Soal dan pembahasan Pengukuran Besaran dan Satuan 

Materi soal meliputi pengukuran, penerapan penggunaan alat ukur. besaran ( pokok dan turunan), satuan , angka penting, besaran skalar dan besaran vektor.

1 – 10 Soal Besaran dan Satuan beserta Kunci Jawaban

1. Diantara kelompok besaran berikut, yang termasuk kelompok besaran pokok dalam system Internasional adalah ….

A. Suhu, volume, massa jenis dan kuat arus

B. Kuat arus, panjang, waktu,  dan massa jenis

C. Panjang, luas, waktu dan jumlah zat

D. Kuat arus, intersitas cahaya, suhu, waktu

E. Intensitas cahaya, kecepatan, percepatan, waktu

Pembahasan

besaran pokok dalam Sistem Internasional :

• panjang
• massa
• waktu
• intensitas cahaya
• jumlah zat
• suhu

Jawaban : D

2. Perhatikan tabel berikut!

No	Besaran	Satuan dalam SI
1	Jumlah zat	Mole
2	Suhu	Celcius
3	Waktu	Sekon
4	Panjang	Km
5	Massa	Gram

Pasangan yang benar adalah ……

A. 1 dan 2

B. 1 dan 3

C. 2 dan 3

D. 2 dan 4

E. 3 dan 5

Jawaban : B

3. Dibawah ini yang merupakan satuan besaran pokok adalah …

A. Newton ,Meter, Sekon

B. Meter, Sekon, Watt

C. Kilogram, Kelvin, Meter

D. Newton, Kilogram, Kelvin

E. Kelvin, Joule, Watt

Pembahasan

Ada 7 besaran pokok, yaitu:

• Panjang (Satuan: meter, m. Dimensi: L)
• Massa (Satuan: kilogram, kg. Dimensi: M)
• Waktu (Satuan: detik, s. Dimensi: T)
• Suhu (Satuan: Kelvin, K. Dimensi: θ)
• Kuat arus listrik (Satuan: Ampere, A. Dimensi: I)
• Intensitas cahaya (Satuan: Candela. Dimensi: J)
• Jumlah molekul (Satuan: mol. Dimensi: N)

Jawaban : C

4. Kelompok besaran di bawah ini yang merupakan kelompok besaran turunan adalah …

A. Panjang lebar dan luas

B. Kecepatan, percepatan dan gaya

C. Kuat arus, suhu dan usaha

D. Kecepatan, berat dan suhu

E. Intensitas cahaya, banyaknya mol dan volume

Pembahasan

Besaran ini yang merupakan besaran turunan adalah

• Berat benda tersebut (dalam satuan newton)
• Tekanan yang disebabkan benda pada permukaan (dalam satuan pascal)
• Massa jenis benda tersebut (dalam satuan kg/m3)
• Kalor jenis benda tersebut (dalam satuan /c)
• Percepatan gravitasi yang dialami benda (dalam satuan m/s2)  
• Kecepatan benda (dalam satuan m/s)
• Tegangan listrik (dalam satuan Volt)

Jawaban : B

5. Sebuah sepeda motor bergerak dengan kecepatan sebesar 72 km/jam jika dinyatakan dalam satuan Internasional (SI)  maka kecepatan sepeda motor adalah …

A. 36 ms-1

B. 30 ms-1

C. 24 ms-1 

D. 20 ms-1

E. 15 ms-1

Pembahasan

72 km = 72 x 1.000 m= 72.000 m  

1 jam = 1 x 3.600 sekon = 3.600 s  

72 km/jam = 72.000 m : 3.600 s = 20 m/s

Jadi, kecepatan sepeda motor yang dinyatakan dalam SI adalah 20 m/s

Jawaban : D

6. Besaran pokok panjang dapat diturunkan menjadi …

A. volume dan daya

B. volume dan kuat arus listrik

C. luas dan volume

D. luas dan tegangan

E. tinggi dan kecepatan

Pembahasan

Besaran pokok panjang dapat diturunkan menjadi luas dan volume . Satuan panjang adalah meter, sedangkan luas dan volum adalah m² dan m³. Luas dan volum termasuk besaran turunan.

Jawaban : C

7. Sebuah pipa berbentuk silinder berongga dengan diameter dalam  1,6  mm dan diameter luar 2,1 mm. Alat yang tepat untuk mengukur diameter dalam pipa tersebut adalah…

A. Mistar

B. Altimeter

C. Mikrometer

D. Jangka Sorong 

E. Amperemeter

Pembahasan

Jangka sorong adalah alat ukur yang mampu mengukur jarak, kedalaman, maupun ‘diameter dalam’ suatu objek dengan tingkat akurasi dan presisi yang sangat baik (±0,05 mm)

Jawaban : D

8. Hasil pengukuran panjang dan lebar suatu bidang persegi panjang masing-masing 12,73 cm dan 6,5 cm. Menurut aturan penulisan angka penting, luas bidang  tersebut adalah ……

A. 82,74 cm2

B. 82,745 cm2

C. 82,75 cm2

D. 82,,8 cm2

E. 83 cm2

Pembahasan

p = 12,73 cm ⇒ 4 angka penting

l = 6,5 cm ⇒ 2 angka penting

Dit: Luas…?

L = p x l

L = 12,73 x 6,5

L = 82,745 cm²

Berdasarkan aturan angka penting, Luas harus terdiri dr 2 angka penting (berdasarkan jumlah AP yg paling sedikit).

Jadi Luas persegi = 83 cm³

Jawaban : E

9. Luas suatu Bujur sangkar adalah 26,5 cm2, mka panjang salah satu sisinya adalah…

A. 5,1478 cm

B. 5,148 cm

C.  5,15 cm

D.  5,2 cm

E. 5,1 cm

Pembahasan

luas = s x s

26,5 cm² = s²

s =√26,5

s= 5,15 cm

Jawaban : C

9. Seorang siswa mengukur diameter sebuah lingkaran hasilnya adalah 8,50 cm. Keliling lingkarannya dituliskan menurut aturan angka penting adalah … (π = 3,14).

A. 267 cm

B. 26,7 cm

C. 2,67 cm

D. 0.267 cm

E. 0,0267 cm

Pembahasan

r = 8,50 / 2 = 4,25

keliling = 2Πr

2 × 3,14 × 4,25= 26,69 = 26,7

Jawaban : B

10. Perhatikan gambar berikut!

Gambar tersebut menunjukkan hasil pengukuran diameter tabung menggunakan jangka sorong. Berdasarkan gambar tersebut hasil yang benar adalah ….

A. 5,70 cm

B. 5,75 cm 

C 5,76 cm

D. 5,86 cm

E. 6,30 cm

Pembahasan

• skala utama : 5,7
• skala nonius : 0,05

= 5,7 + 0,05 : 5,75

Jawaban : B

11 – 20 Contoh Soal Besaran dan Satuan beserta Pembahasan

11. Sebuah balok diukur ketebalannya dengan jangka sorong. Skala yang ditunjukkan dari hasil pengukuran tampak pada gambar. Besarnya hasil pengukuran adalah :

A. 3,19 cm

B. 3,14 cm

C. 3,10 cm

D. 3,04 cm

E. 3,00 cm

Pembahasan

Hasil pengukuran = SKala tetap + skala nonius

Hasil Pengukuran = 3,1 cm + 0,09 cm

Hasil pengukuran = 3,19 cm

Jawaban : A

12. Gambar berikut menampilkan hasil pengukuran mikrometer terhadap sebuah diameter bola logam kecil , maka nilai yang ditunjukkan adalah :

A. 8,12 mm

B. 8,50 mm

C. 8,52 mm

D. 8,62 mm

E. 9,12 mm

Pembahasan

Hasil pengukuran total merupakan penjumlahan antara skala utama dengan skala nonius,

8 mm + 0,62 mm = 8,62 mm.

Jawaban : D

13. Satuan dari beberapa besaran-besarn dibawah ini yang benar adalah…

A. Massa satuannya Newton

B. Berat satuannya Kilogram

C. Massa jenis satuannya Newton/m2

D. Tekanan satuannya Paskal

E. usaha satuannya joule/sekon

Pembahasan

pascal disimbolkan dengan Pa satuan turunan SI untuk tekanan atau tegangan. Satu pascalsetara dengan satu newton per meter persegi.

Jawaban : D

14. Beberapa pasangan besaran berikut, memiliki dimensi yang sama, yaitu:

• 1) Massa dan berat
• 2) Momentum dan impus
• 3) Gaya dan berat
• 4) Usaha dan daya

Pernyataan yang benar adalah..

A. 1,2 dan 3

B. 1 , 2 dn 4

C. 1 dan 3

D. 2 dan 3 

E. 2 dan 4

Pembahasan

Ada tujuh besaran pokok beserta satuan dan dimensinya, yaitu

• Panjang ⇒ meter (m) ⇒ [L]
• Massa ⇒ kilogram (kg) ⇒ [M]
• Waktu ⇒ sekon (s) ⇒ [T]
• Suhu ⇒ °Kelvin (°K) ⇒ [θ]
• Jumlah zat ⇒ mol ⇒ [N]
• Kuat arus listrik ⇒ Ampere (A) ⇒ [I]
• Intensitas cahaya ⇒ candela (cd) ⇒ [J]

Jawaban : D

15. Dimensi ML-1T-2menyatakan dimensi : …..

A. Gaya

B. Energi

C. Daya

D. Tekanan

E. Momentum

Pembahasan

Kita akan mencoba mencari besaran dan satuan dari rumus dimensi yang diketahui soal,

• [M] ⇒ ini rumus dimensi dari besaran massa dan memiliki satuan kg
• [L]⁻¹ ⇒ ini rumus dimensi dari besaran panjang dan memiliki satuan meter⁻¹ = 1/meter
• [T]⁻² ⇒ ini rumus dimensi dari besaran waktu dan memiliki satuan sekon⁻² = 1/sekon²

Sehingga kita rangkai menjadi satuan :

[M].[L]⁻¹.[T]⁻²  = kg/(m.s²)

Kemudian satuan ini saya kalikan dengan satuan meter/meter atau m/m, dan menjadi :

⇒  kg/(m.s²) . m/m

⇒ kg.m/(m².s²)

⇒ kg.(m/s²) / m²

Kita akan mencari besaran dari satuan yang ada pada step 2, yaitu :

• a. kg ⇒ ini besaran massa
• b. (m/s²) ⇒ ini besaran percepatan
• c. (m²) ⇒ ini besaran luas

Kemudian kita akan mentukan rumus dari satuan yang ada pada step 3, yaitu :

⇒ kg.(m/s²) / m² adalah (massa dikali percepatan) dibagi luas

⇒ Gaya dibagi luas

⇒ Tekanan atau secara matematis dirumuskan, P = F/A

Kesimpulan

Rumus dimensi, [M].[L]⁻¹.[T]⁻² adalah rumus dimensi dari besaran Tekanan.

Jawaban : D

16. Rumus dimensi momentum adalah ……

A. MLT -³  

B. ML-1T-2

C. MLT-1

D. ML–2T2

E. ML–2T–2

Pembahasan

p = mv

dimana satuannya adalah kg.ms⁻¹, maka dimensinya

[P] = [M][L][T]⁻¹

Jawaban : C

17. Rumus dimensi daya adalah …

A. ML2T –2

B. ML³T –2

C. MLT–2

D. ML²T -³

E. MLT -³ 

Pembahasan

Daya, satuannya adalah watt

P = Usaha/waktu

= W / t

= F x s / t

= m x a x s / t

= (kg) (m/s²) (m) / (s)

= [M] [L] [T]⁻² [L] [T]⁻¹

= [M] [L]² [T]⁻³

Jadi dimensi dari daya adalah [M] [L]² [T]⁻³

Jawaban : D

18. Tiga besaran di bawah ini yang merupakan besaran skalar adalah ….

A. Jarak, waktu dan luas

B. Perpindahan, kecepatan dan percepatan

C. Laju, percepatan dan perpindahan

D. Gaya, waktu dan induksi magnetic

E. Momentum, kecepatan dan massa

Pembahasan

besaran skalar artinya besaran yang hanya memiliki nilai, tanpa memiliki arah.

Jawaban : A

19. Dari hasil pengukuran di bawah ini yang termasuk vektor adalah …

A. Gaya, daya dan usaha

B. Gaya, berat dan massa

C. Perpindahan, laju dan kecepatan

D. Kecepatan, momentum dan berat

E. Percepatan, kecepatan dan daya

Pembahasan

Vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Besaran-besaran pada fisika banyak yang termasuk besaran vector. Contohnya gaya, kecepatan, percepatan, perpindahan, momen gaya dan moementum. Pada besaran vector memiliki penjumlahan yang berbeda dengan besaran scalar.

Jawaban : C

20. Dua buah vector V1 dan V2 masing-masing besarnya 12 satuan dan 5 satuan. Kedua vector tersebut membentuk sudut 90°. Resultan kedua gaya adalah…

A. -7 satuan

B. 5 satuan

C. 7 satuan

D. 12 satuan

E. 13 satuan

Pembahasan

R = √(12² + 5²) = 13 satuan

Jawaban : E

21 – 30 Contoh Soal Besaran dan Satuan beserta Jawaban

21. Dua buah vector F1 dan F2 masing-masing besarnya 12 satuan dan 12 satuan. Kedua vector tersebut membentuk sudut 120°. Resultan kedua gaya adalah…

A. 0 satuan

B. 6 satuan

C. 12 satuan

D. 15 satuan

E. 24 satuan

Pembahasan

R = √(F1²+F2²+(2 x F1F2 )x cos α)

   = √(12²+12² + (2 x 12×12) x cos 120)

   = √(144 + 144 +( 2 x 144) x -1/2)

   = √(288 – 144)

   = √(144)

   = 12 N

Jawaban : C

22. Dua buah gaya bernilai 3 N dan 4 N. Resultan gaya tersebut tidak mungkin bernilai ….. N

A. -1

B.   2

C.   5

D . 7

E. 8

Pembahasan

RF Yang tidak mungkin =…?

DiJawab :

* Pembahasan Apabila searah ( 0° )
Yaitu :
F₁ + F₂ = 3 + 4 = 7 Newton 

* Pembahasan Apabila tidak searah ( 180° )

Yaitu :
F₂ – F₁ = 4 – 3 = 1 Newton

Jadi, Resultan gaya tersebut tidak Mungkin bernilai -1 Newton.  

Jawaban : A

23. Dua vektor gaya tampak pada gambar berikut.

Jika salah satu mewakili gaya 1 N, maka besarnya resultan kedua gaya adalah …

A.  6 N

B. 8 N

C. 10 N

D. 16 N

E. 18 N

Pembahasan

Perhatikan gambar, kita gunakan analisi vektor, kita toinjau pada komponen komponennya

x=1+5=6 N

y=3+5=8 N

maka resultannya sebesar

Jawaban : C

24. Komponen-komponen vektor dari gambar vektor berikut adalah…

A. Fx = 6 N dan Fy = 8 N

B. Fx = 8 N dan Fy = 6 N

C. Fx = -6 N dan Fy = 8 N

D. Fx = -8 N dan Fy = 6 N

E. Fx = -8 N dan Fy = -6 N

Pembahasan

Fx = – F.cos ((180-143)

Fx = – 10.cos 37

Fx = – 10. 3/5 = – 6 N

tanda min utk menyatakan arah kekiri.

Fy = F.sin ((180-143)

Fy = 10.sin 37

Fy = 10. 4/5 = 8 N

Jawaban : C

25. Sebuah perahu menyeberangi sungai yang lebarnya 180 meter dan kecepatan arus airnya 4 m/s. Bila perahu di arahkan menyilang tegak lurus sungai dengan kecepatan 3 m/s, maka setelah sampai diseberang perahu telah menempuh lintasan sejauh ….

A. 100 m

B. 240 m

C. 300 m

D. 320 m

E. 360 m

Pembahasan

Langkah pertama mencari kecepatan resultan terlebih dulu dengan cara berikut :

v = √vp² + va²

v = √3² + 4²

v = √9 + 16

v = √25

v = 5 m/s

langkah kedua mencari waktu terlebih dahulu dengancara sebagai berikut :

t = Ls/vp

t = 180/3

t = 60 sekon

langkah terakhir mencari panjang lintasan perahu hingga sampai kesebrang sungai sebagai berikut :

x = Ls/vp . √vp² + va²

x = 60 . 5

x = 300 m

Jawaban : C

26. Vektor F1 = 20 N berimpit sumbu x positif, Vektor F2 = 20 N bersudut 120°  terhadap F1 dan F3 = 24 N bersudut 240° terhadap F1.  Resultan ketiga gaya pada pernyataan di atas adalah :

A. 4 N searah F3

B.  4 N berlawan arah dengan F3

C.  10 N searah F3

D.  16 N searah F3

E.  16 N berlawanan arah dengan F3

Pembahasan

Jawaban : A

27. Dua buah gaya bernilai 3 N dan 4 N. Resultan gaya tersebut tidak mungkin bernilai …..

A. -1 N

B.   0 N

C.   2 N

D.  5  N

E.  8  N

Pembahasan

Lihat nomor 22

Jawaban : A

28. Jika sebuah vector= 12 N diuraikan menjadi dua buah vector yang saling tegak lurus dan yang sebuah dari padanya membentuk sudut 30° dengan vector itu, maka besar masing-masing adalah :

A. 3N dan 3√3N

B. 3N dan 3√2N

C. 6N dan 3√2N

D. 6N dan 6√2N

E. 6N dan 6√3N

Pembahasan

Vektor A = Vektor B

12 N      = 12 N

sudut apit 30°

maka

Ax =  A cos 30 = 12.1/2 √3 = 6√3 N

Ay = A sin 30 = 12 .1/2 = 6 N

Karena A = B

Jawaban : E

29. Tiga vektor perpindahan tampak pada gambar berikut .

Jika salah satu garis kotak mewakili perpindahan 10 satuan maka Resultan perpindahan dari grafik di atas adalah …

A. 100 satuan

B. 80 satuan

C. 70 satuan

D. 60 satuan

E. 50 satuan

Pembahasan

penjumlahan vektor nya kita ambil dari 3 kotak keatas dan 4 kotak kekanan resultan vektornya akar dari

= 3² + 4² 

= √9+16

=√25 = 5

5×10 = 50

Jawaban : E

30. Seorang anak berjalan lurus 2 meter ke barat, kemudian balik ke selatan sejauh meter, dan belok lagi ke timur sejauh 10 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal …

A. 18 meter arah barat daya

B. 14 meter arah selatan

C. 10 meter arah tenggara

D. 6 meter arah timur

E. 2 meter arah tenggara

Menggunakan rumus Phytagoras

diketahui:

a=6 m

b=10 m-2 m=8 m

c/perpindahan= ?

Jadi,

c=akar dari 6 pangkat 2 + 8 pangkat 2

=akar dari 36 + 64

=akar dari 100 = 10 m

jadi perpindahannya adalah 10 meter.

Jawaban : C