SUMBER RALAT
- DEFINISI SUMBER RALAT
Sumber-sumber
yang menyebabkan munculnya kesalahan dalam pengukuran sehingga timbul nilai
ketakpatian (ralat). Sumber-sumber ralat ini dipelajari dengan tujuan menghilangkan
kesalahan sehingga nilai ketakpastian dapat diperkecil.
Nilai
Ketakpastian / Ralat
Adalah nilai yang muncul
karena adanya keterbatasan ketelitian pengukuran. Ralat dapat dipandang
sebagai: keadaan atau perilaku kesalahan atau nilai ketakpastian yang
tidak dapat dihindari karena selalu ada keterbatasan usaha untuk
memperkecil. Ralat atau ketidakpastian adalah suatu nilai yang menunjukkan
toleransi nilai terbaik dari suatu pengukuran besaran fisika.
- JENIS RALAT/KESALAHAN
Jenis kesalahan sebagai
penyebab ketidakpastian hasil pengukuran adalah :
- Kesalahan
Sistematis (systematics errors)
Ralat yang muncul dari
serentetan pengukuran yang dilakukan dengan cara yang sama dan menghasilkan
nilai yang sama, efeknya sama pada setiap pembacaan, jika sumbernya diketahui,
maka dapat dihilangkan. Ketidakakuratan hasil pengukuran akibat alat, kalibrasi
atau teknik ukur yang salah. Misalnya :
a.
Kesalahan
alat :
·
Kesalahan
nol (zero error) akibat tidak
berhimpitnya titik nol jarum penunjuk.
·
Kelelahan
(fatigue) alat karena misalnya pegas
yang dipakai telah lembek.
·
Gesekan
antar bagian yang bergerak.
·
Dan
sebagainya.
Kesalahan ini bisa
dihindari bila alat ukur diganti dengan yang lebih baik jika mungkin.
b.
Kesalahan
kalibrasi yaitu ketidak-tepatan pemberian skala ketika pertama kali alat
dibuat. Bisa dihindari dengan membandingkan alat tersebut dengan alat baku (standar).
c.
Kesalahan
pribadi pengamat :
·
Kesalahan
parallax yaitu kesalahan akibat
posisi mata saat pembacaan skala tidak tepat tegak lurus diatas jarum.
·
Kesalahan
interpolasi yaitu salah membaca kedudukan jarum diantara dua garis skala
terdekat.
·
Penguasaan
prosedur dan ketangkasan penggunaan alat. Beberapa peralatan membutuhkan
prosedur yang rumit, misalnya osiloskop, yang membutuhkan ketrampilan pemakaian
yang cukup.
·
Sikap
pengamat, misalnya kelelahan maupun keseriusan pengamat.
Sumber kesalahan ini dapat
dihindari dengan sikap pengamatan yang baik, memahami sumber kesalahan dan
berlatih sesering mungkin.
d.
Pemakaian
alat pada kondisi berbeda dengan saat dikalibrasi, yaitu pada kondisi suhu,
tekanan atau kelembaban yang berbeda. Itulah sebabnya perlu dicatat nilai
variable atau kondisi lingkungan saat eksperimen dilakukan, misalnya suhu dan
tekanan udara di laboratorium.
- Kesalahan
Rambang (random errors)
Ralat yang muncul dari
serentetan pengukuran yang dilakukan dengan cara yang sama tetapi menghasilkan
nilai yang berbeda, nilai pembacaan bisa lebih besar atau lebih kecil di
sekitar nilai terbaik, hanya dapat diperkecil, dapat diperkecil dengan cara
mengulang pengamatan. Dapat pula diperkecil dengan memperhatikan efek timing,
memperkecil kesalahan dari sumber-sumber ralatnya, serta waktu respon
diusahakan agar benar-benar tapat. Walaupun kesalahan sistematis sudah berusaha
dihindari, namun masih ada sumber kesalahan lain berasal dari luar system dan
tak dapat dikuasai sepenuhnya :
a.
Gerak
brown molekul udara yang dapat mempengaruhi penunjukkan alat-alat halus seperti
galvanometer.
b.
Fluktuasi
tegangan listrik yang tak teratur yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran dengan
alat-alat ukur listrik.
c.
Landasan
(meja, lantai, atau dudukan lain) alat yang bergetar akibat lalu lintas atau
sumber lain.
d.
Noise
atau bising pada rangkaian elektronika.
e.
Latar
belakang radiasi kosmos pada pengukuran dengan pencacah radioaktif.
- JENIS SUMBER RALAT
- Sumber
Ralat Subyek
Sumber ralat yang
disebabkan oleh pengamat atau pelaku pengukuran.
- Pemakaian
alat dengan cara yang salah. Misalnya kesalahan pengkalibrasian pada
awal percobaan, sehingga berpengaruh pada hasil akhir pengukuran.
- Keterbatasan
fisik pengamat (misal: menggunakan kacamata, sehingga hasil pembacaan
skala pada alat ukur mungkin saja berbeda dengan pengamat lain yang
tidak menggunakan kacamata).
- Efek
psikologis (harapan hasil sesuai dengan dugaan). Misalnya sebelum
melakukan eksperimen, praktikan telah mengetahui tentang hasil percobaan
menurut teori yang ada, sehingga pada saat melakukan percobaan praktikan
cenderung terpengaruhi oleh hasil sesuai teori dan tidak sesuai dengan
keadaan sebenarnya. Kemudian dipengaruhi juga dengan kondisi praktikan,
mungkin pada saat melakukan percobaan dalam kondisi kelelahan dan banyak
pikiran. Hal semacam itu tentu saja dapat mempengaruhi hasil ukur/hasil
percobaan.
- Adanya
waktu reaksi. Misalnya pada saat pengukuran gravitasi dengan menggunakan
bandul matematis, pada saat pelapasan bandul dan pencatatan waktu dengan
menggunakan stopwatch tentu tidak tepat secara bersamaan sehingga ada
waktu reaksi antara pelepasan bandul dengan pemencetan stopwatch.
- Sumber
Ralat Obyek
Sumber ralat yang
disebabkan oleh obyek yang diukur dan lingkungan pengukuran.
a.
Pengaruh
faktor luar/lingkungan. Misalnya: suhu ruangan pada saat dilakukan percobaan
sedang tidak stabil/berubah, tekanan, kemudian adanya goncangan pada saat
melakukan percobaan.
b.
Obyek
berubah karena pengaruh alat ukur. Misal adanya kapasitor dalam probe pada
osciloscope, deformasi benda akibat penggunaan mikrometer.
c.
Obyek
tidak seuniform yang diperkirakan.
- Sumber
Ralat Alat
a.
Alat
(alat ukur, alat yang berkaitan dengan obyek dan alat penunjang) seperti salah
pengkalibrasian.
b.
Mempunyai
watak non linear.
c.
Dipengaruhi
faktor luar. Misal: sensitivitas voltmeter berubah karena suhu, meter-meter
listrik dipengaruhi oleh medan
magnet.
- Sumber
Ralat Metode
a.
Model
teori terlalu sederhana. Misalnya: pada percobaan hukum Ohm, dengan V=I.R. R
atau hambatan hanya dianggap terdapat pada satu resistor saja, padahal pada
kawat atau kabel tentunya juga memiliki hambatan. Sehingga cara yang tepat
untuk menangani hal ini adalah mencari hambatan yang paling kecil (pada
kabel/kawat penghantar) dan V atau tegangan yang besar. Selain itu, pada
percabaan hukum Hooke, F=k.∆l. Sebaiknya sebelum melakukan percobaan harus
mengetahui terlebih dahulu elastisitas bahan/pegas. Pegas mempunyai batas
elastisitas. Bila m yang diberikan belum memenuhi batas elastisitas bawah, maka
belum berubah sampai batas elastisitas atas.
b.
Rumus-rumus
pendekatan yang mengabaikan variabel fisis tertentu atau suku-suku orde yang
lebih tinggi. Misal pada deret harmonik yang mempunyai suku banyak. y=… + …. +
… + ….. Nilai y dapat diperkecil dengan cara memperkecil teta (Θ). Dengan
demikian sin Θ = Θ. Untuk memperoleh nilai sin Θ mendekati atau sama dengan Θ
menggunakan sudut kecil, maksimal sudut yang dipergunakan 10°. Dalam hal ini,
semakin akurat jika Θ mendekati 0°.
c.
Pembulatan
perhitungan. Aturan pembulatan perhitungan sebenarnya dapat merugikan hasil
pengukuan, karena dengan adanya aturan tersebut berarti hasil perhitungan yang
digunakan tidak sesuai dengan hasil yang sebenarnya. Namun, dengan adanya
aturan pembulatan angka dapat mempermuah dalam pembacaan hasil pengukuran.
d.
Metode
percobaan yang kurang tepat.
e.
Teknik
pengukuran (misal cara pembacaan meter, penggunaan meter).
Ø
Contoh-contoh
lain dalam kehidupan sehari-hari :
a.
Kuat
arus listrik digunakan dalam bidang kelistrikan.
b.
Penggunaan
frekuensi untuk mengukur kedalaman suatu laut dengan menggunakan alat ukur
sehinggan seorang peneliti tanpa harus mengukur secara langsung dengan
menceburkan diri ke laut.
c.
Penggunaan
dongkrak hidrolik yang merupakan besaran turunan tekanan dalam pencucian mobil,
sehingga mudah untuk mengangkat mobil kecil/besar.
d.
Neraca
duduk/ timbangan seperti leher angsa pada took-toko kelontong dan pasar
memiliki nilai ketidakpastian (ralat) mungkin terjadi. Apabila seorang pembeli
mengukur (menimbang) massa
dari barang yang dibeli dan seorang penjual dengan menggunakan alat timbangan
lain akan menghasilkan perbedaan nilai yang dihasilkan, karena dipengaruhi oleh
beberapa penyebab, seperti: manusianya, alat yang digunakan, dan lingkungannya.
DAFTAR PUSTAKA
Taylor, John Robert. 1939. An Introduction to Error Analysis / second
edition. Sausalito , California : University Science Books.