Setiap alat pengukur mempunyai bahagian terkecil, dan bahagian itu menetapkan had apa yang boleh dibacanya. Pembaris meter berskala milimeter, jadi ia boleh dibaca sehingga kira-kira 0.1 cm. Angkup vernier menambah skala gelongsor yang membolehkan bacaan sehingga 0.01 cm, dan tolok skru mikrometer mencapai 0.01 mm.
Sebabnya terletak pada reka bentuk. Setiap bahagian skala vernier sedikit lebih pendek daripada skala utama, jadi garis yang paling sejajar memberitahu pecahan tambahan sesuatu bahagian. Mikrometer memutar ulir skru halus, menukar putaran besar kepada gerakan ke hadapan yang amat kecil.
Jadi anda memilih alat mengikut tugas: pembaris untuk panjang buku, angkup vernier untuk diameter tabung uji, mikrometer untuk ketebalan dawai.
Dalam SPM, anda patut memilih alat yang betul bagi sesuatu saiz dan menyatakan bacaan mengikut kepersisan yang dibenarkannya.
Salah faham biasa
- Alat yang lebih mahal sentiasa lebih persis -> Kepersisan datang daripada bahagian terkecil dan reka bentuk, bukan harga.
- Pembaris meter boleh dibaca sehingga 0.001 cm jika ditatap betul-betul -> Anda tidak boleh membaca melebihi satu digit anggaran selepas bahagian terkecil.
- Ralat sifar boleh diabaikan -> Angkup atau mikrometer yang mempunyai ralat sifar mesti dibetulkan, jika tidak setiap bacaan tersasar dengan nilai yang sama.
Fizik di sebaliknya
Kepersisan angkup vernier datang daripada reka bentuk skala yang bijak, bukan daripada ukiran yang lebih halus. Alat ini mempunyai skala utama tetap dalam milimeter dan satu skala vernier gelongsor yang pendek.
Pada angkup biasa, 10 bahagian vernier dibuat menjangkau tepat 9 mm, jadi setiap bahagian vernier ialah 0.9 mm panjang, iaitu 0.1 mm lebih pendek daripada satu milimeter skala utama.
Jurang 0.1 mm itulah bacaan terkecil (pemalar vernier): panjang terkecil yang boleh dibaca angkup, bersamaan 0.1 mm atau 0.01 cm. Anda membaca milimeter penuh daripada skala utama, kemudian mencari garis vernier yang paling sejajar dengan garis skala utama untuk menambah perseratus tambahan.
Andaikan skala utama membaca 2.1 cm tepat sebelum sifar vernier, dan garis vernier ke-3 bertepatan dengan tanda skala utama. Maka:
bacaan = 2.1 cm + (3 × 0.01 cm) = 2.13 cm
Pembaris meter, yang bertanda hanya setiap 1 mm, tidak sekali-kali dapat membaca 0.03 cm terakhir itu; skala gelongsor itulah yang menjadikannya mungkin.
Lihat dalam kehidupan harian
Bayangkan membeli bolt ganti di kedai perkakasan. Bolt lama itu kelihatan lebih kurang 8 mm lebarnya, tetapi 'lebih kurang 8 mm' tidak memadai: bolt 8.2 mm tidak akan masuk ke lubang 8.0 mm.
Pembaris meter hanya dapat memberitahu diameternya antara 8 mm dan 9 mm, kerana bahagian terkecilnya ialah 1 mm.
Katupkan rahang angkup vernier perlahan-lahan pada batang bolt itu, dan skala gelongsor membolehkan anda membaca diameter sehingga 0.01 cm terdekat, katakan 0.82 cm. Kini anda boleh memadankannya dengan nat yang betul dengan yakin.
Bacaan lebih halus yang sama penting apabila mengukur diameter guli kaca atau lebar dalam paip kecil, tempat rahang dalam angkup boleh mencapai ke dalam dan rod kedalaman memeriksa lubang buntu. Pembaris tidak dapat menekan rata pada permukaan melengkung atau menyelit masuk ke dalam tiub, jadi bacaannya kasar dan mudah tersilap.
Angkup vernier direka khas untuk panjang yang kecil dan janggal seperti inilah.
Bagaimana ia muncul dalam SPM
Dalam Kertas 2, ini muncul dengan kata perintah seperti nyatakan bahagian terkecil atau kepersisan angkup vernier, huraikan cara mengukur sesuatu objek dengannya, baca atau tentukan sesuatu nilai daripada rajah skala, dan terangkan mengapa satu alat dipilih berbanding alat lain bagi sesuatu panjang.
Dalam bab Pengukuran, ia berkait rapat dengan tolok skru mikrometer, yang membaca panjang lebih halus lagi, dan dengan pembaris meter untuk objek lebih besar. Ia terhubung dengan ralat sifar dan pembetulannya, kerana bacaan angkup hanya boleh dipercayai setelah sebarang ralat sifar diambil kira.
Ia juga berkait dengan kejituan, kepersisan dan kepekaan serta menyatakan jawapan dalam bilangan angka bererti yang betul.
Satu cara kerap untuk membandingkan alat ialah mewajarkan pilihan angkup vernier bagi diameter beberapa sentimeter berbanding pembaris meter. Melatih bacaan skala sebenar, termasuk pembetulan ralat sifar, menyiapkan anda untuk soalan sebegini.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)