1 3 Pengukuran

-

PELAJARAN 3

-

Pengukuran (a) Membuat anggaran Alat pengukuran yang sempurna tidak pernah dijumpai oleh seorang saintis semasa menjalankan kajian atau penyiasatan saintifik. Cara yang terbaik ialah dengan membuat anggaran terlebih dahulu, kemudian barulah diikuti dengan menggunakan alat yang lebih tepat atau jitu. Pada amnya terdapat dua kaedah untuk membuat anggaran iaitu (i) Mengunakan sampel yang kecil untuk menentukan nilai yang lebih besar. (ii) Mengunakan sampel yang besar untuk menentukan nilai yang lebih kecil

-

(c) Membuat anggaran menggunakan sampel yang besar untuk menentukan nilai yang lebih kecil Contoh 1: Menganggar jisim satu petak kecil berukuran 2 mm x 2 mm pada sekeping kertas graf

(b) Membuat anggaran menggunakan sampel yang kecil untuk menentukan nilai yang lebih besar

-

Contoh 1: Menganggar lebar makmal

-

-

-

Ukur panjang tapak kasuk dengan pembaris meter , = p Berjalan di sepanjang dinding makmal dan dapatkan bilangan tapak kasut dari hujung ke hujung makmal = n Lebar makmal = np

Contoh 2: Menganggar luas meja makmal -

Ukur panjang dan lebar buku teks fizik dengan pembaris meter, = p & l

Tentukan luas buku teks fizik = pl Letakkan buku teks di atas meja dan gerakkannya sehingga buku teks terkena pada keseluruhan permukaan meja. Catatkan bilangan kali buku teks terkena pada keseluruhan permukaan meja = n Luas meja = npl

-

-

Timbang jisim 50 keping kertas graf berukuran 12 cm x 20 cm = m Tentukan jisim sekeping kertas graf = m ÷ 50 Tentukan bilangan petak kecil 2 mm x 2mm dalam sekeping kertas graf 12 cm x 20 cm n = luas kertas graf luas petak kecil = 120 x 200 2x 2 = 6000 Tentukan jisim sekeping petak kecil ( m ÷ 50 ) ÷ 6000 Contoh 2 : Menganggar diameter Dawai

(a)Pendahuluan

-

-

Lilitkan dengan rapat seutas dawai pada sebatang pensil. Catatkan bilangan lilitan yang dibuat = n Ukur jarak antara hujung kedua-dua dawai yang dililit di atas pensil = L Tentukan diameter dawai = L

N

Terdapat tiga jenis alat pengukuran panjang yang biasanya digunakan di makmal iaitu seperti jadual berikut:Alat Kepekaa Kepekaan n / kejituan /kejituan dalam dalam mm cm Pembaris 0.1 1 meter Angkup Vernier

0.01

0.1

Tolok skru mikromet er

0.001

0.01

(b)Pembaris meter

Contoh 3 : Menganggar diameter alas bebola

-

Susun dengan rapat 10 biji alas bebola. Ukur jarak antara hujung ke hujung jarak alas bebola pada pembaris meter , =p Tentukan diameter alas bebola =p

10 Mengukur Panjang Yang KecilPembaris meter,Angkup Vernier dan Tolok Skru Mikrometer

Pembaris meter terdiri dari kayu atau besi yang panjangnya 1 meter. 1 senggatan kecil adalah bersamaan 1 mm atau 0.1 cm. Semasa menggunakan pembaris cara berikut perlu dilakukan untuk mengelakkan ralat paralaks ataupun ralat sifar(ralat hujung).:(i) pengukuran tidak semestinya bermula dihujung,kerana kemungkinan hujung pembaris haus yang menyebabkan berlakunya ralat sifar(ralat hujung)

(ii) Pembaris hendaklah diletakkan tegak pada objek yang hendak diukur dan mata pemerhati hendaklah tegak dengan skala untuk mengelakkan ralat paralaks

-

(iii) Bagi mengukur objek tiga dimensi pembaris dan sesiku hendaklah digunakan.

= 0.01 cm Bacaan pada angkup vernier = [bacaan skala utama + (0.01 x skala vernier)] cm Langkah berjaga-jaga semasa menggunakan angkup vernier:(i) Tentukan ralat sifar ada atau tidak.Jika ada ralat sifar bacaan mesti diperbetulkan iaitu: Bacaan sebenar = bacaan diperolehi - ralat sifar (ii) Pastikan rahang betul-betul menyentuh objek diukur.

Contoh 1 Catatkan bacaan yang terdapat pada rajah berikut:(c) Angkup vernier

Penyelesaian Contoh 2 Nyatakan bacaan sebenar bagi objek pada rajah berikut:-

Angkup luar digunakan untuk menyukat diameter luar Angkup dalam digunakan untuk menyukat diameter dalam Ekor digunakan untuk mengukur kedalaman ,contohnya kedalaman bikar. Bukaan rahang dalam,bukaan rahang luar dan ekor sentiasa mempunyai panjang yang sama. 1 senggatan kecil skala utama adalah 0.1 cm atau 1mm 1 senggatan kecil pada skala vernier adalah 0.09 cm atau 0.9 mm Perbezaan satu senggatan kecil pada skala utama dan vernier = (0.1 - 0.09) cm

Penyelesaian

(e) Tolok skru mikrometer Contoh 3 Catatkan bacaan yang terdapat pada rajah berikut:-

-

-

-

Kegunaannya ialah menentukan ketebalan kertas,diameter dawai atau alas bebola. Hujung rahang iaitu anvil dan spindal harus dibersihkan terlebih dahulu dari kekotoran. Apabila diletak objek,rahang ditutup dengan memutarkan bidal.Apabila rahang hampir rapat dengan objek,putarkan racet sehingga bunyi 'tik' yang petama. 1 senggatan kecil skala utama adalah 0.5 mm . Skala verniernya mempunyai 50 senggatan kecil.Apabila skala veriner diputar satu pusingan ,skala utama kan bergerak sejauh 0.5 mm. Oleh itu 1 senggatan kecil pada skala vernier = 0.5 mm =0.01 mm 50 Bacaan pada angkup vernier = [bacaan skala utama + (0.01 x skala vernier)] mm Langkah berjaga-jaga semasa menggunakan tolok skru mikrometer:(a) Tentukan ralat sifar ada atau tidak.Jika ada ralat sifar bacaan mesti diperbetulkan iaitu: Bacaan sebenar = bacaan diperolehi - ralat sifar (b) Gunakan racet untuk mengetatkan objek yang diletakkan pada rahang supaya tekanan yang berlebihan tidak dikenakan pada objek.

Penyelesaian Contoh 4 Nyatakan bacaan sebenar bagi objek pada rajah-rajah berikut:(a)

(b)

keping kertas graf ialah 88 g, berapakah jisim satu jisim piawai? A 4

8

g

B

88 x

g

60 x 80 40 x 120 x160 C

88 g g 120 x 160 40 x 120 x160

D

88

Penyelesaian

Alat pengukur X Y Z

Bacaan/mm 2.38 52 6.5

3 Jadual di atas merupakan bacaan yang diperolehi dengan menggunakan tiga alat pengukur X,Y dan Z.Alatalat pengukur X,Y dan Z tersebut adalah A

TUTORIAL 3

B 1

Sekeping kertas graf berukuran 12 cm x 20 cm. Berapakah bilangan petak kecil 2mm x 2mm yang berada dalam kertas graf tersebut? A C E

2

60 6000 600000

B D

C D

Pembaris meter,angkup vernier,tolok skru mikrometer Angkup vernier,tolok skru mikrometer,pita pengukur Tolok skru mikrometer,pembaris meter,angkup vernier Pita pengukur,tolok skru mikrometer, angkup vernier

600 60000

Semasa menentukurkan sebuah neraca mikro,segiempat kecil berukuran 2 mm x 2 mm sebagai jisim piawai yang dipotong daripada sekeping kertas graf berukuran 12 cm x 16 cm. Jika jisim 40

4

Empat orang pelajar W,X,Y dan Z menggunakan angkup vernier, pembaris meter dan tolok skru mikrometer untuk mengukur ketebalan satu objek.Catatan pelajar manakah

yang betul?

A B C D 5

Pelaj ar

Pemba ris meter / cm

W X Y Z

2.17 2.174 2.17 2.2

7 Angk up verni er / cm 2.2 2.2 2.174 2.17

Tolok skru mikrom eter /cm 2.174 2.17 2.2 2.174

A C

+ 0.04 cm + 0.06 cm

B D

- 0.04 cm - 0.06 cm

Manakah alat pengukur berikut mempunyai kejituan yang betul? 8

Alat Kejituan A

Pembaris meter

1

mm B

Angkup Vernier

0.001

C

Tolok skru mikrometer 0.1 mm

cm 6

Rajah menunjukkan angkup vernier yang mempunyai ralat sifar. Berapakah ralat sifarnya?

Berapakah bacaan yang ditunjukkan oleh angkup vernier pada rajah di atas? A

3.17 cm

B

3.08

C

2.18 cm

C

2.07

cm cm

Panjang fokus sebuah kanta cembung adalah 12 cm dicatat oleh seorang pelajar apabila menggunakan pembaris meter.Bacaan ini mestilah ditulis sebagai A

11.9 cm

B

12.0

C

12.00 cm

D

12.1

cm cm

9

Rajah(a) menunjukkan angkup vernier dengan keadaan rahang dalam keadaan rapat.Rajah(b) menunjukkan angkup vernier itu digunakan untuk menyukat

diameter luar satu objek.Diameter sebenar objek itu adalah, A

2.02 cm

B

2.04

C

2.06 cm

D

2.08

cm cm 10 Tebal sehelai kertas apabila diukur dengan menggunakan tolok skru mikrometer adalah A C

2 mm 2.14 mm

B

2.1 mm D 2.142

mm

13 Rajah menunjukkan sebuah tolok skru mikrometer yang digunakan untuk mengukur tebal 10 keping kertas.Tebal sehelai kertas adalah A

3.25 cm

B

3.75

C

0.325 cm

D

0.0375

cm cm

11

Berdasarkan rajah di atas,berapa kali pusingan skala vernier? A C

12 13

B D

12½ 13¾

12

Rajah menunjukkan skala satu tolok skru mikrometer apabila rahangnnya rapat.Setiap pengukuran yang dibuat dengan menggunakan tolok skru mikrometer ini semestinya A B C D

ditambah 0.02 mm ditolak 0.02 mm ditambah 0.03 mm ditolak 0.03 mm

14 Rajah(a) menunjukkan rahang sebuah tolok skru mikrometer dalam keadaan rapat.Rajah(b) pula menunjukkan tolok skru mikrometer itu digunakan untuk menyukat diameter satu objek. Diameter sebenar objek itu adalah A C

8.30 mm 8.80 mm

B D

8.32 mm 8.82 mm

15 Apabila menggunakan pembaris meter perkara-perkara berikut perlu dilakukan. A

Pengukuran mestilah bermula di tanda sifar pembaris

B C

Letakkan pembaris secara tegak di atas objek yang hendak diukur Untuk mengukur objek tiga dimensi gunakan pembaris dan protraktor

18

16 Pernyataan yang manakah benar mengenai tolok skru mikrometer yang terdapat pada rajah di atas? A B C D

Skala M nya mempunyai 100 bahagian Fungsi P ialah menutup rahang dengan lebih cepat Boleh diguna untuk menentukan diameter dalam sebuah bikar Kejituannya ialah sehingga 0.001 cm

Rajah menunjukkan sebuah angkup vernier digunakan untuk mengukur diameter luar sebuah tabung didih.Rajah (a) merupakan keadaan angkup vernier semasa rahangnya rapat dan rajah(b) merupakan keadaan angkup vernier semasa diletakkan tabung didih .

17 Kuantiti Tebal sekepin g duit syiling Panjang buku latihan Diamete r dalam bikar

Alat Pengukur

Kejituan(c m)

(a) Apakah fungsi bahagian berlabel P? ....................................................... ...................... (b) Berapakah nilai satu senggatan kecil pada skala verniernya? ....................................................... ...................... (c) Nyatakan diameter tabung didih itu dalam unit meter.

(d) Nyatakan dua kelebihan menggunakan angkup vernier berbanding dengan pembaris meter untuk mengukur diameter sebuah tabung didih.

Rajah di atas menunjukkan sebuah tolok skru mikrometer yang digunakan untuk menentukan tebal sekeping kertas. (a) Berapa kali pusingankah skala N telah berputar?

................................................. ................... ................................................. ...................

(b) Tentukan tebal sehelai kertas dalam unit cm.

................................................. ................... ................................................. ................... (e) Semasa mengukur diameter tabung didih,adalah dicadangkan bahawa ukuran dibuat beberapa tempat disepanjang tabung didih. Mengapa? ................................................. ................... ................................................. ................... ................................................. ................... ................................................. ...................

(c) Namakan M dan nyatakan fungsinya. ................................................. ................... ................................................. ................... ................................................. ................... (d) Sebelum alat ini diguna apakah satu langkah penting perlu dilakukan supaya ukuran yang akan dibuat adalah lebih jitu. ................................................. ................... ................................................. ...................

19 (e) Nyatakan dua perbezaan yang terdapat di antara tolok skru mikrometer dengan angkup vernier. ................................................. ................... ................................................. ...................

................................................. ................... ....................................................... ........ 20 (a) sesuai

Nyatakan alat-alat yang untuk mengukur kuantitikuantiti berikut dan nyatakan juga darjah kejituannya. (i) Panjang meja (ii) diameter alas bebola (iii) diameter dalam tabung

didih.

(b) Huraikan struktur sebuah tolok skru mikrometer.Berikan dua kelebihan menggunakan tolok skru mikrometer daripada angkup vernier. 21 Terangkan bagaimanakah dapat anda menganggar kuantitikuantiti berikut:(a) Tinggi pokok ketika ada cahaya matahari (b) Tinggi tiang bendera di sekolah anda pada hari mendung (c) Lebar sebatang sungai