LATIHAN SOAL BESARAN DAN SATUAN

LATIHAN SOAL

Kerjakan soal di bawah ini dengan benar!

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

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

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

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

5.   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

6.   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

7.   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

8.   Sebuah balok memiliki panjang 20 cm, lebar 5 cm dan tinggi 1 cm. Volume balok tersebut adalah.....
A. 100 cm³
B. 10 cm³
C. 0,1 cm³
D. 0,01 cm³

E. 0,001 cm³

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

10.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

11.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

12.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

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

A. 8,12 mm                  D. 8,62 mm

B. 8,50 mm                  E. 9,12 mm
C. 8,52 mm

14.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

15.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

16.Dimensi ML^-1T^-2 menyatakan dimensi : …..
A. Gaya
B. Energi
C. Daya
D. Tekanan
E. Momentum

17.Rumus dimensi momentum adalah ……
A. [M] [L] [T] ^-³ 
B. [M] [L]^-1 [T] ^-2
C. [M] [L] [T]^-1
D. [M] [L]^-2 [T] ^-2
E. [M] [L]^-1 [T] ^-1

18.Rumus dimensi daya adalah …
A. [M] [L] [T] ^-³ 
B. [M] [L]^-1 [T] ^-2
C. [M] [L] [T]^-1
D. [M] [L]² [T] ^-3

E. [M] [L]^-1 [T] ^-1

19. 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

20.Dari hasil pengukuran di bawah ini yang termasuk vektor adalah …
A. Gaya, daya dan usaha
B. Gaya, berat dan massa
C. Perpindahan, laju dan kcepatan
D. Kecepatan, momentum dan berat
E. Percepatan, kecepatan dan daya

BESARAN DAN SATUAN

 MATERI FISIKA SMK KELAS X
A.   BESARAN

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai ( dinyatakan dengan angka ).

1.      Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan lebih dahulu dan tidak tersusun atas besaran lain. Besaran pokok terdiri atas tujuh besaran. Tujuh besaran pokok dan satuannya berdasarkan sistem satuan internasional (SI) sebagaimana yang tertera pada tabel berikut:

Tabel Besaran Pokok dan Satuannya

Besaran Pokok	Satuan SI
Massa	kilogram (kg)
Panjang	meter (m)
Waktu	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)
Suhu	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)
Jumlah Zat	mole (mol)

Sistem satuan internasional (SI) artinya sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku secara internasional.

2.      Besaran Turunan

Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok hasil dari kombinasi-kombinasi besaran pokok. contoh besaran turunan adalah luas suatu daerah persegi panjang. Luas sama dengan panjang dikali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan satuan panjang. Perhatikan tabel besaran turunan, satuan dan dimensi di bawah ini.

Tabel Besaran Turunan dan Satuannya

Besaran Turunan	Satuan SI
Gaya (F)	kg.m.s-2
Massa Jenis (p)	kg.m-3
Usaha (W)	kg.m2.s-2
Tekanan (P)	kg.m-1.s-2
Percepatan	m.s-2
Luas (A)	m2
Kecepatan (v)	m.s-1
Volume (V)	m3

B.             SATUAN DAN KONVERSINYA

1.      Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang digunakan untuk mengukur. Jenis-jenis satuan yaitu:

a.    Satuan Baku

Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara internasional atau disebut dengan satuan internasional (SI).
Sistem satuan internasional dibagi menjadi dua, yaitu:

1.    Sistem MKS(Meter  KilogramSecond)

2.    Sistem CGS (Centimeter Gram Second)

Tabel Satuan Baku

Besaran Pokok	Satuan MKS	Satuan CGS
Massa	kilogram (kg)	gram (g)
Panjang	meter (m)	centimeter (cm)
Waktu	sekon (s)	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)	statampere (statA)
Suhu	kelvin (K)	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)	candela (Cd)
Jumlah Zat	kilomole (mol)	Mol

b. Satuan Tidak Baku

Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara internasional dan hanya digunakan pada suatu wilayah tertentu.Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, tumbak, bata dan langkah

2.      Konversi satuan dilakukan dengan menyisipkan faktor konversi yang cocok yang membuat satuan lain ditiadakan,kecuali satuan yang kita kehendaki.  Faktor konversi merupakan perbandingan  dua satuan besaran sehingga sama dengan satu. Berikut ini beberapa contoh konversi satuan untuk besaran panjang, massa, dan waktu.

Panjang

1 inci= 2,54 cm

1 sentimeter (cm)= 0,394 inci

1 meter (m)=3,28 ft

1 kilometer (km)=0,621 mil

1 yard (yd)=3 ft

1 angstrom (Ǻ)=10^-10 m

1 tahun cahaya (ly)=9,46  10¹⁵ m

1 parsec=3,09  10¹⁶ m

1 fermi=10^-15 m

Massa

1 satuan massa atom (sma)= 1,6605  10^-27kg

1 kilogram (kg)=10³

 g =  2,205 lb

1 slug= 14,59 kg

1 ton=1.000 kg

Waktu

1 menit=60 s

1 jam=3.600 s

1 hari=8,64  10⁴ s

1 tahun=3,1536  10⁷ s

IMPULS DAN MOMENTUM

IMPULS DAN MOMENTUM

           

             a.    Pengertian Momentum

 

Momentum adalah hasil kali antara massa dan kecepatan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut

                                           P = m.v

Keterangan

·  P = momentum(kg.m/s)

·  M=massa(kg)

·  V=kecepatan(m/s)

Jadi momentum adalah besaran yang dimiliki oleh sebuah benda atau partikel yang bergerak.

Contoh

Sebuah bus bermassa 4 ton bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s. Berapa momentum yang dimiliki bus tersebut?

Diket: m = 4 ton = 4000 kg

          v  = 20 m/s

Dit : P....?

(catatan 1 ton = 1000 kg)

Penyelesaian:

P = mv

P = 4.000 kg x 20 m/s

P= 80.000 kg m/s

b.         Pengertian Impuls

Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya sesaat. Atau Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat singkat.

Contoh dari kejadian impuls adalah: peristiwa seperti bola ditendang, bola tenis dipukul karena pada saat tendangan dan pukulan, gaya yang bekerja sangat singkat.

                  

       I=F.Δt

Keterangan

·  I= impuls

·  F=gaya(N)

·  Δt=selang waktu(s) 

Contoh:

Sebuah bola dipukul dengan gaya 40 Newton dengan waktu 0,01 sekon. Berapa besar Impus pada bola tersebut?

Diket: F = 40 N

          Δt= 0,01 s

Dit : I....?

Penyelesaian

Dengan menggunakan persamaan diatas maka

I=F.Δt

I=40 N. 0,01s

I=0,4 Ns

c.    Impuls sama dengan perubahan momentum

Suatu partikel yang bermassa m bekerja gaya F yang konstan, maka setelah waktu  Δt partikel tersebut bergerak dengan kecepatan

V_t=V₀+ a Δt seperti yang sudah dibahas pada  glbb(gerak lurus berubah beraturan)

Menurut hukum ke-2 Newton:

  F=m.a,

Dengan subtitusi kedua persamaan tersebut maka diperoleh

    I  = ΔP

F.Δt = mv_t – mv₀

F.Δt = m (v_t – v₀)

Keterangan

·       mv_t = mementum benda pada saat kecepatan v_t

·       mv₀ = mementum benda pada saat kecepatan v₀

·       v_t = kecepatan akhir ( m/s)

·       v₀ = kecepatan awal ( m/s)

Contoh soal

Sebuah bola sepak massa 200 gram menggelinding ke arah timur dengan kecepatan 2 m/s. Ditendang dalam waktu 0,1 sekon. Sehingga kecepatannya menjadi 4 m/s pada arah yang sama. Tentukan gaya yang diberikan kaki penendang terhadap bola!

            Diket  : m = 200 g = 0,2 kg

                       Δt= 0,1 s

                      v_t = 4 m/s

                     v₀ = 2 m/s

           Dit : F....?

           Penyelesaian

                     F. Δt = m (v_t – v₀)

                    F. 0,1 = 0,2 ( 4 – 2 )

                          F = 0,2 .2

                                   0,1

                         F = 0,4

                               0,1

                        F = 4 N

Jenis – Jenis Tumbukan

           1.      Tumbukan Lenting Sempurna

      Tumbukan lenting sempurna terjadi antara dua benda jika gaya yang bekerja pada kedua benda merupakan gaya konservatif sehingga energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama

     

        2.      Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali 

    Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda akan bersatu dan bergerak bersama-sama dengan kecepatan yang sama

Contoh soal tumbukan tidak lenting sama sekali

1.        Sebutir peluru bermassa 30 gram bergerak dengan kecepatan sebesar 30 m/s menumbuk balok kayu bermassa 1 kg yang sedang diam. Tentukan kelajuan balok jika peluru tertanam di dalam balok!

Pembahasan
Diketahui :
Massa peluru (m₁) = 30 gram = 0,03 kg
Massa balok (m₂) = 1 kg
Kecepatan awal peluru (v₁) = 30 m/s
Kecepatan awal balok (v₂) = 0 (balok diam)
Ditanya : kelajuan peluru dan balok setelah tumbukan (v’)
Jawab :
Rumus hukum kekekalan momentum jika dua benda menyatu setelah tumbukan :
m₁ v₁ + m₂ v₂ = (m₁ + m₂) v’
(0,03)(30) + (1)(0) = (0,03 + 1) v’
0,9 + 0 = 1,03 v’
0,9 = 1,03 v’
v’ = 0,9 / 1,03
v’ = 0,87 m/s
Kelajuan peluru dan balok setelah tumbukan adalah 0,87 m/s.

2.        2. Benda A dan B masing-masing bermassa 2 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan  v_A = 6 m.s⁻¹ dan v_B = 4 m.s⁻¹. Jika kedua benda bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua benda sesudah bertumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda A (m_A) = 2 kg
Massa benda B (m_B) = 2 kg
Kecepatan awal benda A (v_A) = -6 m/s
Kecepatan awal benda B (v_B) = 4 m/s
Ditanya : kelajuan kedua benda setelah tumbukan (v’)
Jawab :
m_A v_A + m_B v_B = (m_A’ + m_B) v’
(2)(-6) + (2)(4) = (2 + 2) v’
-12 + 8 = 4 v’
-4 = 4 v’
v’ = -4 / 4
v’ = -1 m/s
Kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah 1 m/s

 

        3.    Tumbukan Lenting Sebagian

      Dalam tumbukan lenting sempurna ∆v’ = −∆v atau  −∆v’/ ∆v = 1
Rasio dari  −∆v’/ ∆v disebut sebagai koefisien restitusi (e)

Koefisien restitusi (e) adalah negatif perbandingan antara kecepatan relatif sesaat sesudah tumbukan dengan kecepatan relatif sesaat sebelum tumbukan, untuk tumbukan satu dimensi. 

Contoh soal

1.      Benda bermassa 500 gram bergerak dengan kelajuan 10 m/s dan benda bermassa 200 gram bergerak dengan kelajuan 12 m/s. Kedua benda bergerak saling mendekati dan bertumbukan. Jika setelah bertumbukan, kelajuan benda bermassa 500 gram adalah 6 m/s maka kelajuan benda bermassa 200 gram adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda 1 (m₁) = 500 gram = 0,5 kg
Massa benda 2 (m₂) = 200 gram = 0,2 kg
Kecepatan awal benda 1 (v₁) = -10 m/s
Kecepatan awal benda 2 (v₂) = 12 m/s
Kecepatan akhir benda 1 (v₁’) = 6 m/s
v₁ bertanda negatif dan v₂ bertanda positif karena arah kedua benda berlawanan.
Ditanya : kelajuan akhir benda 2 (v₂’)
Jawab :
Pada tumbukan lenting tidak sempurna alias tumbukan lenting sebagian, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku dan hanya hukum kekekalan momentum yang berlaku.
m₁ v₁ + m₂ v₂ = m₁ v₁’ + m₂ v₂’
(0,5)(-10) + (0,2)(12) = (0,5)(6) + (0,2)(v₂’)
-5 + 2,4 = 3 + 0,2 v₂’
-2,6 = 3 + 0,2 v₂’
-2,6 – 3 = 0,2 v₂’
-5,6 = 0,2 v₂’
v₂’ = -5,6 / 0,2
v₂’ = -28 m/s
Kecepatan benda 2 setelah tumbukan (v₂’) adalah 28 m/s.
v₁’ bertanda positif dan v₂’ bertanda negatif karena setelah tumbukan, arah kedua benda berlawanan. Tanda negatif dan positif hanye menunjukan bahwa kedua benda bergerak berlawanan arah.

2.      Dua benda bermassa sama bergerak saling mendekati pada suatu lintasan garis lurus, di mana kecepatan benda 1 adalah 6 m/s dan kecepatan benda 2 adalah 8 m/s. Jika setelah bertumbukan, benda 2 bergerak ke kiri dengan kecepatan 5 m/s maka besar dan arah kecepatan benda 1 setelah bertumbukan adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda 1 (m₁) = m
Massa benda 2 (m₂) = m
Kecepatan awal benda 1 (v₁) = -6 m/s
Kecepatan awal benda 2 (v₂) = 8 m/s
Kecepatan akhir benda 2 (v₂’) = 5 m/s
Ditanya : besar dan arah kecepatan benda 1 setelah tumbukan
Jawab :
Rumus hukum kekekalan momentum :
m₁ v₁ + m₂ v₂ = m₁ v₁’ + m₂ v₂’
m v₁ + mv₂ = mv₁’ + mv₂’
m (v₁ + v₂) = m (v₁’ + v₂’)
Massa kedua benda sama sehingga m dilenyapkan dari persamaan :
v₁ + v₂ = v₁’ + v₂’
-6 + 8 = v₁’ + 5
2 – 5 = v₁’
v₁’ = -3 m/s
Kecepatan benda 1 setelah tumbukan (v₁’) adalah 3 m/s. Tanda negatif menunjukan bahwa arah gerakan benda 1 berlawanan dengan arah gerak benda 2. Seandainya setelah tumbukan benda 2 bergerak ke kanan maka benda 1 bergerak ke kiri. Demikian juga jika sebelum tumbukan benda 2 bergerak ke kiri maka benda 1 bergerak ke kanan.