Rangkuman, 30 Contoh Soal Besaran dan Satuan & Pembahasannya

Hi semua! Selamat yah kamu sekarang menjadi anak SMA kelas X. Belajar fisika bab pertama yang kamu pelajari adalah bab besaran dan satuan. Kakak mau bantu nih ngasih ringkasan materi dan 30 contoh soal besaran dan satuan. Simak yah mudah-mudahan bisa membantu mempelajari bab besaran dan satuan. Liat-liat juga di daftar isinya. Selamat belajar!

Besaran dibedakan menjadi besaran pokok dan besaran turunan

Besaran Pokok

yaitu besaran yang satuannya telah didefinisikan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lainnya. Ada 7 macam besaran pokok beserta simbolnya, antara lain:

Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok. Contoh dari besaran turunan dan simbolnya sebagai berikut.

Sistem Satuan dan Dimensi

Sistem Satuan

Sistem satuan yang digunakan adalah Satuan Internasional atau sistem metrik. Dikenal sebagai sistem mks singkatan dari meter, kilogram, dan sekon. Berikut merupakan satuan dari besaran pokok, antara lain:

Satuan dari besaran turunan, antara lain:

Dimensi

menunjukkan cara besaran tersusun dari besaran-besaran pokok. Dimensi dari besaran pokok diantaranya:

Dimensi dari besaran turunan, diantaranya:

Angka Penting

Notasi Ilmiah

pengukuran dinyatakan:
a,… x 10^x

Keterangan:
a = bilangan asli dari 1-9
x = pangkat yang merupakan bilangan bulat

Contoh:

• 250.000 ditulis 2,5 x 10⁵
• 0,054 ditulis 5,4 x 10^-2

Aturan Angka Penting

Aturannya sebagai berikut:

1. Semua angka nol adalah angka penting
2. Semua angka nol yang terleyak diantara bukan nol termasuk angka penting. Contoh 1005 (4 angka penting)
3. Semua angka nol pada angka desimal lebih dari nol dan terletak di akhir angka merupakan angka penting. Contoh 1,250 (4 angka penting)
4. Semua angka nolpada angka desimal kurang dari nol dan terletak di kanan dan kiri koma desimal bukan merupakan angka penting. Contoh: 0,250 (3 angka penting)

Penjumlahan dan Pengurangan Angka Penting

hasilnya hanya mengandung satu angka taksiran.Contoh:
11,5 m
24,62 m +
36,12 m

Perkalian dan Pembagian Angka Penting

hasil perhitungan mengikuti jumlah angka penting paling sedikit. Contoh: 2,12 m (3 angka penting) x 1,2 (2 angka penting) hasilnya 2,544 m². Berdasarkan aturan hasilnya mengikuti jumlah angka penting paling sedikit yaitu 2 angka penting sehingga hasilnya 2,5 m².

Aturan Pembulatan

1. Angka hasil perhitungan lebih dari lima, angka dibulatkan ke atas. Contoh 3,237 dibulatkan menjadi 3,24
2. Angka hasil perhitungan kurang dari lima, angka di bulatkan ke bawah. Contoh 4,231 dibulatkan menjadi 4,23
3. Angka hasil perhitungan tepat = 5, dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya ganjil. Dibulatkan ke bawah jika angka sebelumnya genap. Contoh 3,235 dibulatkan menjadi 3,24, dan 2,145 dibulatkan menjadi 2,14.

Pengukuran

Pengukuran Panjang

1. Penggaris, mengukur panjang benda dengan skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm. Ketelitian atau ketidakpastian 0,5 mm atau 0,05 cm.
2. Jangka Sorong, mengukur Panjang benda maksimum 10 cm. Skala terkecil 0,1 mm atau 0,01 cm. Ketelitian atau ketidakpastian jangka sorong0,05 mm atau 0,005 cm.
3. Mikrometer Sekrup, mengukur panjang benda 25 mm. Skala terkecil dari mikrometer sekrup adalah 0,01 mm atau 0,001cm. Ketelitian atau ketidakpastian mikrometer sekrup 0,005 mm atau 0,0005 cm.

Pengukuran Massa

1. Neraca Ohaus, memiliki skala terkecil 0,1 gram.
2. Neraca lengan.
3. Neraca Dacin

Pengukuran Waktu

Alat yang digunakan salah satunya adalah stopwatch.

Besaran Skalar dan Besaran Vektor

• Besaran skalar yaitu besran yang hanya memiliki nilai tanpa memiliki arah. Misalnya jarak, daya, massa jenis, luas, tekanan, dan volume.

• Besaran vektor yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Misalnya perpindahan, kecepatan, percepatan, dan momentum

Resultan vektor

vektor jika berada di sumbu x dan y memiliki vektor i dan j, sedangkan jika berada di sumbu x, y, dan z memiliki vektor satuan i, j, dan k.

Jika dua vektor A dan B mengapit sudut α, maka resultan vektornya sebagai berikut.

Penguraian vektor

Fx = F cos α

Fy = F sin α

Besar dan arah vektor ditentukan dengan rumus

resultan vektor jika terdapat banyak komponen pada sumbu x dan y maka dapat ditentukan melalui rumus:

Perkalian Silang

Aturan perkalian silang untuk vektor satuan i, j, dan k sebagai berikut.

i x j = k i x k = − j

j x k = i k x j = − i

k x i = j j x i = − k

Untuk hasil kali silang yang mengapit sudut dirumuskan sebagai berikut.

Soal No.1 (UTBK 2019)
Satuan-satuan berikut merupakan satuan besaran pokok, KECUALI….

1. kelvin, mole, celcius
2. meter, sekon, kandela
3. celcius, kilogram, mole
4. kandela, meter, watt
5. kilogram, kelvin, ampere

PEMBAHASAN :
Satuan pokok adalah satuan yang ditentukan berdasarkan definisi,  dipilih dengan cara dan selera tertentu.  Sedangkan satuan besaran pokok adalah satuan yang dimiliki besaran pokok jadi tidak hanya satuan pokok saja tetapi satuan yang lain.
Hubungan antara satuan pokok dengan besaran pokok ditunjukan tabel berikut.

Jawaban D

Soal No.2 (EBTANAS 1986)
Vektor = 3 satuan, = 4 satuan, dan . Besar sudut api yang diapit vektor dan  adalah….

1. 90^o
2. 45^o
3. 60^o
4. 120^o
5. 180^o

PEMBAHASAN
Menggunakan rumusan:


25 = 9 + 16 +24 cos α
24 cos α = 0
cos α = 0
α = 90^o
Jawaban A

Soal No.3 (PPI 1979)
Kuat medan listrik pada sebuah titik mempunyai satuan….

1. meter/volt
2. Newton.Coulomb
3. volt.meter
4. Newton/Coulomb
5. Coulomb/Newton

PEMBAHASAN
Kuat medan listrik yaitu E. Kuat medan listrik memiliki rumusan . Dimana satuan gaya (F) yaitu coulomb dan satuan muatan (q) yaitu Coulomb
Jawaban D

Soal No.4 (EBTANAS 1989)
Hasil pengukuran plat seng dengan panjang 1,5 m dan lebar 1,20 m. Luas plat seng menurut penulisan angka penting adalah….

1. 1,8012 m²
2. 1,801 m²
3. 1,800 m²
4. 1,80 m²
5. 1,8 m²

PEMBAHASAN
1,5 (2 angka penting) sedangkan 1,20 (3 angka penting). Menentukan luas yaitu mengalikan panjang dengan lebar. Hasil perkalian mengikuti jumlah angka penting yang lebih sedikit yaitu 2 angka penting. Sehingga jawaban yang paling tepat yaitu 1,8 m²
Jawaban E

Soal No.5 (SNMPTN 2009)
Hasil pengukuran kapasitas panas C suatu zat padat sebagai fungsi temperatur T dinyatakan oleh persamaan C = αT + β³. Satuan untuk α dan β yang mungkin adalah….

1. J untuk α dan JK^-2 untuk β
2. JK² untuk α dan J untuk β
3. JK untuk α dan JK³ untuk β
4. JK^-2 untuk α dan JK^-4 untuk β
5. J untuk α dan J untuk β

PEMBAHASAN
Satuan C yaitu J/K, jika C = αT, maka α = C/T sehingga satuannya α = J/K² atau JK^-2, dan jika C = β³T maka β = C/T³, sehingga satuan β = J/K⁴ atau JK^-4
Jawaban D

Soal No.6 (EBTANAS 1994)
Di antara kelompok besaran di bawah ini yang hanya terdiri dari besaran turunan saja adalah….

1. kuat arus, massa, gaya
2. suhu, massa, volume
3. waktu, momentum, percepatan
4. usaha, momentum, percepatan
5. kecepatan, suhu, jumlah zat

PEMBAHASAN
Besaran pokok diantaranya panjang, massa, waktu, suhu, kuat arus, intensitas cahaya, dan jumlah zat. Selain itu berarti besaran turunan. Jawabannya yaitu usaha, momentum dan percepatan
Jawaban D

Soal No.7 (UMPTN 1986)
Besaran yang dimensinya ML^-1T^-2 adalah….

1. gaya
2. tekanan
3. energi
4. momentum
5. percepatan

PEMBAHASAN
Gaya satuannya kgms^-2 jadi dimensinya MLT^-2
Tekanan satuannya kg/ms^-2 jadi dimensinya ML^-1T^-2
Energi satuannya kgm²s^-2 jadi dimensinya ML^-1T^-2
Momentum satuannya kgms^-1 jadi dimensinya MLT^-1
Percepatan satuannya ms^-2 jadi dimensinya LT^-2
Jawaban B

Soal No.8 (EBTANAS 1998)
Pada gambar Fy = komponen gaya P pada sumbu Y. Jika Fy = 2 N, komponen gaya pada sumbu X adalah….

1. 4 N
2. 
3. 
4. 2 N
5. 1 N

PEMBAHASAN
Fy = F sin α
2 = F sin 30^o
F = 4N
Fx = F cos 30^o=
Jawaban B

Soal No.9 (UN 2012)
Contoh Soal Pengukuran
Sebuah benda ketebalannya diukur dengan mikrometer sekrup seperti gambar. Hasil pengukuran ketebalan benda adalah….

1. 2,97 mm
2. 2,47 mm
3. 2,03 mm
4. 1,97 mm
5. 1,47 mm

PEMBAHASAN
Skala utama = 2 mm
Skala noniusnya = 47 x 0,01 mm = 0,47 mm. Jadi pengukuran ketebalan benda = 2 + 0,47 = 2,47 mm
Jawaban B

Soal No.10 (SKALU 1978)
Satuan energi dapat dinyatakan dalam
(1) kilowatt jam
(2) Joule
(3) daya kuda-detik
(4) elektron volt

PEMBAHASAN
Energi dapat dikaitkan dengan daya dikalikan waktu sehingga satuannya watt sekon, kilowatt jam, atau daya kuda detik. Kemudian energi juga memiliki satuan Joule. Energi juga memiliki satuan elektron volt. JAdi yang paling tepat adalah (1), (2), (3), dan (4)
Jawaban E

Soal No.11 (SKALU 1978)
Dua buah gaya yang masing-masing besarnya 5 Newton bila dipadukan dapat memberikan resultan sebesar 5 N.

SEBAB

Besar gaya paduan dari dua buah gaya ditentukan oleh sudut yang diapit kedua gaya itu.
PEMBAHASAN
Pernyataan I : besar resultan : Benar
Pernyataan II : Benar
besar gaya paduan dua gaya tersebut dipengaruhi oleh sudut apit.
Keduanya berhubungan
Jawaban A

Soal No.12 (EBTANAS 1996)
Pada pengukuran panjang benda, diperoleh hasil pengukuran 0,0760 m. Banyaknya angka penting hasil pengukuran tersebut adalah….

1. dua
2. tiga
3. empat
4. lima
5. enam

PEMBAHASAN :
Menurut atutan angka penting yaitu semua angka nol pada angka desimal kurang dari nol dan terletak di kanan dan kiri koma desimal bukan merupakan angka penting. Maka terdapat tiga angka penting 0,0760 yang ditandai tebal.
Jawaban B

Soal No.13 (EBTANAS 1986)
Jika sebuah vektor dari 12 N diuraikan menjadi dua buah vektor yang saling tegak lurus dan sebuah diantaranya membentuk sudut 30^o dengan vektor itu, maka besar masing-masing vektor adalah….

1. 6N dan
2. 6N dan
3. 6N dan
4. 3N dan
5. 3N dan

PEMBAHASAN :
Diketahui:
F = 12 N
α = 30^o
Jika digambarkan sebagai berikut

Menentukan besar masing-masing vektor (F_x dan F_y)
F_x = F cos α = 12 N x cos 30^o = 12 x =
F_y = F sin α = 12 N x sin 30^o = 12 x ½ = 6 N
Jawaban A

Soal No.14 (EBTANAS 1990)
Dimensi energi potensial adalah….

1. MLT^-1
2. MLT^-2
3. ML^-1T^-2
4. ML²T²
5. ML^-2T^-1

PEMBAHASAN :
Menentukan dimensi dilihat dari rumusan energi potensial
Ep = mgh
Dimensi massa (m) = M
Dimensi percepatan (g) =
Dimensi ketinggian (h) = L
q_r = -(q_sistem + q_kalorimeter) = -(m.c.ΔT) (q kalorimeter diabaikan karena tidak diketahui kapasitas jenisnya
q_r = -(200 gr. 4,2 J/gK. 7 K) = -5.880 J = -5,88 kJ
Maka dimensi energi potensial
Ep = mgh = = M LT^-2 L = ML²T^-2
Jawaban D

Soal No.15
Dimensi konstanta pegas adalah….

1. LT^-1
2. MT^-2
3. MLT^-1
4. MLT^-2
5. ML²T¹

PEMBAHASAN :
Konstanta pegas memiliki rumusan dan dimensi sebagai berikut:

Jawaban B

Soal No.16 (EBTANAS 1995)
Gambar di bawah ini merupakan penjumlahan vektor secara segitiga. Gambar yang resultan vektornya sama dengan nol adalah
.

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

PEMBAHASAN :
Vektor yang resultannya sama dengan nol adalah vektor yang ujung vektor terakhir bertemu dengan pangkal vektor pertama vektor tersebut adalah gambar no 5.
Jawaban E

Soal No.17 (EBTANAS 1996)
Kelompok besaran berikut yang merupakan besaran pokok adalah….

1. panjang, kuat arus, kecepatan
2. intensitas cahaya, berat, waktu
3. jumlah zat, suhu, massa
4. percepatan, kuat arus, gaya
5. panjang, berat, intensitas cahaya

PEMBAHASAN :
Besaran pokok merupakan besaran yang satuannya telah didefinisikan terlebih dahulu. Ada 7 macam besaran pokok yaitu:

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

Jawaban C

Soal No.18 (EBTANAS 1996)
Dua buah vektor masing-masing adalah F₁ = 10 satuan dan F₂ = 16 satuan. Resultan kedua vektor pada sumbu X dan sumbu Y adalah….

1. 2 satuan dan 8 satuan
2. 2 satuan dan satuan
3. satuan dan 8 satuan
4. 18 satuan dan 8 satuan
5. 18 satuan dan satuan

PEMBAHASAN :
Menentukan F_2x dan F_2y
F_2x = F₂ cos α = 16N x cos 60^o = 16 x ½ = 8 satuan
F_2y = F₂ cos α = 16N x cos 60^o = 16 x ½ = 8 satuan
Menentukan resultan kedua vektor pada sumbu X dan sumbu Y
Sumbu X
ΣF_x = F₁ − F_2x = 10 − 8 satuan = 2 satuan
Sumbu Y
ΣF_y = F_2y = satuan. (Sama karena tidak ada gaya lain)
Jawaban B

Soal No.19 (EBTANAS 1999)
Besaran berikut ini yang dimensinya sama dengan dimensi berat adalah….

1. momentum
2. impuls
3. daya
4. energi
5. gaya

PEMBAHASAN :
Menentukan dimensi berat
W = mg
Dimensi massa (m) = M
Dimensi percepatan (g) =
maka dimensi berat adalah
W = mg = M LT^-2
Dimensi yang sama dengan dimensi berat adalah gaya
F = ma
Dimensi massa (m) = M
Dimensi percepatan (a) =
dimensi gaya adalah
F = ma = M LT ^-2
Sedangkan dimensi jawaban lainnya
momentum = MLT ^-1
impuls = MLT ^-1
daya = ML²T ^-3
Jawaban E

Soal No.20 (EBTANAS 2000)
Perhatikan tabel di bawah ini!….

Dari tabel di atas yang mempunyai satuan dan dimensi yang benar adalah dimensi nomor….

1. 1 saja
2. 1 dan 2
3. 1, 2, dan 3
4. 1 dan 3
5. 2 dan 3

PEMBAHASAN :

• Momentum
  p = mv satuannya kg ms^-1 dan dimensinya MLT^-1
• Gaya
  F = ma satuannya kg ms^-2 dan dimensinya MLT^-2
• Daya
  P = W/t satuannya kg m²s^-3 dan dimensinya ML²T^-3

Maka jawaban yang sesuai adalah C
Jawaban A

Soal No.21
Tiga buah vektor setitik tangkap terlihat seperti gambar. Besar masing-masing vektor:
[V₁] = 30 satuan
[V₂] = 30 satuan
[V₃] = 40 satuan

Besar resultan ketiga vektor tersebut adalah….

1. 30 satuan
2. 40 satuan
3. 50 satuan
4. 90 satuan
5. 110 satuan

PEMBAHASAN :
Menentukan V_1x dan V_2x
V_1x = V₁ cos 30^o = 30 = satuan
V_2x = V₂ cos 30^o = 30 = satuan
Menentukan V_1y dan V_2y
V_1y = V₁ sin 30^o = 30(½) = 15 satuan
V_2y = V₂ sin 30^o = 30(½) = 15 satuan
Maka
ΣV_x = V_1x +V₃ − V_2x = + 40 − = 40 satuan
ΣV_y = V_1y +V_2y = 15 + 15 satuan

Jawaban C

Soal No.22 (EBTANAS 2002)
Dua buah gaya (setitik tangkap) saling tegak lurus, besarnya masing-masing 12 N dan 5 N. Besar resultan kedua gaya tersebut adalah….

1. 17 N
2. 15 N
3. 13 N
4. 9 N
5. 7 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
F₁ = 12 N
F₂ = 5 N
Saling tegak lurus maka sudutnya (θ) = 90^o
Menentukan besar resultan kedua gaya


Jawaban C

Soal No.23 (EBTANAS 2003)
Apabila tiap skala pada gambar di bawah ini = 2 N maka resultan kedua gaya tersebut adalah….

1. 4 Newton
2. 6 Newton
3. 8 Newton
4. 10 Newton
5. 12 Newton

PEMBAHASAN :
Diketahui:
F₁ = 4 x 2N = 8 N
F₂ = 3 x 2N = 6 N
θ = 90^o
Menentukan resultan kedua gaya


Jawaban D

Soal No.24 (UN 2014)
Sebuah mobil bergerak sejauh 60 km ke arah sumbu X positif, kemudian 80 km ke arah sumbu Y positif dan seterusnya bergerak sejauh 50 km membentuk sudut 37^o terhadap sumbu Y positif. Besar resultan perjalanan mobil tersebut adalah….(sin 37^o = 0,8)

1. 190 km
2. 150 km
3. 100 km
4. 80 km
5. 60 km

PEMBAHASAN :
Menentukan Rx dan Ry
Rx = 60 km + 50 km cos 53^o = 60 + 50. 0,6 = 90 km
Ry = 80 km + 50 km sin 53^o = 60 + 50. 0,8 = 120 km
Menentukan resultan perjalanan mobil tersebut

Jawaban B

Soal No.25 (UN 2014)
Contoh Soal Pengukuran
Gambar berikut adalah pengukuran massa benda dengan menggunakan neraca Ohauss lengan tiga. Hasil pengukuran massa benda yang benar adalah….

1. 350 gram
2. 321,5 gram
3. 240 gram
4. 173 gram
5. 170,3 gram

PEMBAHASAN :
Menentukan hasil timbangan neraca Ohauss tiga lengan dapat ditentukan dari penunjuk skala pada neraca yaitu (150 + 20 + 3) gram = 173 gram
Jawaban D

Soal No.26 (UN 2013)
Contoh Soal Pengukuran
Seorang anak mengukur tebal buku dan menunjukkan skala seperti pada gambar. Dari skala yang ditunjukkan maka tebal buku adalah….

1. 9,56 mm
2. 8,65 mm
3. 7,55 mm
4. 6,95 mm
5. 5,65 mm

PEMBAHASAN :
Mengukur menggunakan mikrometer sekrup dapat dilihat dari skala utama yaitu 6,5 mm dan skal noniusnya yaitu 45 x 0,01 = 0,45 mm. Maka ketebalan buku tersebut adalah 6,5 mm + 0,45 mm = 6,95 mm
Jawaban D

Soal No.27 (UN 2013)
Vektor = 9N, = 15N, = 10N diletakkan pada diagram Cartesius seperti pada gambar. Resultan ketiga vektor tersebut adalah….

1. 6 N
2. 8 N
3. 10 N
4. 12 N
5. 16 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
= 9N
= 15N
= 10N
Menentukan F_2x dan F_2y
F_2x = F₂ sin α = 15N x sin 37^o = 15 x 0,6 = 9 N
F_2y = F₂ cos α = 15N x cos 37^o = 15 x 0,8 = 12 N
Menentukan F_3x dan F_3y
F_3x = F₃ cos α = 10N x cos 37^o = 10 x 0,8 = 8 N
F_3y = F₃ sin α = 10N x cos 37^o = 10 x 0,6 = 6 N
Maka
ΣF_x = F₁ + F_3x − F_2x = 9 + 8 − 9 = 8 N
ΣF_y = F_2y + F_3y − F_2x = 12 − 6 = 6 N

Jawaban C

Soal No.28 (UN 2013)
Seorang anak berjalan 4 meter ke Barat kemudian belok ke Selatan sejauh 12 meter dan belok lagi ke Timur sejauh 20 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal adalah….

1. 10 m
2. 16 m
3. 20 m
4. 23 m
5. 36 m

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Ke barat = sumbu x negatif = 4 m
Ke timur = sumbu x positif = 20 m
Ke selatan = sumbu y negatif = 12 m
Menentukan R_x
R_x = 20 − 4 = 16 m
Menentukan R_x
R_y = 12 m
Menentukan perpindahan anak

Jawaban C

Soal No.29 (UN 2010)
Contoh Soal Pengukuran
Perhatikan pengukuran panjang balok di bawah ini!

Hasil pengukuran yang didapat adalah….

1. 3,00 cm
2. 3,09 cm
3. 3,19 cm
4. 3,29 cm
5. 3,90 cm

PEMBAHASAN :
Mengukur menggunakan jangka sorong pengukurannya harus melihat skala tetap yaitu 3,1 cm dan skala noniusnya menunjukkan 9 x 0,01 cm = 0,09 cm. Maka hasil pengukurannya adalah = 3,1 cm + 0,09 cm = 3,19 cm
Jawaban C

Soal No.30 (UN 2008)
Hasil pengukuran panjang dan lebar sebidang tanah berbentuk empat persegi panjang adalah 15,35 m dan 12,5 m. Luas tanah menurut aturan angka penting adalah….m²

1. 191,875
2. 191,88
3. 191,87
4. 181,9
5. 192

PEMBAHASAN :
Panjang = 15,35 m (terdapat 4 angka penting)
Lebar = 12,5 m (terdapat 3 angka penting)
Menentukan luas tanah
L = p x l = 15,35 m x 12,5 m = 191,875
Menurut aturan angka penting, perkalian angka penting mengikuti jumlah angka yang lebih sedikit yaitu angka penting. Maka luasnya adalah 192 m² (dibulatkan).
Jawaban E