil (g)


4.30 |4.30-4.30|=0

4.30 |4.30-4.30|=0

4.30 |4.30-4.30|=0

Jumlah sisihan 0+0+0=0


Bilangan bacaan

= 0

3

= 0g


Bacaan purata

= 0 X 100%

4.30

= 0 %

Perbincangan Daripada eksperimen yang telah dijalankan , data yang diperolehi

telah menunjukkan perbezaan antara titik perpuluhan dan

bahagian skala terkecil.Ini bermakna setiap alat pengukur yang

telah digunakan menunjukkan perbezaan dari segi ketepatan dan

kejituan dalam membaca ukuran.

Ketepatan sesebuah alat pengukuran bergantung pada skala yang

terdapat pada alat itu. Pembaris meter boleh memberikan bacaan

sehingga 1.0mm, angkup vernier pula boleh memberikan bacaan

sehingga 0.02mm dan tolok skru mikrometer boleh memberikan

bacaan sehingga 0.01mm. Kepersisan berhubung kait dengan

ketepatan. Jadi, tolok skru mikrometer adalah alat pengukur yang

paling tepat kerana ia mempunyai skala yang paling kecil dan

ketepatan yang lebih tinggi kerana perbezaan antara bacaan

hanya boleh menjadi 0.01m.Ia merupakan bacaan yang sangat

kecil.

Sisihan relatif suatu bacaan daripada satu alat pengukuran yang

persis 100% adalah sifar.Selain itu, berdasarkan analisis data

yang telah dinyatakan di bahagian atas, berikut adalah data

perbezaannya:

Aktiviti 1: Mengukur diameter( Sisihan Relatif)

Alat Pensil Dawai Rambut

pengukur

Pembaris

meter

3.75% - -

Angkup

vernier

3.5% 14% 15%

Tolok skru

mikrometer

2.5% 3.87% 4.9%

Berdasarkan jadual diatas jelas menunjukkan bahawa sisihan

relatif bagi tolok skru mikrometer bagi setiap alat pengukur adalah

lebih kecil berbanding angkup vernier dan pembaris meter.ini

bermaksud, tolok skru mikrometer adalah lebih persis berbanding

angkup vernier dan pembaris meter kerana sisihan relatif tolok

skru mikrometer adalah lebih hampir kepada sifar.

Aktiviti 2: Mengukur Jisim ( Sisihan Relatif)

Alat pengukur Neraca palang Neraca elektronik

Pensil 0.75% 0%

Pasir 0.73% 0%

Begitu juga dengan aktiviti 2. Neraca elektronik adalah lebih persis

berbanding neraca palang kerana sisihan relatifnya adalah sifar

Akhir sekali, pemilihan alat pengukuran yang sesuai kepekaannya

adalah paling penting dalam memastikan data yang dicapai adalah

jitu dan tepat.

.

Langkah

berjaga-jaga

1) Pastikan kipas ditutup bagi mengelakkan sebarang ralat ang

boleh mengganggu proses pengukuran sewaktu pengukuran

jisim terutama menggunakan neraca tiga palang.

2) Pastikan bahawa alat pengukur berelektronik seperti neraca

elektronik diletakkan berjauhan daripada magnet atau

sebarang alat yang mempunyai medan magnet.

3) Pastikan kedudukan mata selari dengan nilai bacaan pada alat

pengukur bagi mengelakkan ralat parallaks. Ralat ini juga

mungkin berlaku ketika mengambil ukuran. Jadi, kita perlulah

memastikan bahawa kita menggunakan cara yang betul dalam

mengambil ukuran seperti dengan menggunakan kanta tangan

ketika mengambil bacaan dan juga memperbaiki kedudukan

mata semasa mengambil bacaan.

4) Bacaan ulangan mesti diambil bagi mengelakkan kesilapan

membaca skala alat pengukuran.

5) Hujung rahang tolok skru mikrometer dibersihkan dengan kain

atau tisu supaya kotoran yang terlekat tidak turut diukur.

6) Recet tolok skru mikrometer diputarkan sehingga bunyi “tik”

pertama didengar untuk mengelakkan objek yang diukur

disepit/ditekan terlalu kuat.

Kesimpulan Hipotesis diterima.

Ketepatan dan kejituan sesebuah alat pengukuran adalah

berbeza mengikut alat. Tolok skru mikrometer adalah alat

pengukuran bagi ukuran panjang yang paling tepat

berbanding angkup vernier dan pembaris meter.

Manakala, neraca elektronik merupakan alat ukuran yang

lebih tepat dalam mengukur berat berbanding neraca

palang.

Soalan Aktiviti 1

1. Antara ketiga-tiga alat pengukur yang digunakan untuk

mengukur panjang tersebut, yang manakah paling tepat

dan persis?

Antara ketiga-tiga alat pengukur yang digunakan untuk

mengukur panjang, alat pengukuran yang paling tepat dan

persis ialah tolok skru mikrometer. Ini kerana tolok skru

mikrometer memberi bacaan sehingga 3 titik perpuluhan

serta mampu mengesan ukuran yang nilainya amat kecil

berbanding alat pengukur yang lain.

2. Jika seseorang pelajar menggunakan pembaris meter untuk

mengukur ketebalan sesebuah objek, ianya tidak realistik

untuknya merekodkan bacaan 4.32cm. Jelaskan kenapa?

Pelajar merekodkan bacaannya sebanyak 4.32cm dengan

menggunakan pembaris meter bagi ukuran ketebalan

adalah tidak realistik. Hal ini kerana pembaris meter hanya

mempunyai ketepatan sehingga 1.0mm atau 0.1cm.

Bacaan yang mungkin pelajar tersebut perolehi adalah

4.3cm

3. Apakah alat yang anda akan gunakan untuk mengukur

ketebalan sehelai kertas? Jelaskan.

Kertas adalah sangat nipis . Jadi, alat yang akan saya

gunakan ialah tolok skru meter kerana ia boleh mengukur

sehingga 0.01mm.

Aktiviti 2

1. Antara kedua-dua alat mengukur bagi mengukur jisim

tersebut, yang manakah lebih persis dan tepat? Jelaskan.

Neraca elektronik adalah yang paling tepat dan persis

berbanding dengan neraca palang kerana ia boleh

mengukur unit sehingga 0.01g.Neraca palang mempunyai

kelemahan dalan pengimbangannya.Hal ini kerana

kebanyakan bacaan dipengaruhi oleh faktor luaran seperti

angin. Jadi, ketepatan dan kepersisan telah dipengaruhi

oleh angin.

Selain itu, neraca elektronik juga telah diprogramkan agar

lebih tepat dan persis untuk mengukur jisim.

2. Namakan satu neraca yang boleh digunakan untuk

mengukur jisim dalam kehidupan seharian kita.

Neraca mampatan

Rujukan Rujukan Buku:

Choong, C. F. (2009). Longman Pre-U Tect STPM Physics

Volume 1. Selangor Darul Ehsan : Pearson Longman .

Choong, C. F. (2010). Longman pre-U Text STPM Physics Volume

2. Selangor Darul Ehsan : Pearson Longman .

Kah, T. O Lim Ching Chai, C. S. (2010). Xpress Pro Physics SPM .

Petaling Jaya : Sasbadi Sdn Bhd.

Yap Eng Keat, K. G. (2008). Logman Essential Physics Form 5

Bilingual text . Kuala Lumpur : Pearson Longman .

Yap Eng Keat, K. G. (2008 ). Longman Essential Physics Form 4

Bilingual text . selangor daruh Ehsan : Pearson Longman .

Yoon, H. H. (2005). Pre-U text Organic Chemistry . Selangor :

laman sesawang :

(n.d.). Retrieved 01 30, 2012, from cikgunaza

sains123.blogspot.com/.../kuantiti-fizik

(n.d.). Retrieved 01 30, 2012, from

fs.um.edu.my/documents/bp/fizik_bm10.pdf

Praktikal 1

Documents

Transcript of Praktikal 1