Alat Ukur Panjang Mistar, Jangka Sorong, Mikrometer dan Cara Menggunakannya


Alat Ukur Panjang dan Cara Menggunakannya

Pada artikel kali ini, kita akan membahas tentang beberapa macam alat ukur panjang beserta cara penggunaannya. Alat ukur yang akan dibahas antara lain mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Alat-alat tersebut memperlihatakan tingkat ketelitian pengukuran yang berbeda-beda. Adapun alat ukur yang paling teliti di antara ketiga alat tersebut adalah mikrometer sekrup diikuti oleh jangka sorong, dan yang kurang teliti adalah mistar. 

A. Mistar
Cara mengukur dengan mistar atau meteran sangat sederhana yaitu: (a) tempatkan satu ujung mistar tepat sejajar dengan salah satu ujung benda yang akan diukur; (b) Baca skala pada mistar yang berimpitan dengan ujung kedua benda. Skala tersebut mengungkapkan panjang benda yang diukur. Gambar 1 adalah ilustrasi pengukuran dengan mistar dan Gambar 2 adalah contoh pengukuran keliling dengan mistar gulung.

Gambar 1. (atas) Mengukur panjang buku dengan mistar. Ujung kanan buku dan ujung kanan mistar sejajar. Skala pada mistar yang sejajar dengan ujung kiri buku menyatakan panjang buku. (bawah) Mengkur tebal buku dengan mistar. Ujung bawah buku dan ujung bawah mistar sejajar. Skala pada mistar yang sejajar dengan ujung atas buku menyatakan tebal buku.

Kita juga mendefinisikan besaran yang dinamakan nilai skala terkecil (NST). NST suatu alat ukur adalah jarak antara dua skala berdekatan pada alat ukur. Gambar 3 adalah nilai skala terkecil sejumlah alat ukur. Alat ukur dengan NST sangat kecil merupakan alat yang sangat presisi. Biasanya makin kecil NST alat ukur (makin presisi) maka makin mahal harga alat tesebut. Alat dengan NST kecil juga merupakan alat yang sensitif. Makin kecil NST maka makin sensitif alat tersebut.
Gambar 2. Mengukur keliling lingkaran pohon dengan mistar gulung. Mistar gulung sangat berguna untuk mengukur keliling benda karena dapat dililitkan pada benda yang diukur. Mistar gulung merupakan alatan utama para tukang jahit karena sering mengukur keliling bagian badan orang ketika akan menjahit pakaian.
Gambar 3. Nilai skala terkecil sejumlah alat ukur. (kiri) adalah neraca analitik digital. Berdasarkan skala yang terlihat kita simpulkan bahwa NST adalah 0,00001 g. (kanan atas) gelas ukur dengan NST 1 ml. (kanan bawah) speedometer kendaraan dengan NST 5 mph (untuk skala luar) atau 10 km/h untuk skala dalam

B. Jangka Sorong
Mistar yang sering kita pakai memiliki skala terkecil 1 mm. Alat ukur panjang yang lebih teliti adalah jangka sorong. Jangka sorong dapat mengukur hingga ketelitin 0,1 mm. Bahkan, jangka sorong terbaru dapat mengukur hingga ketelitian 0,02 mm. Contoh jangka sorong tampak pada Gambar 4.
Gambar 4. Sejumlah bentuk jangka sorong. Semua jangka sorong memiliki skala pada batang tetap. Skala ini dikenal dengan skala utama. Bagian yang digeser juga memiliki skala. Skala pada bagian yang digeser bermacammacam. Ada yang digores langsung pada bagian yang digeser (kiri atas), ada yang berupaka skala jarum (kanan atas), atau skala digital (bawah) (dari berbagai sumber
Cara penggunaan jangka sorong ada yang mudah dan ada yang agak sulit. Jangka sorong jenis lama, seperti pada Gambar 4 (kiri atas) memiliki skala goresan pada bagian yang digeser. Skala ini sering disebut skala nonius atau vernier. Ketika menentukan panjang benda maka dua skala yang harus dibaca sekaligus. Jangka sorong terbaru, yaitu jangka sorong digital (Gambar 4 bawah) sangat mudah penggunaanya. Panjang benda langsung tertera pada layar.

Kita akan mempelajari cara membaca jangka sorong jenis lama. Jangka sorong tersebut memiliki skala nonius berupa goresan pada bagian yang digeser. Cara membaca skala jangka sorong terebut sebagai berikut.

1) Amati, berapa nilai terkecil skala nonius (lihat Gambar 5.).
Gambar 5. Bermacam-macam skala pada jangka sorong. (atas) nilai skala terkecil adalah 0,1 mm, (tengah) nilai skala terkecil adalah 0,05 mm, dan (bawah) nilai skala terkecil adalah 0,02 mm (dari berbagai sumber)
  • Jika jumlah skala ninius adalah 10 maka nilai terkecil skala tersebut adalah 1 mm/10 = 0,1 mm (Gambar 5 atas)
  • Jika jumlah skala ninius adalah 20 maka nilai terkecil skala tersebut adalah 1 mm/20 = 0,05 mm (Gambar 5 tengah)
  • Jika jumlah skala ninius adalah 50 maka nilai terkecil skala tersebut adalah 1 mm/50 = 0,02 mm (Gambar 5 bawah)

2) Amati skala utama yang tepat dilewati skala nol nonius.
  • Pada Gambar 5 atas, skala utama yang tepat dilewati adalah 40 mm + 2 mm = 42 mm
  • Pada Gambar 5 tengah, skala utama yang tepat dilewati adalah 5 mm
  • Pada Gambar 5 bawah, skala utama yang tepat dilewati adalah 37 mm

3) Tentukan skala nonius ke berapa yang tepat berimpit dengan skala utama (lihat Gambar 6)

Gambar 6. Skala nonius yang tepat berimpit dengan skala utama ditunjukkan dengan anak panah
  • Pada Gambar 6 atas, skala ninius ke-7 berimpit dengan skala utama
  • Pada Gambar 6 tengah, skala ninius ke-10 (angka 5 di skala noniu) berimpit dengan skala utama
  • Pada Gambar 6 bawah, skala ninius ke-23 berimpit dengan skala utama
4) Hitung kelebihan panjang yang dinyatakan oleh skala nonius
  • Pada Gambar 6 atas, kelebihan panjang adalah 7 x 0,1 mm = 0,7 mm
  • Pada Gambar 6 tengah, kelebihan panjang adalah 10 x 0,05 mm = 0,50 mm
  • Pada Gambar 6 bawah, kelebihan panjang adalah 23 x 0,02 mm = 0,46 mm.
5) Panjang benda yang diukur adalah panjang yang ditunjukkan skala utama + kelebihan panjang yang ditunjukkan skala nonius.
  • Pada Gambar 6 atas, panjang benda = 42 mm + 0,7 mm = 42,7 mm
  • Pada Gambar 6 tengah, panjang benda = 5 mm + 0,5 mm = 5,50 mm
  • Pada Gambar 6 bawah, panjang benda = 37 mm + 0,46 mm = 37,46 mm.

C. Mikrometer

Hasil pengukuran panjang yang lebih teliti lagi dapat diperoleh dengan menggunakan mikrometer. Mikrometer sekrup dapat mengukur hingga ketelitian 0,01 mm. Namun, jangkauan panjang pengukuran yang dapat dilakukan sangat terbatas. Beberepa mikrometer hanya mampu mengukur hingga panjang maksimum sekitar 1 inci. Gambar 7 adalah beberapa contoh mikrometer yang digunakan orang. Hasil pengukuran dapat diperoleh dengan membaca dua skala yang ada pada batang mikrometer atau bisa juga dibaca dari jarum penunjuk atau angka digital pada display.
Gambar 7. Berbagai macam mikrometer. (atas) mikrometer analog biasa di mana hasil pengukuran semuanya dibaca di gagang dan skala putar. (tengah) mikrometer analog yang memiliki skala nonius dalam bentuk jarum. (bawah) mikrometer digital yang sangat mudah dalam pembacaan. Mikrometer ini memiliki sekrup yang sangat halus. Putaran sekrup satu putaran hanya menggeser gagang kurang dari setengah milimeter. Karena itulah mikrometer ini sering disebut mikrometer sekrup
Pada bagian ini kita mencoba mempelajari cara membaca panjang pengukuran menggunakan mikrometer sekrup berdasarkan dua skala pada batangan. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa, skala tetap berada pada batang tetap. Jarak antar skala ini adalah 0,5 mm (jarak antara skala atas dan bawah berdekatan). Di sebelahnya ada skala pada silinder berputar. Jumlah skala ini ada 50 buah. Setiap memutar silinder satu putaran penuh, maka silinder bergeser sejauh 0,5 mm (bergeser dari skala atas ke skala bawah di batang tetap). Dengan demikian, pergeseran satu skala pada silinder putar sama sama dengan panjang 0,5 mm/50 = 0,01 mm. Dengan demikian, mikrometer sanggup mengukur hingga panjang

Cara membaca panjang pengukuran dengan mikrometer cukup sederhana.
Gambar 8. Berbagai maca Skala Mikrometer Sekrup

  • Amati skala tetap yang telah dilewati oleh silinder putar. Pada Gambar 8, skala tetap yang dilewati silinder putar adalah 5,5 mm
  • Amati skala pada silinder putar yang tepat berimpit dengan garis horizontal pada batang tetap. Pada Gambar 1.23 skala ke-28 pada silinder putar berimpit dengan garis horizontal skala tetap.
  • Pertambahan panjang yang ditunjukkan oleh skala silinder putar adalah 28 x 0,01 mm = 0,28 mm
  • Panjang pengukuran = skala tetap yang dilewati + pertambahan panjang pada silinder putar

Berdasarkan Gambar 1.23, panjang pengukuran = 5,5 mm + 0,28 mm = 5,78 mm



Referensi
A. Mikrajuddin. 2016. Fisika Dasar 1. Penerbit: Institut Teknologi Bandung
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker. 2011. Fundamental of Physics. 9th Edition. Penerbit: John Wiley & Sons