MODUL MATERI DAN LATIHAN SOAL BAB I: BESARAN DAN SATUAN A. Pengertian Besaran dan Satuan Ketika melakukan pengukuran, kita membandingkan besaran yang kita ukur dengan alat ukur tertentu. Misal, ketika kita mengukur panjang meja, kita membandingkan panjang meja kita dengan skala yang terdapat penggaris. Skala pada penggaris biasanya dinyatakan dalam satuan centimeter (cm) atau desimeter (dm). Lalu, apakah yang dimaksud besaran dan satuan?. Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Satuan adalah standar acuan yang digunakan sebagai pembanding ketika melakukan suatu pengukuran. Contoh besaran adalah panjang yang satuannya adalah meter atau centimeter. B. Besaran Pokok dan Besaran Turunan Besaran pokok terdiri dari tujuh besaran yang masing-masing terdapat dalam tabel berikut ini. Nama Besaran Nama Satuan Lambang Satuan Panjang meter m Massa kilogram kg Waktu detik atau sekon s Kuat arus listrik ampere A Jumlah zat mol mol Temperatur kelvin K Intensitas Cahaya candela Cd
Besaran turunan adalah besaran-besaran selain tujuh besaran pokok di atas. Beberapa besaranbesaran turunan penting yang akan sering kita pelajari adalah. Nama Besaran Nama Satuan Nama Lain Satuan 2 Luas m Volume m3 Kecepatan m/s 2 Percepatan m/s 2 Gaya kg.m/s newton 2 2 Energi dan Usaha kg.m /s joule 2 3 Daya kg.m /s watt Tugas: Carilah besaran-besaran turunan selain yang telah disebutkan di atas beserta satuannya! C. Standar Beberapa Satuan a. Standar Satuan Panjang Satuan dari besaran panjang adalah meter. Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya di dalam ruang hampa dalam waktu 1/299.792.458 m/s.
b. Standar Satuan Waktu Satuan dari besaran waktu adalah detik. Satu detik didefinisikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan oleh atom Cesium-133 untuk bergetar (berosilasi) sebanyak 9.192.631.770 kali. c. Standar Satuan Massa Satu kilogram didefinisikan sebagai massa dari sebuah silinder dari platina-iridium yang tersimpan di International Bureau of Weights and Measures dekat Paris dan ditetapkan, dengan persetujuan Internasional, sebagai massa dari 1 kilogram.
D. Konversi Antar Satuan
a. Konversi Satuan Panjang, Luas, dan Volume 1 km 1 hm 1 dam 1m 1 dm 1 cm 1 mm 1 μm
= 1000 m = 100 m = 10 m =1m = 0,1 m = 0,01 m = 0,001 m = 10-6 m
1 km2 1 hm2 1 dam2 1 m2 1 dm2 1 cm2 1 mm2
= 1000.000 m2 = 10.000 m2 (1 hektar) = 100 m2 (1 are) = 1 m2 = 0,01 m2 = 0,0001 m2 = 0,000001 m2
1 km3 1 hm3 1 dam3 1 m3 1 dm3 1 cm3 1 mm3
= 1.000.000.000 m3 = 1.000.000 m3 = 1.000 m3 = 1 m3 = 0,001 m3 = 1 Liter = 0,000001 m3 = 1 mL = 0,000000001 m3
b. Konversi Satuan Waktu 1 tahun = 365 hari 1 hari = 24 jam 1 jam = 60 menit 1 menit = 60 detik c. Konversi Satuan British 1 inci = 2,54 cm 1m = 39,37 inci = 3,281 kaki 1 kaki = 0,3048 m 12 inci = 1 kaki 3 kaki = 1 yard 1 yard = 0,9144 m 1 km = 0,621 mil 1 mil = 1,609 km 1 mil = 5,280 kaki 1 ̇ = 10-10 m 1 tahun cahaya = 9,461 x 10 15 meter
1 ton = 1.000 kg 1 slug = 14,59 kg 1 kg = 1.000 g 1u = 1,66 x 10-27 kg
E. Alat Ukur Panjang
a. Mistar Mistar atau penggaris merupakan alat ukur panjang yang paling umum. Satuan untuk mistar biasanya dinyatakan dalam dm, cm, dan mm. Skala terkecil pada mistar adalah 1 mm. b. Jangka Sorong Jangka sorong merupakan alat pengukur panjang yang lebih teliti dari mistar. Skala terkecil jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm. Contoh pembacaan skala pada jangka sorong adalah sebagai berikut, perhatikanlah gambar hasil pengukuran oleh jangka sorong berikut ini!
Pertama, kita bagi skala tersebut menjadi dua bagian. Skala utama, yaitu skala pada bagian atas, nilainya sama dengan angka yang ditunjukkan persis sebelum angka nol pada skala nonius (7,6 cm). Skala nonius, yaitu skala pada bagian bawah, nilainya sama dengan angka yang garisnya berimpit dengan garis pada skala utama dikalikan dengan 0,01 cm (6 x 0,01 cm)
Kedua, jumlahkan skala utama dengan skala nonius. Hasil penjumlahan tersebut sama dengan hasil pengukuran. Hasil pengukuran = 7,6 cm + 0,06 cm = 7,66 cm c. Mikrometer Sekrup Mikrometer sekrup adalah alat pengukur panjang yang lebih teliti dari jangka sorong. Skala terkecil dari mikrometer sekrup adalah 0,01 mm. Berikut adalah contoh pembacaan skala pada mikrometer sekrup, perhatikanlah gambar di bawah ini.
Skala utama dinyatakan dengan skala horizontal, sedangkan skala noniusnya adalah skala yang terdapat pada garis vertikal. Skala utama Skala nonius Hasil pengukuran
= 6,5 mm = 13 x 0,01 mm + = 6,63 mm
F. Alat Ukur Temperatur
Setidaknya ada empat jenis termometer yang umum digunakan yaitu Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin.
Celcius, titik tetap bawah skala ini ditentukan dari titik beku air yaitu 0 oC dan titik tetap atasnya ditentukan dari titik didih air yaitu 100 oC. Reamur, titik tetap bawah dan titik tetap atas dari skala ini berturut-turut adalah 0 oR dan 80oR. Fahrenheit, titik tetap bawah dan titik tetap atas dari skala ini berturut-turut adalah 32 oF dan 212oF. Kelvin, titik tetap bawah dan titik tetap atas dari skala ini berturut-turut adalah 273K dan 37 3K.
Hubungan antara nilai termometer yang satu dengan nilai termometer yang lain pada temperatur yang sama adalah 1 − 1 2 − 2
T1 T2 TA1 TA2 TB1 TB2
= nilai temperatur pada termometer 1 = nilai temperatur pada termometer 2 = titik tetap atas termometer 1 = titik tetap atas termometer 2 = titik tetap bawah termometer 1 = titik tetap bawah termometer 2
=
1 − 1 2 − 2
E. Soal Latihan 1. Berikut ini yang termasuk kelompok besaran pokok adalah... A. kecepatan, massa, dan massa jenis B. kuat arus, panjang, dan suhu C. luas, kecepatan, dan waktu D. volume, panjang, dan waktu
2. Hubungan antara besaran pokok dengan satuan dalam Sistem Internasional (SI) yang benar pada tabel di bawah adalah... Pilihan Besaran Satuan A. panjang kilometer B. massa gram C. waktu menit D. suhu kelvin 3. Kelompok besaran turunan di bawah ini adalah... A. panjang, massa, dan waktu B. massa, suhu, dan volume C. massa jenis, volume, dan luas D. waktu, suhu, dan gaya 4. Satuan dasar menurut Sistem Internasional adalah... A. centimeter, kilogram, dan sekon B. meter, gram, dan sekon C. centimeter, gram, dan sekon D. meter, kilogram, dan sekon 5. Satuan-satuan di bawah ini merupakan satuan volume, kecuali ... ... A. cc C. m3 B. liter D. kg3 6. Berikut ini merupakan satuan-satuan besaran turunan, kecuali ... ... A. watt C. yard B. joule D. newton 7. Dalam kemasan air gelas biasanya tertulis 240 mL. 240 mL menunjukkan... A. massa C. volume B. berat D. massa jenis 8. Garis tengah bagian dalam sebuah pipa dapat diukur dengan menggunakan A. mistar C. penggaris B. jangka sorong D. gelas ukur
9. Kilogram standar adalah massa sebuah silinder yang terbuat dari... A. tembaga B. perak-kuningan C. platina-iridium D. emas-perak
dari
10. Satuan SI untuk massa jenis adalah... A. kg/L C. kg/m3 B. g/cm3 D. g/m3 11. Berikut ini merupakan alat ukur panjang, kecuali ... ... A. tensimeter B. jangka sorong C. meteran D. mistar 12. Volume benda dengan bentuk yang tidak teratur dapat diukur menggunakan A. megalikan sisi-sisinya B. menggunakan benda lain sebagai pembanding C. mengalikan panjang, lebar, dan tinggi D. menggunakan gelas ukur 13. Waktu lima hari sama dengan... A. 360.000 s C. 432.000 s B. 410.000 s D. 720.000 s 14. 0,05 dekagram sama dengan... A. 5 x 10-2 kg C. 5 x 10-4 kg B. 5 x 10-3 kg D. 5 x 10-5 kg 15. 1 kilometer sama dengan... A. 100 hm C. 10.000 m B. 100.000 cm D. 100 m 16. Berikut ini yang digunakan sebagai standar pengukuran waktu adalah getaran dari atom... A. cesium-133 C. kripton-86 B. argon D. neon 17. Sebuah balok mempunyai panjang 10 cm, lebar 10 cm, dan tinggi 5 cm. Maka volume balok ini adalah... A. 0,005 m3 C. 500 cm3 C. 50 cm3 D. 0,5 m3
18. Alat yang paling cocok untuk mengukur volume telur adalah... A. mistar C. termometer B. gelas ukur D. jangka sorong 19. Jika volume tabung = 15.000 dm 3, maka dalam satuan SI volume tabung ini adalah... A. 0,015 m3 C. 1,5 m3 B. 0,15 m3 D. 15 m3 20. Kecepatan suatu benda diketahui sebesar 20 m/s, dalam km/jam nilai kecepatan ini sama dengan... A. 72 km/jam C. 24 km/jam B. 36 km/jam D. 12 km/jam 21. Sebuah pelat tipis berbentuk persegi panjang diukur dengan menggunakan meteran dan diperoleh panjang 30 cm serta lebarnya 5 cm, maka luas pelat ini adalah... A. 15 m2 C. 0,15 m2 B. 1,5 m2 D. 0,015 m2 22. Volume kubus dengan panjang rusuk 50 cm adalah... A. 0,5 m3 C. 0,75 m3 B. 0,25 m3 D. 0,125 m3 23. Sebuah balok mempunyai panjang 6 cm, lebar 3 cm, dan tinggi 3 cm. Volume balok ini adalah... A. 5,4 x 10-5 m3 C. 5,4 x 10-7 m3 B. 5,4 x 10-6 m3 D. 5,4 x 10-8 m3 24. Nilai yang terukur pada skala di bawah adalah ...
A. 5,26 mm B. 5,76 mm
C. 4,76 mm D. 4,26 mm
25. Berapakah skala terkecil yang terdapat pada mistar? A. 0,01 mm C. 0,01 cm
B. 0,1 mm
D. 0,1 cm
26. Sebuah gelas ukur diisi air hingga volumenya 17 mL. Jika sebongkah batu dimasukkan ke dalam gelas ukur batu tercelup seluruhnya dan volume pada gelas ukur bertambah menjadi 35 mL, berapakah volume batu ini? A. 17 mL C. 35 mL B. 18 mL D. 52 mL 27. Suhu suatu benda menyatakan... A. jumlah energi benda B. ukuran pemuaian benda C. ukuran derajat panas benda D. ukuran kenaikan volume benda 28. Termometer untuk mengukur suhu badan disebut juga sebagai termometer... A. panas B. maksimum dan minimum C. dinding D. klinis 29. Salah satu kelebihan alkohol sebagai cairan pengisi termometer adalah... A. dapat mengukur suhu yang rendah B. dapat mengukur suhu yang sangat tinggi C. tidak membasahi dinding tabung D. tidak berwarna 30. Semua perubahan fisik zat berikut ini dapat dijadikan pedoman pengukuran suhu, kecuali ... ... A. perubahan volume B. perubahan warna C. perubahan massa D. perubahan daya hantar listrik 31. Berikut ini merupakan sifat yang mutlak dibutuhkan oleh termometer kecuali... A. kepekaan pengukuran B. lebar jangkauan suhu yang mampu diukur C. skala mudah dibaca D. pemuaiannya tidak teratur
benar 32. Pernyataan yang tentang termometer klinis adalah... A. merupakan termometer dengan ketelitian yang sangat tinggi. B. raksa yang sudah naik sulit turun dengan sendirinya. C. skala dibagi sampai seperseratus derajat. D. berskala dari 0 oC sampai dengan 100 oC
33. Indra peraba tidak dapat digunakan sebagai alat pengukur suhu, karea... A. hasil pengukurannya bersifat kuantitatif dan tidak konstan. B. hasil pengukurannya bersifat kualitatif dan tidak konstan. C. hasil pengukurannya bersifat kuantitatif dan tidak peka. D. hasil pengukurannya bersifat kualitatif dan selalu sama. 34. Bila termometer menunjukkan suhu 70 oC, maka dalam skala Fahrenheit suhu tersebut adalah... A. 158oF C. 102oF B. 128oF D. 68oF 35. Es yang sedang mencair menurut termometer Fahrenheit memiliki suhu... A. 0oF C. 273oF B. 32oF D. 212oF 36. Bila suhu benda 75 oC, maka suhu benda tersebut dalam derajat kelvin adalah... A. 348 K C. 198 K B. 273 K D. 75 K 37. Suhu benda -31 oF, bila dalam skala Reamur suhunya adalah... A. 28oR C. -32oR B. -28oR D. 32oR 38. Bila termometer Fahrenheit menunjukkan angka 50oF, maka termometer Celcius akan menunjukkan angka... A. 10oC C. 82oC B. 18oC D. 500oC 39. Suhu 51oC sama dengan suhu... A. -254 K C. 324 K B. 222 K D. 374 K
40. Pada suatu suhu, angka yang ditunjukkan skala Celcius sama dengan angka yang ditunjukkan skala Reamur. Suhu itu adalah... A. 100oC C. 10oC B. 80oC D. 0oC
Daftar Pustaka Irawan, Etsa Indra dan Haryanto, Dwi, 2014. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantaopan IPA-Fisika. Bandung: Yrama Widya. Halliday, Resnick, dan Walker, 2010. Fisika Dasar Edisi 7 Jilid 1. Jakarta: Erlangga
