Soal Fisika : Besaran dan Pengkuran (Full Pembahasan)

Untuk lebih memahami materi tentang besaran dan pengukuran yang dipelajari di kelas 10 pada kesempatan kali ini kami akan memaparkan beberapa soal. Soal – soal yang ada di bawah ini sudah disertai pembahasannya dan dihimpun dari berbagai sumber. Selamat menikmati

Soal nomor 1
Notasi ilmiah dari bilangan 0,000 000 022 348 adalah ....
A. 22,348 x 10^-9
B. 22,348 x 10^-10
C. 2,23 x 10^-5
D. 2,2348 x 10^-8
E. 2,2348 x 10^-9
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 1:

Bilangan pokok untuk menuliskan notasi ilmiah adalah antara 1 – 9,999. Sehingga angka di atas jika di tulis menggunakan notasi ilmiah memiliki bilangan pokok 2,2348 dengan tanda koma bergeser ke kanan (semakin berkurang pangkatnya) sebanyak 8 langkah. Jadi penulisan notasi ilmiahnya yang benar adalah 2,2348 x 10^-8

Soal nomor 2
Panjang sebatang paku diukur dengan jangka sorong adalah 58,80 mm. Hasil pengukuran tersebut ditulis dengan sistem eksponensial (notasi ilmiah) adalah ....
A. 5,890 x 10¹ mm
B. 5,89 x 10¹ mm
C. 5,9 x 10¹ mm
D. 5,890 x 10² mm
E. 5,89 x 10² mm
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 2:

Bilangan pokok untuk menuliskan notasi ilmiah adalah antara 1 – 9,999. Sehingga angka di atas jika di tulis menggunakan notasi ilmiah memiliki bilangan pokok 5,880 dengan tanda koma bergeser ke kiri (semakin bertambah pangkatnya) sebanyak 1 langkah. Jadi penulisan notasi ilmiah yang benar adalah 5,880 x 10¹ mm = 5,89 x 10¹ mm (memiliki 2 angka di belakang tanda koma)

Soal nomor 3
Dua buah pelat besi diukur dengan menggunakan jangka sorong, hasilnya digambarkan sebagai berikut:

Selisih tebal kedua pelat besi tersebut adalah ....
A. 0,3 mm
B. 0,6 mm
C. 0,7 mm
D. 0,8 mm
E. 1,7 mm
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 3:

Membaca hasil pengukuran jangka sorong, perlu diperhatikan Skala Utama (SU) dan Skala Nonius (SN) seperti gambar berikut :

Gambar 1
Pembacaan Skala Utama = 2,4 cm
Pembacaan Skala Nonius = 1 x 0,01 = 0,01 cm
Hasil pengukuran = 2,4 + 0,01
H₁ = 2,41 cm
Gambar 2
Pembacaan Skala Utama = 2,3 cm
Pembacaan Skala Nonius = 4 x 0,01 = 0,04 cm
Hasil pengukuran = 2,3 + 0,04
H₂ = 2,34 cm
Selisih hasil pengukuran
∆H = 2,41 – 2,34
∆H = 0,07 cm
∆H = 0,7 mm

Soal nomor 4
Pada saat melakukan pengukuran dengan menggunakan jangka sorong, seorang siswa mengukur dimensi balok tinggi, dan lebar dengan hasil pengukuran sebagai berikut:

Volume balok tersebut sesuai kaidah angka penting adalah ....
A. 176 cm³
B. 176,0 cm³
C. 176,2 cm³
D. 176,28 cm³
E. 176,282960 cm³
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 4:

Sama dengan soal sebelumnya, Membaca hasil pengukuran jangka sorong, perlu diperhatikan Skala Utama (warna merah) dan Skala Nonius (warna biru) seperti gambar berikut :

Gambar kiri
Pembacaan Skala Utama = 4,2 cm
Pembacaan Skala Nonius = 9 x 0,01 = 0,09 cm
Hasil pengukuran = 4,2 + 0,09
H₁ = 4,29 cm (3 angka penting)
Gambar tengah
Pembacaan Skala Utama = 5,6 cm
Pembacaan Skala Nonius = 6 x 0,01 = 0,06 cm
Hasil pengukuran = 5,6 + 0,06
H₂ = 5,66 cm (3 angka penting)
Gambar kanan
Pembacaan Skala Utama = 7,2 cm
Pembacaan Skala Nonius = 6 x 0,01 = 0,06 cm
Hasil pengukuran = 7,2 + 0,06
H₃ = 7,26 cm (3 angka penting)
Sehingga volume dari balok tersebut dapat ditentukan sebagai berikut:
V = 4,29 x 5,66 x 7,26
Hasil perkaliannya harus terdiri dari 3 angka penting, sehingga tanpa mengetahui hasil perhitungannya, kita dapat mengetahui bahwa pilihan yang terdiri dari 3 angka penting hanya pilihan A

Soal nomor 5
Gambar sekelompok siswa melakukan percobaan gotri menggunakan mikrometer sekrup seperti gambar berikut ini maka hasil pengukuran yang dilakukan siswa adalah ....

	Besaran	Hasil
A.	Jari-jari	9,40 mm
B.	Diameter	9,40 mm
C.	Lebar	9,54 mm
D.	Jari-jari	9,54 mm
E.	Diameter	9,90 mm

Kunci jawaban: "E"

pembahasan soal nomor 5:

Perhatikan bahwa yang diukur adalah gotri (berbentuk bulat) sehingga jelas mikrometer tersebut mengukur diameter dari gotri (perhatikan pilihan B dan E). untuk menentukan hasil pengukuran mikrometer perhatikan skala utama (warna merah) dan skala putar (warna biru) seperti pada gambar berikut:

Skala utama = 9,5 mm
Skala putar = 40 x 0,01 = 0,4 mm
Hasil pengukuran = 9,5 + 0,4
Hasil = 9,9 mm

Soal nomor 6
Hasil pengukuran ketebalan sebuah pelat kayu tipis dengan menggunakan mikrometer sekrup sebesar 2,92 mm. Gambar di bawah ini yang menunjukkan hasil pengukuran tersebut adalah ....

Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 6:

Hasil pengukuran 2,92 mm, itu merupakan penjumlahan dari 2,5 + 4,2 dimana 2,5 adalah skala utama dan 4,2 merupakan skala putar. Dari skala putarnya maka kita dapat mengetahui bahwa hanya jawaban B dan D , dan dari skala utamanya jawaban yang benar hanya B

Soal nomor 7
Hasil pengukuran diameter pipa kecil dengan menggunakan mikrometer sekrup ditunjukkan gambar di bawah ini. Hasil pengukurannya adalah ....

A. 7,50 mm
B. 7,55 mm
C. 7,75 mm
D. 7,90 mm
E. 8,00 mm
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 7:

Hasil pengukuran : SU + SP Hasil pengukuran : 7,5 + (25 x 0,01) Hasil pengukuran : 7,5 + (0,25 ) Hasil pengukuran : 7,75 mm

Soal nomor 8
Suppose speed of light (c), force (F) and kinetic energi (K) are taken as the fundamental units, then the dimensional formula for mass will be...
A. [Kc^-2]
B. [cK^-2]
C. [KF^-2]
D. [Fc^-2]
Kunci jawaban: "A"

pembahasan soal nomor 8:

Berdasarkan soal diketahui
Kecepatan cahaya (c) satuannya m.s^-1 dimensinya [LT^-1]
Gaya (F) satuannya N atau kgm.s^-2 dimensinya [MLT^-2]
Energi kinetik (K) satuannya J atau kgm²s^-2 dimensinya [ML²T^-2]
Persamaan massa?
Dengan menggunakan analisis dimensi kita dapat menuliskan persamaan umumnya yakni
m = kc^xF^yK^z
dimana k adalah konstanta dimensi,
[M] = [LT^-1]^x [MLT^-2]^y [ML²T^-2]^z
[M] = [M]^y+z [L]^x+y+2z [T]^-x-2y-2z
Dari persamaan di atas kita dapat menulis
y + z = 1 ... (1)
x + y + 2z = 0 ... (2)
–x – 2y – 2z = 0 ... (3)
Dengan menambahkan persamaan (2) dan (3) kita dapatkan
y = 0
sehingga
z = 1
x = -2
maka persamaan umumnya menjadi
m = kc^xF^yK^z
m = [Kc^-2]

Soal nomor 9
The dimension of magnetic flux is ....
A. MLT^-1A^-1
B. ML^-1TA^-2
C. ML^-2T^-2A^-2
D. ML^-2T^-2A^-1
Kunci jawaban: "D"

pembahasan soal nomor 9:

Persamaan fluks magnetik adalah
ϕ = B x A
ϕ = T x m² → (T = kgA^-1s^-1)
ϕ = kgA^-1s^-2 m²
jadi dimensi dari fluks magnetik adalah
ϕ = [M][L]²[T]^-2[A]^-1

Soal nomor 10
If dimensions of length are expressed as G^x c^y h^z, where G, c, and h are the universal gravitational constant, speed of light and Planck’s constant respectively, then
A. x = 1/2, y = 1/2, z = 1/2
B. x = 1/2, y = -3/2, z = 1/2
C. x = 3/2, y = 1/2, z = ½
D. x = -1/2, y = -1/2, z = -1/2
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 10:

berdasarkan soal dapat diketahui
“G” adalah konstanta umum gravitasi dengan satuan m³ kg^-1 s^-2 dan dimensinya [L³M^-1T^-2]
“c” adalah cepat rambat cahaya dengan satuan ms^-1 dan dimensinya [LT^-1]
“h” adalah konstanta planck dengan satuan kgm²s^-1 dan dimensinya [ML²T^-1]
Dengan menggunakan analisis dimensi kita dapat menuliskan persamaan umum panjang (L) sebagai berikut
L = kG^xc^yh^z
Dimana k adalah konstanta dimensi,
[L] = [L³M^-1T^-2]^x [LT^-1]^y [ML²T^-1]^z
[L] = [L]^3x+y+2z [M]^-x+z [T]^-2x-y-z
Dari persamaan di atas kita dapat menuliskan
3x + y + 2z = 1 ... (1)
-x + z = 0 ... (2)
-2x – y – z = 0 ...(3)
Berdasarkan persamaan (2) kita dapatkan bahwa
x = z ... (4)
jika kita jumlahkan persamaan (1) dan (3) kita dapatkan
x + z = 1 ... (5)
maka
x + x = 1
2x = 1
x = ½
z = ½
y = -3/2

Soal nomor 11
The dimensions of a/b in the equation P = (a – t²)/bx, where P is pressure, x is distance and t is time are ....
A. [M²LT^-3]
B. [ML⁰T^-2]
C. [ML³T^-1]
D. [M⁰LT^-3]
Kunci jawaban: "B"

pembahasan soal nomor 11:

Berdasarkan soal maka dapat diketahui
“P” adalah tekanan dengan satuan kg m^-1 s^-2 dan dimensi [M][L]^-1[T]^-2
“x” adalah jarak dengan satuan m dan dimensi [L]
“t” adalah waktu dengan satuan s dan dimensi [T]
Perhatikan persamaan
P = (a – t²) / bx
Karena “a” dikurangi dengan t², maka besaran “a” memiliki satuan yang sama dengan satuan t2 yang memiliki dimensi [T]²
(ingat, agar besaran bisa dikurangi atau dijumlahkan satuannya atau dimensinya harus sama)
Sehingga kita dapat menentukan dimensi dari “b” dengan melakukan analisis dimensi pada persamaan tersebut seperti berikut

Soal nomor 12
The mass of a block is 87,2 g and its volume is 25 cm³. Its denstity upto correct significant figure is ...
A. 3,488 g.cm^-3
B. 3,48 g.cm^-3
C. 3,5 g.cm^-3
D. 3,4 g.cm^-3
Kunci jawaban: "C"

pembahasan soal nomor 12:

Berdasarkan soal dapat diketahui
m = 87,2 g (3 angka penting)
V = 25 cm³ (2 angka penting)
Massa jenis (ρ) ... ?
ρ = m : V
ρ = 87,2 : 25
ρ = 3,488 g/cm³
untuk perkalian dan pembagian sesuai dengan aturan angka penting, maka hasilnya mengikuti jumlah angka penting yang paling sedikit (2 angka penting), sehingga hasil perhitungan massa jenis di atas ditulis dalam 2 angka penting manjadi
ρ = 3,5 g/cm³