Latihan Fisika Kelas X Angka Penting
# 8
Pilgan

Sebuah gaya FF mendatar dikerjakan pada sebuah benda di atas lantai datar hingga benda tersebut berpindah sejauh ss. Besar gaya FF tercatat (10,0±0,04)N\left(10,0\pm0,04\right)\text{N} dan perpindahan ss adalah (9,0±0,1) m\left(9,0\pm0,1\right)\ \text{m}. Jika besar usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan benda adalah W=FsW=Fs, maka dengan mengetahui ketidakpastian disipasi usaha (ΔW)\left(\Delta W\right) dapat dilaporkan hasil perhitungan usaha WW menjadi ....

A

W=(90±1,35)JW=\left(90\pm1,35\right)\text{J}

B

W=(90±1,5)JW=\left(90\pm1,5\right)\text{J}

C

W=(90,0±1,4)JW=\left(90,0\pm1,4\right)\text{J}

D

W=(90,0±0,015)JW=\left(90,0\pm0,015\right)\text{J}

E

W=(90±0,14)JW=\left(90\pm0,14\right)\text{J}

Pembahasan:

Diketahui:

Besar gaya FF (10,0±0,04)N\left(10,0\pm0,04\right)\text{N}

Besar perpindahan ss (9,0±0,1) m\left(9,0\pm0,1\right)\ \text{m}

Besar usaha W=FsW=Fs

Ditanyakan:

Penulisan laporan perhitungan usaha WW ?

Jawab:

Bentuk persamaan usaha adalah W=FsW=Fs

Ketidakpastian untuk kasus perkalian dan eksponen dengan bentuk fungsi z=xyz=xy memiliki persamaan Δzz0=Δxx0+Δyy0\frac{\Delta z}{z_0}=\left|\frac{\Delta x}{x_0}\right|+\left|\frac{\Delta y}{y_0}\right|, dengan

F=(F0±ΔF)F=\left(F_0\pm\Delta F\right) F=(10,0±0,04) N\Leftrightarrow F=\left(10,0\pm0,04\right)\ \text{N}

dan s=(s0±Δs)s=\left(s_0\pm\Delta s\right) s=(9,0±0,1) m\Leftrightarrow s=\left(9,0\pm0,1\right)\ \text{m}

Penyelesaiannya menjadi:

ΔWW0=ΔFF0+Δss0\frac{\Delta W}{W_0}=\left|\frac{\Delta F}{F_0}\right|+\left|\frac{\Delta s}{s_0}\right|

=0,0410,0+0,19,0=\left|\frac{0,04}{10,0}\right|+\left|\frac{0,1}{9,0}\right|

=0,004+0,011=\left|0,004\right|+\left|0,011\right|

=0,015=0,015=\left|0,015\right|=0,015

ketidakpastian relatif =ΔWW0×100%=\frac{\Delta W}{W_0}\times100\%

=0,015×100%=1,5%=0,015\times100\%=1,5\%

Ketidakpastian relatif 1,5% (dekat dengan 1%) berhak atas 3 angka penting.

W0=FsW_0=Fs

=(10)(9)=\left(10\right)\left(9\right)

=90=90,0 J=90=90,0\ \text{J} (3 angka penting)

Ketidakpastian disipasi usaha ΔW\Delta W dapat dicari dengan:

ΔWW0=ΔFF0+Δss0\frac{\Delta W}{W_0}=\left|\frac{\Delta F}{F_0}\right|+\left|\frac{\Delta s}{s_0}\right|

ΔW90,0=1,5%\frac{\Delta W}{90,0}=1,5\%

ΔW=1,5%×90,0=1,35 J\Delta W=1,5\%\times90,0=1,35\ \text{J}

Hasil perhitungan usaha dapat dilaporkan menjadi:

W=W0±ΔWW=W_0\pm\Delta W

=(90,0±1,35)J=\left(90,0\pm1,35\right)\text{J}, agar nilai WWtetap mengandung 3 angka penting, maka 1,35 dibulatkan menjadi 1,4

=(90,0±1,4)J=\left(90,0\pm1,4\right)\text{J}

Jadi, penulisan laporan perhitungan usaha W=(90,0±1,4)JW=\left(90,0\pm1,4\right)\text{J}