Sistem Pengukuran dan Teknik Pengolahan Data
Summary
TLDRThe video provides an introduction to measurement systems and data processing techniques in physics experiments. It covers topics such as measurement uncertainty, the importance of calibration, systematic and random errors, and the significance of precision and accuracy. The video also demonstrates how to report measurement results, including how to calculate and express uncertainty using statistical methods. Practical examples are given, such as measuring with rulers, vernier calipers, and digital instruments, and determining relationships using least squares method in Excel.
Takeaways
- ๐ Measurement involves comparing a quantity to a standard, like using a ruler to measure length.
- โ๏ธ Measurement uncertainty can arise from factors like the smallest scale of the measuring instrument, systematic errors, calibration issues, and instrument wear.
- ๐ Reporting measurement results should include both the measured value and the uncertainty, following specific rounding rules.
- โ๏ธ When reporting measurements, the number of decimal places in the result should match the uncertainty, which should be expressed with one significant figure.
- ๐ For repeated measurements, the uncertainty is typically expressed as the standard deviation, and results should reflect the same precision level.
- ๐งฎ Measurement uncertainty can also be calculated for derived quantities, like density, using error propagation formulas.
- ๐ Graphical methods, such as plotting data and finding the best-fit line using least squares, help in analyzing experimental data.
- ๐ป Tools like Excel can be used to create graphs, find best-fit lines, and calculate uncertainties.
- ๐ฏ Precision refers to the consistency of repeated measurements, while accuracy refers to how close a measurement is to the true value or literature reference.
- ๐งฎ Formulas for calculating precision and accuracy involve the standard deviation and comparison with a known reference value.
Q & A
What is the definition of measurement according to the script?
-Measurement is the process of comparing the value of a quantity against a standard. For example, to measure the length of a marker, one would use a ruler, which is a standard tool for measuring length.
What are some factors that can cause uncertainty in measurement?
-Uncertainty in measurement can be caused by several factors, including the smallest scale of the measuring tool, systematic errors such as calibration errors, zero-point errors, tool fatigue, friction in moving parts, and parallax errors.
How should the results of a measurement be reported?
-The results of a measurement should be reported as the measured value plus or minus the uncertainty. For example, if the measured length is 14.9 cm and the uncertainty is 0.05 cm, the result should be written as 14.9 ยฑ 0.05 cm.
What is the significance of significant figures in reporting measurement results?
-When reporting measurement results, the number of decimal places in the result should match the number of decimal places in the uncertainty. Additionally, the uncertainty should be reported with one significant figure.
How do you handle measurement uncertainty when dealing with multiple measurements?
-For multiple measurements, the average of the measurements is taken as the result, and the uncertainty is determined using statistical methods. The uncertainty should be rounded to one significant figure, and the result should be adjusted accordingly.
What is the rule for rounding when the digit following the significant figure is 5?
-If the digit following the significant figure is 5, the number is rounded up if the significant figure is odd, and rounded down if it is even.
What is the difference between precision and accuracy in measurements?
-Precision refers to how close repeated measurements are to each other, while accuracy refers to how close a measurement is to the true or accepted value. A measurement can be precise without being accurate and vice versa.
How do you calculate precision according to the script?
-Precision is calculated as 1 minus the ratio of the standard deviation of the measurements to the average of the measurements, multiplied by 100%.
How do you calculate accuracy in measurements?
-Accuracy is calculated as 1 minus the ratio of the difference between the measured value and the literature value to the literature value, multiplied by 100%.
How should measurement uncertainty be determined for different types of measuring instruments?
-For digital instruments, uncertainty is the smallest scale division. For analog instruments without a vernier scale, uncertainty is half the smallest scale division. For analog instruments with a vernier scale, uncertainty is the smallest division of the vernier scale.
Outlines
๐ Introduction to Measurement and Uncertainty
This paragraph introduces the concepts of measurement and data processing in physics. It explains the process of measurement, emphasizing that any measurement comes with uncertainty. Sources of uncertainty include the smallest scale of the measuring tool, systematic errors like calibration mistakes, zero point errors, fatigue in measuring instruments, and parallax errors. The paragraph also touches on random factors such as Brownian motion, voltage fluctuations, and limitations in observer skills.
๐ Reporting Measurement Results and Rounding
This section details how to properly report measurement results, including both the measured value and the associated uncertainty. It explains the importance of matching the number of decimal places in the measurement with the uncertainty. The paragraph provides examples of how to round numbers, ensuring accuracy while adhering to the rules of significant figures. It also discusses how to handle uncertainty when reporting results from repeated measurements.
๐ง Handling Different Types of Measurements
This part explains how to handle different types of measurements, including those taken with digital and analog scales. It describes how to calculate uncertainties based on the type of measuring instrument used. The paragraph further elaborates on dealing with composite measurements involving operations like multiplication, division, addition, or subtraction of different measured quantities, using error propagation formulas to determine the overall uncertainty.
๐ Using Graphs and Calculating Equations
This paragraph discusses the process of predicting equations from experimental data plotted on a graph, specifically using the least squares method. It explains how to match the experimental data with a linear equation and provides an example involving motion equations. The section also covers how to use software like Excel to plot data, create graphs, and determine the best-fit line equation for the data set, including details on interpreting the constants derived from the graph.
๐ฏ Accuracy and Precision in Measurements
The final paragraph defines accuracy and precision in the context of measurements. Accuracy refers to how close the measurement is to the reference or literature value, while precision indicates how consistent the repeated measurements are. The paragraph uses illustrations to explain these concepts, showing scenarios where measurements are either accurate, precise, both, or neither. It concludes by providing formulas for calculating accuracy and precision, guiding on how to assess the reliability of measurements.
Mindmap
Keywords
๐กMeasurement
๐กUncertainty
๐กCalibration
๐กParallax Error
๐กStatistical Error
๐กSignificant Figures
๐กLeast Count
๐กSystematic Error
๐กPrecision
๐กAccuracy
Highlights
Introduction to the basics of measurement and data processing techniques in physics.
Explanation of measurement uncertainty, including sources such as the smallest scale of the measuring tool and systematic uncertainty.
Discussion on how the smallest scale of the measuring tool affects the accuracy of measurements.
Importance of considering calibration errors and zero-point errors in measurement tools.
Explanation of common sources of measurement error, such as tool wear, friction, and parallax errors.
Introduction to random uncertainty in measurements, including environmental factors like Brownian motion and voltage fluctuations.
Guidance on reporting measurement results, including the correct way to express measurement uncertainty.
Detailed method for rounding measurement results according to the number of significant figures.
Steps for determining uncertainty in repeated measurements using statistical methods.
Explanation of how to calculate measurement uncertainty for compound measurements involving multiplication, division, addition, or subtraction.
Introduction to the method of least squares for predicting the equation of a set of experimental data.
Example of using Excel to plot data points and derive a mathematical equation that interprets the data.
Explanation of the concepts of accuracy and precision in measurements, with examples to illustrate the differences.
Formula for calculating precision based on standard deviation and mean measurement value.
Method for calculating accuracy by comparing measurement results with known literature values.
Transcripts
badges0
[Musik]
hai hai
halo halo semua selamat datang di IPB
atau City Pada hari ini saya akan
menyampaikan sistem pengukuran dan
teknik pengolahan data pada praktikum
Fisika sains dan teknologi
kita mulai dengan pengukuran Apa itu
pengukuran pengukuran adalah
membandingkan nilai satu besaran
terhadap standarnya misalnya adalah kita
ingin mengukur panjang dari spidol ini
maka tinggal ini kita Guntur menggunakan
penggaris yang sudah menjadi standar
untuk mengukur panjang
Hai yang perlu kita ketahui adalah
setiap hasil pengukuran akan dapatkan
ketidakpastian ketidakpastian ini bisa
disebabkan oleh beberapa hal diantaranya
adalah
skala terkecil dari alat ukur yang kita
gunakan misalnya penggagas ini memiliki
skala kecil sebesar satu mm artinya
kalau kita ingin mengukur dengan
ketelitian kurang dari satu milimeter
kita tidak bisa menggunakan penggaris
ini maka kita bisa menggunakan alat ukur
yang lain yang lebih teliti seperti
jangka sorong atau mikrometer sekrup
ketidakpastian berikutnya bisa
disebabkan karena ketidakpastian
bersistem
ketidakpastian bersistem ini ada bahwa
faktor yang pengaruhi pertama kesalahan
kalibrasi ketika memproduksi alat ukur
tersebut
berikutnya adalah kesalahan titik nol
salah titik nol ini terjadi ketika kita
kurang memperhatikan jarum penunjuk alat
ukur yang kita
4.0 sebelum kita melakukan pengukuran
Hai berikutnya adalah kelelahan ala
misal alat ukur yang digunakan
pegas-pegas sering digunakan maka pegas
tersebut akan mengalami kelelahan
Hai yang lain adalah gesekan pada bagian
yang bergerak
terkadang dalam suatu pengukuran kita
mengabaikan beberapa faktor gesekan yang
terjadi pada sistem operasi tersebut
terakhir adalah kesalahan paralaks
sampar alat ini adalah kesalahan arah
Pandang dari pengamat ketika melakukan
pengukuran
Hai ketidakpastian berikutnya disebabkan
ada sesuatu yang acak contohnya adalah
gerak brown maupun udara
fluktuasi tegangan jaringan listrik
Moyes dari lingkungan sekitar bidang
pengukuran yang tidak rata atau bidang
pengukuran yang bergetar yang terakhir
adalah ketidakpastian yang disebabkan
oleh keterbatasan keterampilan dari
pengaman yang baik sekarang kita akan
belajar bagaimana cara menuliskan hasil
pengukuran seperti yang kita ketahui
bahwa ketika kita melakukan pengukuran
kita mendapatkan hasil pengukuran dan
ketidakpastian dari alat yang kita
gunakan misalkan di sini
hasil pengukuran kita menunjukkan ukuran
dari panjang misalnya 14,9
cm
dan kesalahan alat yang kita gunakan
untuk Hai itu adalah sebesar
0,05
cm
nah Bagaimana cara kita melaporkan atau
menuliskan hasil pengukuran kita ini
karena ketika kita melaporkan hasil
pengukuran harus ada informasi Berapa
hasil pengukurannya dan
kesalahan dari alat ukur yang kita
gunakan maka kita akan menuliskannya
seperti ini x artinya hasil pohon kita
plus-minus Delta X
saat ini kita Tuliskan
14,9
plus-minus
0,005
nah ah yang perlu kita perhatikan juga
disini adalah ketika kita menuliskan
hasil pengukuran
banyak angka dibelakang koma itu halus
mengikuti banyak angka dibelakang koma
nilai kesalahannya
dan kesalahan itu pun harus bernilai 1
angka penting kalau kita lihat disini
data.exe ini memiliki satu angka penting
yaitu 5 angka 5 dan berapa angka
dibelakang koma Dia memiliki dua maka
hasil pengukuran kita harus kita buat
seperti ini kita tambahkan nol sini nah
jangan lupa kita
apa beri Tampurung kemudian tuliskan ras
satuan dari hasil pengukuran kita Nah
dengan kita melaporkan hasil pengukuran
ini seperti ini maka hasil pengukuran
kita itu adalah berada diantara rentang
14,9 dikurang 0,05 dan 14,9 ditambah
dengan 0,05 Oke landak sebagaimana kalau
misalkan dari pengukuran yang berulang
ya didapatkan nilai
ketidakpastiannya lebih dari satu angka
penting misalkan x-nya adalah
Hai 15,5
MP4
621 misalkan ini rata-rata hasil
beberapa kali pengukuran panjang gitu ya
dan kesalahannya dengan menggunakan
metode statistik kita dapatkan kesalahan
pengukuran nya sebesar
Hai
0,0001234
GTA
cm Bagaimana cara kita menuliskan ya
menuliskan hasil
pengukuran kita yang perlu kita
perhatikan adalah
delta X disini harus bernilai 1 angka
penting maka ini kalau kita bulatkan ya
kita bulatkan disini dia menjadi
0,01 ya cm nah
Hai karena Delta X disini kita sudah
telah jadikan menjadi dua angkat dua
angka dibelakang koma maka x-nya pun
harus mengikuti
berarti di sini
15,4 Enam ya cm nah hasil pengukurannya
kita Tuliskan menjadi
X
rata-rata plus-minus Delta X =
15,5 60
plus-minus
Hai jangan lupa dikasih satuan cm Baik
saya akan berikan contoh yang lain
misalkan hasil perhitungan kesalahan
pengukuran berulang kita adalah sebesar
daripada X =
0,0000256
cm dan rata-rata hasil pengukuran kita
adalah
5,4
936
cm nah lantas bagaimana kita membuat
melakukan pembulatan
hai oh terhadap hasil perhitungan Delta
X nah aturan pembulatan nya adalah
ketika
angka dibelakang satu angka penting ini
itu bernilai 5 maka jika dia genap dua
ini adalah angka genap maka kita akan
bulatkan menjadi
0,002 kita yang tapi untuk kasus yang
lain kalau misalkan lah
dia kita dapatkan
0,0003
5 gitu ya tapi bagaimana kita
menuliskannya kalau kasus seperti ini
ini kita bulatkan menjadi 0,000
ke-4 ya karena tiga ini adalah bilangan
ganjil gitu ya
hasil pengukurannya sekitar laporkan eks
rata-rata plus-minus Delta X = + Chinese
boleh kita lihat dulu hasil pembulatan
kita terhadap kesalahannya sebesar
0,02 ya Nah di sini kita amati ada tiga
ada tiga angka di belakang koma
kesalahan untuk kesalahannya dan satu
angka penting yaitu dua ya maka kita
Tuliskan nilai rata-rata berukuran kita
adalah sebesar
5,4
94.6 apa ini menjadi empat tidak tiga
karena enam ini lebih besar dari lima
artinya Jika dia lebih besar dari lima
maka kita bulatkan ke atas peti tidak
peduli di agen atau atau ganjil
jangan lupa dituliskan satuannya
Hai selanjutnya saya akan menjelaskan
Bagaimana cara menentukan
ketidakpastian pengukuran pada berapa
alat ukur yang pertama adalah pengukuran
tunggal menggunakan alat berskala
digital untuk kalau kurs berskala
digital ini kesalahannya adalah sebesar
satu kali NST nya
Hai berikutnya adalah pengukuran tunggal
yang menggunakan alat berskala analog
tanpa skala nonius
kesalahan alam ini adalah sebesar
setengah dari NST alat tersebut
Hai berikutnya adalah pengukuran tunggal
menggunakan alat berskala Allah dengan
bantuan skala nonius untuk alat seperti
ini kesalahannya sebesar satu kali
setelah noniusnya dimana skala nonius Ia
adalah skala utama alat ukur tersebut
dibagi dengan banyaknya setelah Melius
yang terdapat pada alat tersebut
Hai untuk pengukuran berlubang cara
menuliskan hasil pengukurannya adalah
X plus minus the flash dimana x adalah
rata-rata untuk keseluruhan pengukuran
dan Delta x adalah standar deviasinya
Hai penulisan ketidakpastian yang telah
kita bahas sebelumnya
berlaku untuk pengukuran satu besaran
sejarah namun bagaimana jika suatu
besaran tersebut merupakan hasil
perkalian atau pembagian penjumlahan
atau pengurangan dari besaran-besaran
yang lain maka kita harus menggunakan
teori perempatan kesalahan untuk
menentukan kesalahan hasil pengukurannya
Hai bisanya kita ingin mengukur massa
jenis suatu benda massa jenis adalah
massa dibagi volume dimana massa dan
volume memiliki kesalahan masing-masing
untuk menghitung kesalahan pengukuran
massa jenis
kita dapat menggunakan persamaan berikut
Hai penggunaan bersamaan Kramatan kesan
ini a b atau c bergantung dengan
prosedur pengukuran massa dan volume
tersebut
Hai baik Disini saya akan menjelaskan
Bagaimana cara kita memprediksi
persamaan dari sekumpulan titik data
eksperimen yang kita buat atau kita
sajikan dalam bentuk grafik yang dengan
menggunakan metode kuadrat terkecil
untuk pola
data yang dia garis lurus bisa didekati
dengan persamaan y = a + b x
contohnya misalkan di sini kita memiliki
persamaan gerak dimana XT = X 0plus VT
nah persamaan x = x + free ini ini
memiliki kesamaan dengan pola persamaan
y = a + b x dimana y yaitu = x t a yang
disini sama dengan
x0bd ini = V X disini sama dengan
ndak misalkan ya di sini diberikan
beberapa Set data ya Di mana x-nya ada
1-10 data dan untuk masing-masing X
waktunya juga Disajikan di sini ya Nah
dari sini kita persamaan sebelumnya tadi
dimana untuk menentukan B dan hanya ada
ada persamaannya di sini bisa kita lihat
maka kita bagi perkembangannya ya kita
lihat di tabel ini dan lantas kemudian
kita bisa dapatkan nantinya
Berapa nilai dari ppao
Hai Nah kalau kita plotkan ya data-data
yang kita pilih kita di data-datanya yg
berupa titik-titik di bersama di grafiti
Nia dan garis
lurus Solid ini menunjukkan adalah
persamaan yang kita dapatkan ya
yang mendekati pola dari data-data
eksperimen ini selanjutnya kita akan
membuat grafik dengan menggunakan
perangkat lunak Excel
kita memiliki Set data dimana t = ada
banyak VCD dan eksisnya juga ada banyak
di sini gimana jumlah X dan tanya sama
maka untuk membuat grafiknya dapat kita
lakukan dengan cara kita blok semua
datanya
klik Insert kemudian pilih skater pilih
data ini
nah titik pada grafik ini mewakili
angka-angka yang bersesuaian dengan
nilai x dan nilai T
lantas bagaimana kita membuat persamaan
garis atau
persamaan matematika yang bisa
menginterpretasikan
sebaran data yang memiliki pola seperti
ini ya caranya klik grafiknya kemudian
Arahkan ke
tab cat design kemudian klik klik out
dan pilih
lenov9 ya maka akan kita dapatkan
persamaan dari grafik ini di mana
persamaannya adalah y = 9,8 453
XX1 ingat di sini adalah theia dan 3,6
korelasinya dengan sebelumnya ya mohon
nilai-nilai Hai
9,8 453 ini adalah nilai P yang dari
persamaan x = x 0plus PT dan nilai 3,6
ini merupakan x-none sebenarnya Ada cara
lain yang dapat kita gunakan untuk
menentukan nilai a dan b dari metode
kuadrat terkecil ya dengan cara kita
klik =
Hai linx
+ dalam kurung Di sini 20
ada masukkan nilai y nyaris ini lainnya
adalah
x-block semua nilai x
iqomah sekarang kita masukkan nilai
x nya disini nilai x nya adalah nilai
tes ini dan konstanta kita pilih seru ya
Hai kemudian titik koma lagi
kita pilih curut juga kemudian enter
Nah untuk mengeluarkan datanya
kita blok D5 baris
dan 2 kolom
Hai kemudian klik Disini sambil ditahan
kontrol Steve enter
Ayo kita bisa dapatkan disini nilai 9,8
4 = ini dan 3,6 sama dengan yang ada di
grafik dan nilai 0,34 di bawah 9,8 ini
merupakan nilai kesalahan nilai conato
konstanta di depan nilai x ini Demikian
cara kita untuk membuat grafik
menggunakan Excel dan mencari persamaan
dari grafik data yang kita miliki
ya topik terakhir dari pertemuan kita
kali ini adalah ketepatan dan ketelitian
Apa itu ketepatan kecepatan adalah
seberapa tepat hasil pengukuran kita
jika dibandingkan dengan literatur yang
sedang atau referensi yang sudah ada
misalkan kita mengukur massa jenis dari
air massa jenis air sudah ada
literaturnya ketika kita melakukan
pengukuran didapatkan nilai pengukuran
kita itu lebih mendekati hasil
literaturnya maka dikatakan kurang itu
kita adalah tepat ketika jauh maka Hai
ukuran kita dikatakan kurang tepat untuk
ketepatan sendiri Kita bisa lihat dan
ilustrasi seperti ini jika anak-anak
panah ini tepat berada di titik pusat
warna merah sasaran ini artinya konkuren
kita tepat tapi ketika hasil pengukuran
kita anak panahnya jauh begitu ya maka
bisa kita katakan pengukuran kita tidak
ketepatannya kurang Nah lain halnya
dengan ketelitian ketelitian ini adalah
terkait dengan sebaran data kita ya jika
khusus untuk kasus yang seperti ini
ilustrasikan digambar yang tengah ini ya
jika anak panahnya ini semuanya
mengumpul di satu titik maka dikatakan
ketelitian pengukuran gitu ya teliti
tidak perlu besar penyebarannya tapi di
sini dia tidak tepat ya karena tidak
tepat sasaran jauh gitu ya hasil
pengukuran yang bagus itu adalah dia
teliti tidak terlalu besar Jawa atau
jauh sebarang daftarnya dan tepat
Artinya kita kalau dibandingkan nasi
pengukuran yaitu dengan literatur maka
tidak jauh berbeda lantas Bagaimana cara
kita menghitung ketepatan dan ketelitian
Nah untuk menghitung ketelitian kita
bisa menggunakan rumus yang atas ini
dimana ketelitian itu adalah = 1
dikurang dengan SP kini adalah standar
deviasi atau nilai kesalahan pengukuran
kita dibagi dengan rata-rata dari hasil
pengukuran
dikalikan dengan
100% nya.nah untuk ketepatan atau
akurasi itu bisa didapatkan dengan satu
dikurang dengan hal ini adalah khas
literatur dari besaran ini kita ukur
misalkan massa jenis tadi tiang dan X
ini adalah hasil pengukuran kita kenapa
aplikasi motor karena bisa jadi nanti
nilai pengukuran kita itu lebih besar
dibandingkan dengan
ia menilai literaturnya atau bisa juga
Nvidia lebih kecil gitu ya di sini tidak
kita lihat seberapa besar apakah dia
kurang atau lebih yang jelas kita hanya
butuh berapa selisihnya dari literatur
itu yang kemudian dikalikan dengan 100%
Oh ya demikian itulah cara kita
menghitung ketepatan dan ketelitian
Hai demikian praktikum pendahuluan pada
hari ini semoga bermanfaat dan sampai
jumpa minggu depan ya
[Musik]
Browse More Related Video
5.0 / 5 (0 votes)