1. Besaran Dan Satuan (Marthen K)

11
LI eqg.# EJji Kompetensi Bab I I. 1. Pilihan Ganda Pilihkh jawaban ldrug te?at. Berihan mengd.pa Anda memilih jawaban tersebut. Diagram menunjukkan pembacaan skala dari mikroskop yang dapat bergerak yang difokuskan bergantian pada tiap ujung dari sebuah batang logam pendek. 56cm89cm 05100510 Panjang logam menurut pengukuran ini adalah . . . . 4. Kedudukan skala mikrometer sekrup yang digunakan untuk mengukur diameter sebuah bola kecil seperti gambar di samping. Berdasarkan gambar tersebut sebaiknya dilaporkan diameter bolakeciladalah.... A. (5,46 x 0,01) mm B. (5,46 t 0,05) mm C. (5,460 t 0,005) mm D. (8,160 t 0,001) mm E. (8,160 0,005) mm Manakah dari pernyaraan berikut yang benar tentang kesalahan dalam pengukuran. A. Kesalahan titik nol termasuk kesalahan acak B. Suatu pengukuran akurat adalah suatu pengukuran yang kesalahan acaknya secara relatif kecil. C. Kesalahan acak dapat diminimdkan dengan mengurangi pengukuran beberapa kali. D. Suatu kesalahan bisa terjadi karena kurangnya kepekaan (sensitivitas) instrumen pengukur. E. Kesalahan cara pandang membaca nilai-nilai skala jika ada jarak antara jarum dan garis-garis skala termasuk kesalahan acak. Notasi ilmiah darj, 456 000 adalah . . . . A. 2,66 cm B. 2,68 cm C. 2,69 cm A. 0,00580 km B. 0,0903 A c. 3,50 L D. 2,73 cm E. 2J4 cm D. 4,56 x 105 E. 0,456 x 106 D. 870 g E. 34 540,0 cm A. 4560 x 102 B. 456 x 103 C. 45,6 x lOa 5. Hasil pengukuran di bawah ini memiliki 3 angka penting, kecuali . . . .

Transcript of 1. Besaran Dan Satuan (Marthen K)

  • LIeqg.# EJji Kompetensi Bab II.

    1.

    Pilihan GandaPilihkh jawaban ldrug te?at. Berihan alasaru mengd.pa Anda memilih jawaban tersebut.Diagram menunjukkan pembacaan skala dari mikroskop yang dapat bergerak yangdifokuskan bergantian pada tiap ujung dari sebuah batang logam pendek.

    56cm89cm

    05100510Panjang logam menurut pengukuran ini adalah . . . .

    4.

    Kedudukan skala sebuah mikrometer sekrup yang digunakanuntuk mengukur diameter sebuah bola kecil seperti gambardi samping.Berdasarkan gambar tersebut sebaiknya dilaporkan diameterbolakeciladalah....A. (5,46 x 0,01) mmB. (5,46 t 0,05) mmC. (5,460 t 0,005) mmD. (8,160 t 0,001) mmE. (8,160 t 0,005) mmManakah dari pernyaraan berikut yang benar tentang kesalahan dalam pengukuran.A. Kesalahan titik nol termasuk kesalahan acakB. Suatu pengukuran akurat adalah suatu pengukuran yang kesalahan acaknya secara

    relatif kecil.C. Kesalahan acak dapat diminimdkan dengan mengurangi pengukuran beberapa kali.D. Suatu kesalahan sistematis bisa terjadi karena kurangnya kepekaan (sensitivitas)

    instrumen pengukur.E. Kesalahan cara pandang membaca nilai-nilai skala jika ada jarak antara jarum dan

    garis-garis skala termasuk kesalahan acak.

    Notasi ilmiah darj, 456 000 adalah . . . .

    A. 2,66 cmB. 2,68 cmC. 2,69 cm

    A. 0,00580 kmB. 0,0903 Ac. 3,50 L

    D. 2,73 cmE. 2J4 cm

    D. 4,56 x 105E. 0,456 x 106

    D. 870 gE. 34 540,0 cm

    A. 4560 x 102B. 456 x 103C. 45,6 x lOa

    5. Hasil pengukuran di bawah ini memiliki 3 angka penting, kecuali . . . .

    ffi ririlu slv{AlMAKeIss x

  • Sebuah silinder pejal mempunyai diameter 7 mm dan tinggi 1,5 cm. Jika massanyal!5,5 g, massa jenisnya adalah . . . . (ambil ,t = 4l)

    D. 2,0 x !02 gl.nfE. 2xl02gl. u

    Besar percepatan jatuh bebas fditentukan dengan mengukur periode osilasi 7 darisebuah bandul sederhana dengan parrjang /. Hubungan antara T, I dan g adalah

    T=2, E1sDalam eksperimen, diperoleh hasil pengukuran /sebagai (0,55 t 0,02) m dan Tsebagai(1,50 t 0,02) s. Ketidakpastian relatif dari percepatan g adalah . . . .A. 5,00/oB. 6,30/oc. 7,50/o

    Suau benda dijatuhkan dari sebuah menara dengan selang waktu untuk tiba ditanah adalah t = (3,0 r 0,1) s. Jika percepatan grafitasi g diambil l0 mls2, ketinggianmenara di atas tanah dilaporkan sebagai . . . (ketinggian menara D dirumuskan sebagaih = +sf)

    A.3x101 gl.^'B. 3,0 x 102 glcm3C. 3xl02glcm3

    A. (45,0 t 0,1) mB. (45,0 t 0,3) mC (45,0 x 0,5) mDi antara kelompok besaran berikut,internasional adalah . . - .A. paryang, luas, waktu, jumlah zatB. kuat arus, intensitas cahaya, suhu, waktuC. volum, suhu, massa, kuat arusD. kuat arus, panjang, massa, tekananE. intensitas cahaya, kecepatan, percepatan, waktuBesaran fisika z4 bergantung kepada besaran fisika B dan besaran fisika C menurutpersamaan A = ^[4. Jika B memiliki satuan dyne dan C memiliki satuan g/cm, maka' Ic,4 merupakan besaran . . . .A. kecepatahB. percepatasC. perpindahanBesaran yang dimensinya ML-IT-2 adalah . . . .A. gayaB. tekananC. energi

    D. 9,60/oE. 9,00/o

    D. (45,0 t l) mE. (45x3)m

    yang termasuk besaran pokok dalam sistem

    D. massa per satualr panjangE. massa jenis

    D. momentumE. perceparan

    (UMPTN I9B9)

    Bab 1 Besaran Fisika dan S*tuan.rfa $

  • 12. Dari empat besaran berikut ini, manakah yang berbeda dimensinya?A. energi per satuan volume D. tekananB. gaya per saruan luas E. perceparan kali massa per satuan luasC. momentum angular per satuan massa

    13. Sebuah kawat lurus panjang dipanasi salah satu ujungnya. Ternyata, temperatur titik-titik padakawat itu (dalam 'C) bergantung pada jarak dari ujung yang dipanasi menurut persamaant = d* * pl),dengan x adalah jarak titik yang ditinjau dari ujung yang dipanasi (dalammeteri to, a dan B a.,"p".r-r"tapan. Satuan untuk to, {1, dan B berturut-turut adalah

    n. iC, meter, dan metef2B. oC, meter, dan tak bersatuanC. "C, meter-1, dan meter2

    D. oC, meter l, drn ,net.r2E. 'C, meteil, dan meter-2

    r4.

    (uM-uGM 2oo8)Perhatikan ketiga vekto r yatg digambarkan padakertas berpetak berikut. Jika panjang satu petakadalah 1 N, besar resultan ketiga vektor adalah . .

    A. 7NB. 10NC. 24ND.25NE. 28N

    15. Dua buah vektor A dan B, besar B adalah I kr[ b.r"t A. Jika hasil bagi selisih danresultan arfiatavektor A danB adalah 116, "fi"ikosinus sudut apit antara kedua vektortersebutadalah....^1l\. 1B.+)c. I)

    II. EsaiKerjaban soal-soal berikut di buku latihan Anda.

    A. Penguhuran1. Laporkan hasil pengukuran panjang dengan mistar di bawah ini, lengkap dengan

    ketidakpasdannya.

    DiE.;

    :_1.i,1?i riuit o Sl"'lAJh'IA tr{elas x

  • Laporkan hasil pengukuran panjang dengan menggunakan jangka sorong untuk gambarberikut ini, lengkap dengan ketidakpastiannya.

    Laporkan hasil pengukurangambar-gambar berikut ini,

    panjang denganIengkap dengan

    menggunakan mikrometer sekrup untukketidakpastiannya.

    (a)

    Seorang siswa.mengukur diameter kelereng pada 5 sisi berbeda dari kelereng denganmenggunakan miftrometer sekrup. Hasil bacaan berturut-turut adalah:

    11,38 mm; 11,28 mm; 11,32 mm;71,42 mm: dan 11,30 mm.Laporkan hasil pengukuran siswa tersebut lengkap dengan ketidakpastiannya.

    Misalkan, Anda mengukur selang waktu: 20 kali ayunan dari sebuah jam bandul.Anda mencatat selang waktu 40,0; 40,1; 39,8; 39,8; dan 39,9, semuanya dalam sekon.Laporkan hasil pengukuran periode bandul lengkap dengan ketidakpastiannya.

    Tirlis bilangan-bilangan berikut dalam notasi ilmiah. Sebutkan juga bilangan pentingdan orde besarnya.(.) 5807,6 m(b) 200 300 000 m(c) 0,006300 kg(d) 0,00000054 kgAnang melaporkan pengukuran massa sebagai 500 g. Ketika temannya inginmenentukan banyak angka penting dalam pengukuran Anang, ia agak ragu. Dapat-kah Anang menjelaskan keraguan temannya? Bagaimana mengatasi masalah tersebut?Tentukan banyak angka penting pada hasil-hasil pengukuran berikut.(.) 32,45 kg(b) 8,ooo6 kg(c) 0,000 75 kg(d) o,ooo o3o mSelesaikan operasi-operasi matematika berikut. Nyatakan jawaban Anda ke dalam banyakangka penting yang sesuai dengan aturan.(") 712,6 m + 8,005 m + 13,48 m(b) Zs,o5 cm2

    - 32,045 cm2

    8ab tr Besaran Fisika cian Satuannfa {F

  • {(.)(d)0,1582mx8,2m94,5 I1,2 s

    7,500 x 10' kgG) 5,0xl0l mx5,0mx4m

    10. Selesaikan operasi-operasi matematika berikut. Nyatakan jawaban Anda ke dalam notasiilmiah dengan banyak angka penting yang tePat.(a) 2,46 x 103 g + 5,4 x 103 g(b) 5,80 x 10e s + 3,20 x 108 s(c) 5,87 x 10-6 m

    - 2,83 x 10-6 m

    (d) 8,12 x 107 g -

    6,30 x 106 g(e) (5,60 x 10-7 m) : (2,8 x 10-12 s)(f) (9,2 x 1o-4 km)(1,5 x 1o-3 km)

    11. Tebal sebuah buku yang terdiri dari 90 lembar adalah 1,35 cm. Nyatakan tebal tiaplembar buku itu dalam notasi ilmiah dan banyak angka penting yang memadai.

    12. Hasil pengukuran panjang sisi sebuah persegi dengan menggunakan jangka sorongadalah 15,300 cm. Hitung keliling dan luasnya.

    13. Hasil pengukuran massa dan volume sebuah benda pejal adalah 4,500 x 103 g dan7,0 x 102 cm3. Tentukan massa jenis bahan dari benda tersebut.

    14. Lima siswa mengukur panjang sebatang kayu dengan mistar berskala mm. Hasilpengukuran mereka dinyatakan sebagai berikut.

    63,65 cm; 63,64 cm; 63,58 cm; 63,56 cm; dar, 53,66 cm.Seorang siswa melakukan kesalahan membaca alat ukur. Siswa yang manakah itu?Dengan menghilangkan data yang salah, hitung panjang rata-rata batang kayr.

    15. Termometer (pembagian skala sampai 0,5"C) digunakan untuk mengukur titik didihair pada 1 atm. Tentukan:(.) ketidakpastian mutlak pada pengukuran(b) ketidakpastian relatifnya;(c) ketelitian yang dicapai pada pengukuranStopwatch memiliki pembagian skala sampai 0,1 s. Tentukan selang waktu yang dapatdiukur dengan ketelitian:(a) 960/o;(b) ggvo.Manakah hasil pengukuran yang ketelitiannya lebih tinggi?(.) (4,900 t 0,005) cm atau (4,90 t 0,005) cm(b) (10,00 t 0,05) mA atau (20,00 t 0,005) mAJelaskan. iAnda ingin mengukur tebal sekeping papan (ukurannya lebih kurang 25 mm). JikaAndamenghendaki ketelitian pengukuran sampai dengan 99o/o, dapatkah'Anda menggunakanmistar atau jangka sorong? Berikan komentar Anda.

    1n1;

    (nyatakan dalam persen).

    16.

    17.

    18.

    @ ririL* Se.'IAJtutd Kelas X

  • 19.

    20.

    Empat .resisror dihubungkan secara seri. Nilai masing-masing resistor berturut-turutadalah (28,4 x 0,1) C); (4,25 x 0,01) O; (56,605 I 0,001) O, dan (90,75 t 0,01) O.Tentukan hambatan total berikut ketidakpastiannya.

    Diameter sebuah bola logam kecil yang diukur dengan jangka sorong memberikand = (10,00 t 0,05) mm.(.) Berapakah ketidakpastian relatif volume bola tersebut (dalam %)?(b) Dengan memperhatikan o/o ketidakpastian relatif yang diperoleh dari (a), berapa

    banyak angka pentingkah yang dapat dituliskan pada volume bola itu?(c) Jika volume = V, laporkan V + AZ sesuai dengan banyak angka penting dalam

    (b). (Ambil tt = 3,14285)Tetapan gaya (k) sebuah pegas hendak ditentukan dengan percobaan getaran pegas,yang periodenya dirumuskan oleh T = 2",8. Pengukuran pegas menghasilkanT = (0,0825 t 0,0025) s dan pengukuran massa memberikan m = (15,02 t 0,05) kg.(a) Tentukan ketidakpastian relatif h (dalam o/o).(b) Tentukan I berikut ketidakpastiannya (dalam N/m).

    22, Dalamkeadaan setimbang, rumus jembatan \Theatstone adalah * = | , R. Pada suatupercobaan digunakan hambatan standar R = 10 Q tepat. Pengukuran 6erulang sebanyak10 kali menghasilkan t, = 69,52 cm dan 7r= 39,+9 cm, masing-masing dengan simpanganbaku nilai rata-rata sampel ,7 = 0,08 cm. Tentukan x + Lx.

    B. Besaran dan Satuan23. Jikar dalam meter, t dalam sekon, u dalam m/s, dan a dalam m/s2, tentukan satuan

    SI dari hasil operasi berikut.(.) v2

    xr;(b) {;(c) LoP

    2

    24. isilah titik-titik berikut.(t) 5,2ton =... kg(b) 2500g=...keG) 0,5hm2=. .m2(d) 400 cm2 = .

    ^2(.) 5000 dm3 = m3(f) 75oo cm3 = . m325. Isilah titik-titik berikut.(.) L3,5 glcm3 = . . . kg/m3

    6) qO kmljam =. .. m/sG) 0,08N/cm2=...N/m2(d) 1k\7h=...\(rs

    2t.

    ! Bab 1 llesaran Fisika c{an S*tu*nn,"" ffi

  • 26, (a) Berapa sekonkah da)am 1 tahun (ambil 1 tahun = 365 hari)?(b) Jika Ira dapat menghitung 1 molekul per sekon, berapa tahunkah dibutuhkan

    untuk menghitung molekul yang terkandung dalam 1 mol zat? (Jumlah molekuly".tg t..k".tirrrrg irl"- 1 mol zat adalah biLngan Avogadro, Na= 6,02 x lO23)'

    27. Jarak r yang ditempuh_oleh sebuah benda sebagai fungsi waktu r dinyatakan dalampersamaan s = A? + Bf - Cra. Tentukan dimensi untuk,4, B, dan C.

    28. Tentukan apakah rumus-rumus berikut benar secara dimensi'v2(a) x= 2a

    $\ x=!atl1t t""\1(c) , = \?)

    29. Buktikan bahwa dimensi dalam persa^ ^n

    ,? = ,'o * Zax adalah konsisten jika dimensix, 1,, dan a masing-masing adalah panjang, panjang per waktu, dan panjang per kuadratwaktu.

    30. Buktikan ba.hwa satuan besaran-besaran berikut adalah identik.G) Energi potensial dan energi kinetik.(b) Usaha, energi, dan kalor.

    31. Persamaan untuk kecepatan bunyi di dalam suatu gas dinyatakan dengan rumustrbJ

    , = \':#.Kecepatan u dinyatakan dalam m/s, y add.ah konstanta tanpa satuan, 7adalah suhu dinyatakan dalam kelvin, dan m adalah massa dinyatakan dalam kg' Apakahsatuan untuk konstanta Bolumann Ar?

    32. Tentukan dimensi dari besaran-besaran berikut.(a) Energi potensial: (massa x percepatan x tinggi)(b) Dava: 8 Y::-t*.\*/ __r".

    waktu

    (c) f.trnrn, (?'Y^)\ Iuas /(d) Momen inersia: (massa x kuadrat x jarak)

    33. Jika u = Pt * Q? * Rf dengan u dalam m/s dan t dilam s, tentukan satuan-satuandari P, Q dan R.

    34. Tentukan dimensi dari:(a) volume per menit4-'' PerPindahan\u'' percepatanG) ga1a x volume(d) massa jenis x kelajuan2

    35. Momentum dan impuls adalah besaran vektor, dengan momentum adalah hasil kalimassa dengan kecepatan dan impuls adalah hasil kali gaya dengan waktu. Buktikanbahwa momentum dan impuls adalah dua besaran vektor yang setara.

    @ r*iuo sh'tA/h&{ trdelas x

  • i["

    l

    l:

    Kelajuan awal (zn) suatu benda yang dilemparkan vertikal ke atas berhubungan denganketinggian maksimum yang dapat dicapainya (h). Anda lupa rumusnya secara tePat,tetapi Anda yakin salah satu dari rumus berikut adalah benar.

    5; ,^ = ^W atau ,n = tpgh.,o=\=tr atau, Vg u

    Gunakan analisis dimensi untuk menentukan rumus yang benar.Gaya tarik-menarik antara dua benda dengan massa mt dan m, dan terpisah sejauh rdapat dinyatakan

    m.m^F=G 't'rdengan G adaJah suatu konstanta. Tentukan dimensi dan satuan G.Periode getaratt sebuah benda bermassa m yang digantung pada sebuah pegas dengan

    terapan P dinyatakan oleh 7 = Zo^E'\l k

    Tentukan dimensi tetapan pegas k dalam persamaan tersebut'Perpindahan suatu partikel ketika bergerak dengan percepatan tetap memilikikesebandingan dengan waktu / dan percepatan d. Tentukan persamaan perpindahanpartikel tersebut.

    Tekanan hidrostatis suatu zat cair (p) pada kedalaman h di bawah permukaan zat cairmemiliki kesebandingan dengan massa jenis zat cair (p), percepatan gravitasi Q), dankedalaman /. Tirrunkan persamaan tekanan hidrostatis tersebut dengan metode analisisdimensi.

    Pmjumlahan VehtorTetapkan sumbu x+ sebagai acuan dan ambil skala panjang 1 cm mewakili 1 km.(r) Lukis vektor-vektor perpindahan berikut secara terpisah.

    A = 4km pada 0o, B = 3 km pada 30", dan C = 3 km pada -60'.(b) Selanjutnya, gambar vektor-vektor berikut.

    (i) A+B(ii) B + 2C(iiOA-c(i")A+B+C(v) A+B-C("i)A-28-C

    Penuntun: Vektor 2C adalah searah dengan C dan panjangnya 2 kali panjang C.

    Vektor A memiliki besar A = 3 m dan berarah 30' terhadap sumbu X positif. VektorB memiliki besar B = 2 m dan'terarah 45" terhadap sumbu X positif. Tentukan besardan arah: (a) A + B dan 6)4[ - B, dengan menggunakan metode grafis.Tentukan komponen-komponen X dan I'dari vektor-vektor berikut.(a) Vektor A20 m pada arah 37".(b) Vektor B 30 m pada arah 60".

    Bab 1 Besaran Fisika dan S*t.rrorr,r, @

  • (c) Vektor C 40 m pada arah 150".(d) Vektor D 10 m padaarah277".(e) Vektor E 50 m pada arah 45".(f) Vektor F 36 m pada arah 330'.

    44. Besar dari vektor-vektor C dan D pada gambar berikut adalah 4 m dan 5 m. Denganmetode rumus kosinus tentukan besar dan arah:@ C+D,(b) c-D,G) D_C.

    Hitung besar vektor resultan dari dua vektor A dan B yang saling tegak lurus berikut.(r) A = 4 satuan, B = 5 satuan,(b) A = 15 satuan, B = 20 satuan.Seorang anak berjalan 100 m ke utara, kemudian ia berjalan 200 m ke timur. Hitungvektor resultan perjalanannya.

    Tentukan besar dan arah vektor resultan dari vektor A dan B yang masing-masingmemiliki besar 3 dan 4 satuan, dan membentuk sudut 60'.

    Doni melakukan gaya tarikan sebesar 600 N, sedangkan Dani melakukan gaya tarikansebesar 700 N. Berapakah vektor resultan gaya tarikan kedua anak tersebut jika keduanyamenarik sebuah peti:(a) dalam arah yang berlawanan,(b) dalam arah yang sama.Vektor A memiliki panjang 14 cm dan arah 60" terhadap sumbu X, sedangkan vektorB memiliki panjang 20 cm dengan arah 20" terhadap sumbu X. Hitung besar dan arahvektor resultannya.

    Dua vektor perpindahan masing-masing memiliki besar 3 m dan 4 m. Hitung besardan arah vektor resultan jika sudut apit kedua vektor adalah: (a) 0'; (b) 60'; (c) 90';(d) 120'; (e) 180'. (Ambil vektor 3 m sebagai sumbu Xpositif).Diberikan dua vektor A dan B yang membentuk sudut terkecil 0. Jika besar B adalahdua kali besar,4 dan besar (A + B) adalah ]G U.r"r (A - B), tentukan nilai cos g.Dua vektor memiliki besar yang sama, yaitu 5 m. Tentukan sudut apit terkecil antarakedua vektor itu agar besar vektor resultannya:

    4r.

    +/.

    49.

    50.

    5t.

    52.

    G) 5^[j ^;(b) 5 -;

    G) 3,ho m;@) 5,[1 m.

    Resultan dari P dan Q adalah R. Jika arah Q dibalik, vektor resultan menjadi S.T[njukkan bahwa

    P*9=2(P+e),,$; fluiLo StuXA/h:LA Kelas X

  • Ambil vektor-vektgr P dan Q terletak pada satu bidang dan nyatakan setiap vektor ur^t .akomponen-komponennya.

    ,--.

    Dua gaya masing-masing memiliki besar 30 N dan 40 N.(e) Berapa resultan gaya terbesarnya?(b) Berapa resultan gaya terkecilnya?(c) Dapatkah kedua gaya tersebut membentuk keseimbangan dengan gaya ketiga yang

    besarnya:(i) 5 N, (i0 10 N, (iii) 30 N, (i") 40 N, (") 50 N, (vi) 70 N, (vii) 75 N?

    Tentukan besar dan arah vektor perpindahan yang memiliki komponen-komponen:6) 4= .6;t dan A, = 8 m;(b) 4 = 5^[i m dan '8" = _! m;(c) q=SmdanCr=843^;(d) D. = 4 m dan D, = -6 m.Jika tiap skala pada gambar di bawah = I km, tentukan resultan ketiga perpindahantersebut.

    Sebuah pesawat terbang menempuh jarak 40 km dalam arah 60" utara dari timur,kemudian berbelok ke timur dan menempuh jarak sejauh 10 km, akhirnya bprbelok keselatan dan menempuh jarak sejauh l0/5 km. Tentukan besar dan arah perpindahanpesawat itu dihitung dari titik berangkatnya.Sebuah pesawat dengan massa M terbang pada ketinggian tertentu dengan laju u.Kerapatan udara di ketinggian itu adalah p. Diketahui bahwa gaya angkat udara padapesawat bergantung pada kerapatan udara, Iaju pesawat, luas permukaan sayap pesawatA, dan suatu konstanta tanpa dimensi yang bergantung pada geometri sayap. Pilotpesawat memutuskan untuk menaikkan ketinggian pesawat sedemikian hingga rapatudara turun menjadi 0,5p. Tentukan berapa kecepatan yang dibutuhkan pesawat untukmenghasilkan gaya angkat yang sama? (nyatakan dalam a)

    @sK 2007)

    Bab 1 Besaran Fisika darr S*tuarr.rI* @