D. Pengukuran
Dari
percobaan yang dilakukan Ayu pada Aktivitas 1.9 dan 1.10, apakah
pengukuran yang harus ia lakukan? Adakah hal lain yang dapat ia amati ketika
melakukan percobaan tersebut?
Gambar 1.14 Beberapa alat ukur yang sering digunakan
di laboratorium IPA
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 1.1.
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.
Tabel
1.1 Tujuh Besaran Pokok
dan Beberapa Contoh Besaran Turunan Disertai Satuan Standar Internasional (SI)
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.
Fakta
Sains
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.
Sumber: https://www.advancedsciencenews.com/;
https://www. sciencelearn.org.nz/; https://www.statista.com/
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.
Kita
dapat menggunakan tangga konversi panjang pada Gambar 1.15 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.
Gambar
1.15 Tangga konversi
panjang.
Satuan
massa, waktu dan suhu pun dapat dikonversi seperti ini. Berlatihlah mengonversi
satuan-satuan panjang, waktu dan massa dengan melakukan aktivitas berikut ini.
Ayo
Latihan
Aktivitas
1.12
Konversilah
satuan-satuan di bawah ini ke dalam satuan bakunya.
1) 2,4
km
2) 3,5
ton
3)
1400 gram
4) 24
menit
5) 4,5
jam
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 1.16.
Gambar
1.16 Kesalahan
paralaks.
Sumber:
Pearson Heinemann/Wendy
Gorton (2009)
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 1.17 ini.
Gambar
1.17 Pengukuran volume
cairan.
Sumber:
Pearson Heinemann/Wendy
Gorton (2009)
Untuk
mempraktikkan teknik pengukuran yang benar, marilah kita melakukan empat
percobaan berikut. Ikutilah arahan dari guru kalian dalam pembagian kelompok
dan percobaan pertama yang harus kalian lakukan. Bacalah dulu semua instruksi
(tujuan dan prosedur) sebelum memulai percobaan sesuai dengan nomor percobaan
yang kalian lakukan. Lakukan percobaan langkah demi langkah. Ingatlah untuk
menjalankan peraturan keselamatan dalam laboratorium IPA. Masih ingatkah kalian
apa sajakah itu?
Percobaan
Aktivitas
1.13
Mengukur
dalam Sains
Kalian
akan melakukan percobaan-percobaan ini dalam kelompok yang ditentukan oleh
guru. Lalu pada waktu yang telah ditentukan, kalian akan bertukar tempat dengan
kelompok lain untuk melakukan percobaan yang berbeda.
Percobaan
1 – Menggunakan Penggaris dan Pita Meteran
Tujuan:
Mengukur
panjang kertas dan kotak yang ada di atas meja dan mengukur tinggi badan kalian
semua dalam satu kelompok.
Prosedur:
1.
Sebelum
melakukan pengukuran, salinlah Tabel 1.2 pada buku catatan kalian, lalu
isi bagian kolom “Perkiraan Ukuran” dengan memperkirakan panjang, lebar dan
tinggi (apabila ada) dari kertas dan kotak yang ada di atas mejamu. Jangan lupa
menyertakan satuan pengukuran.
2.
Dengan
menggunakan penggaris yang tersedia, ukurlah panjang, lebar dan tinggi (apabila
ada) dari kertas dan kotak tersebut.
3.
Catatlah
hasilnya pada kolom “Hasil Pengukuran”. Jangan lupa menyertakan satuan
pengukuran.
Tabel
1.2 Ukuran Kertas dan Kotak
4.
Sekarang
kalian akan melakukan pengukuran tinggi badan semua anggota kelompok kalian.
Sebelum melakukan pengukuran, salinlah Tabel 1.3 di bawah pada buku catatan
kalian, lalu isi pada kolom “Perkiraan Tinggi” dengan memperkirakan tinggi
badan semua anggota kelompok kalian. Satuan yang digunakan adalah cm.
Tabel
1.3 Tinggi Badan
5.
Dengan
menggunakan pita meteran, ukurlah tinggi setiap anggota kelompok kalian.
Catatlah hasilnya pada kolom “Hasil Pengukuran Tinggi Badan” disertai
satuannya.
6.
Kembalikan
semua benda pada tempatnya dan pastikan meja dalam keadaan bersih dan rapi.
Percobaan
2 – Menggunakan Stopwatch
Tujuan:
Menentukan
kecepatan denyut nadi kalian dan teman-teman dalam kelompok kalian.
Prosedur
1.
Carilah
tempat terbaik untuk mengukur denyut nadi kalian.
2.
Dibantu
oleh teman kalian, dengan menggunakan stopwatch, ukurlah waktu yang
dibutuhkan untuk 20 kali denyut nadi.
3.
Salinlah
Tabel 1.4 di bawah ini, kemudian catatlah data waktu untuk 20 denyut
nadi pada kolom “Waktu” untuk nama kalian.
Tabel 1.4 Denyut
Nadi
4.
Hitunglah
kecepatan denyut nadi kalian dengan menggunakan rumus:
5.
Apakah
satuan dari kecepatan denyut nadi? Diskusikan dalam kelompok kalian dan tulis
pada kurung di bawah “Kecepatan Denyut Nadi”.
6.
Catatlah
waktu dan kecepatan denyut nadi semua anggota kelompok kalian pada tabel di
atas.
7.
Kembalikan
semua benda pada tempatnya dan pastikan meja dalam keadaan bersih dan rapi.
Percobaan 3 – Menggunakan Termometer
Tujuan:
Mengukur
suhu air dingin, air keran dan air panas.
Prosedur:
1.
Sebelum
melakukan pengukuran, salinlah Tabel 1.5, kemudian isi tabel di bawah ini pada
kolom “Perkiraan Suhu Air” dengan memperkirakan suhu air dingin, air keran dan
air panas.
Tabel
1.5 Suhu Air
2.
Masukkan
termometer pada gelas yang berisi air dingin namun jangan sampai menyentuh
dasar gelas.
3.
Tunggu
selama 30 detik agar pengukuran stabil atau tidak berubah lagi. Catat suhu
tersebut dalam tabel di atas kolom “Hasil Pengukuran Suhu Air”.
4.
Ukurlah
suhu air keran dan air panas dengan cara yang sama. Berhati-hatilah agar air
panas tidak tumpah.
5.
Kembalikan
semua objek pada tempatnya dan pastikan meja dalam keadaan bersih, rapi dan
kering untuk digunakan oleh kelompok lainnya.
Percobaan
4 – Menggunakan Gelas Ukur
Tujuan:
Mengukur
volume objek yang tidak beraturan (batu) dengan menggunakan gelas ukur.
Catatan:
Untuk mengukur volume cairan pada gelas ukur, bacalah pada bagian bawah
meniskus (permukaan cairan) dan mata harus sejajar pada level tersebut.
Prosedur
1.
Isilah
gelas ukur dengan air kira-kira ¼ tinggi gelas ukur.
2.
Ukurlah
volume ini dan catat sebagai volume awal atau volume air pada Tabel
1.6 seperti di bawah ini, yang telah kamu buat di buku kalian. Tuliskan
juga satuannya.
Tabel
1.6 Volume Air dan Batu
3.
Dengan
perlahan, masukkan batu kecil yang telah disiapkan ke dalam gelas ukur. Untuk
mencegah air tumpah, masukkan perlahan, jangan melemparkan batu tersebut ke
dalam air.
4.
Bacalah
ukuran volumenya sekarang. Apakah volumenya bertambah atau berkurang?
5.
Catatlah
volume ini sebagai volume air dan batu. Lengkapi dengan satuannya.
6.
Ulangi
langkah-langkah nomor 1-5 sekali lagi namun menggunakan volume awal air yang
berbeda.
7.
Catat
data volume air dan volume air dan batu sebagai data percobaan ke dua.
8.
Berapakah
volume batu pada percobaan pertama?
9.
Dan
berapakah volume batu pada percobaan kedua?
10.
Apakah
sama atau berbeda hasilnya? Mengapa bisa demikian?
11.
Tuanglah
air dari gelas ukur ke dalam wadah air semula. Ambil batu dan simpan di atas
meja.
12.
Pastikan
meja dalam keadaan kering dan bersih.
Refleksi
•
Apakah
perkiraan kalian mendekati, sama atau masih jauh dari hasil pengukuran kalian?
•
Manakah
percobaan yang menurut kalian paling menarik?
•
Apakah
yang kalian pelajari dari percobaan-percobaan di atas mengenai pengukuran?
•
Apakah
selama pengukuran, ada kesalahan yang kalian lakukan? Jika ada, kesalahan
apakah itu dan bagaimana cara memperbaikinya?
•
Apakah
sikap disiplin dan hati-hati penting dalam melaksanakan percobaan Sains?
Sebutkan contoh-contohnya.
Sumber
;
Victoriani
Inabuy, dkk. IPA untuk SMP Kelas VII.
Pusat
Kurikulum dan Perbukuan Badan Penelitian
dan Pengembangan dan Perbukuan
Kementerian
Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi
Jalan Gunung Sahari Raya No. 4 Jakarta Pusat. Cetakan pertama, 2021
