Soal Besaran Pokok dan Satuan Beserta Pembahasan Jawaban
Besaran pokok adalah besaran fisika dengan satuan yang berdiri sendiri serta tidak dipengaruhi oleh besaran fisika lainnya. Selain besaran pokok, dikenal besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok. Pelajari soal besaran pokok dan satuan beserta pembahasan jawaban untuk menambah pemahaman.
Kumpulan Soal Besaran Pokok dan Satuan Beserta Pembahasan Jawaban Lengkap
Pembahasan Jawaban:
Massa jenis termasuk ke dalam besaran turunan dari besaran pokok massa dan panjang. Satuan massa jenis g/cm³ dapat diubah ke dalam satuan dasar massa jenis yakni kg/m³. Untuk mengkonversi satuan g/cm³ ke kg/m³ dengan cara berikut ini.
0,8 g/cm³ = 0,8 x 1000 = 800 kg/m³
2. Persamaan jarak tempuh benda bergerak dituliskan dengan fungsi berikut:
x = v . t + ½ a . t²
Apabila t adalah simbol waktu dengan satuan detik atau sekon, v adalah simbol kecepatan dengan satuan m/s, serta x merupakan simbol jarak dengan satuan meter (m). Tentukan satuan besaran a.
Diketahui:
v = m/s
t = s
x = m
Pembahasan Jawaban:
x = v . t + ½ a . t²
Ubah simbol besaran di atas ke dalam satuan Internasional:
m = m/s x s + ½ a x s²
m = m + ½ a x s²
Agar persamaan di ruas kiri serta persamaan di ruas kanan sama, maka persamaan di ruas kanan harus dalam satuan m sebagai berikut:
a x s² = m
a = m/s²
Sehingga satuan besaran a dalam bentuk m/s².
3. Sebutkan 7 besaran pokok beserta satuan besaran tersebut!
Pembahasan Jawaban:
Panjang = meter (m)
Massa = kilogram (kg)
Suhu = Kelvin (K)
Waktu = sekon atau detik (s)
Intensitas = Candela (cd)
Kuat arus = Ampere (A)
Jumlah zat = mol
4. Tentukan satuan dari beberapa besaran turunan di bawah ini ke dalam satuan dalam besaran pokok berdasarkan definisi besaran yang diketahui!
a. Kecepatan merupakan besar perpindahan benda setiap satu satuan waktu
b. Percepatan merupakan perubahan kecepatan setiap satu satuan waktu
c. Gaya merupakan perkalian antara percepatan benda dengan massa benda tersebut
d. Tekanan merupakan pembagian gaya terhadap luas area benda
Pembahasan Jawaban:
Satuan dari besaran turunan diturunkan dari persamaan besaran tersebut seperti berikut:
a. Kecepatan:
v = Δs/Δt
satuan Δs = m
satuan Δt = s
Maka satuan v = m/s
b. Percepatan:
a = Δv/Δt
a = (m/s)/s
a = m/s²
c. Gaya:
F = m x a
F = kg x m/s²
F = kg m sˉ² atau biasa digunakan satuan Newton (N)
d. Tekanan
P = F/A
P = (kg . m/s²)/m²
P = kg . mˉ¹ . sˉ² atau sama dengan N/m² dan biasa digunakan satuan Pascal (Pa)
5. Hubungan dari besaran volume (V), tekanan (P), suhu (T) dan jumlah partikel gas (n) dituliskan menggunakan fungsi tetapan gas umum (R) di bawah ini:
PV/T = nR
Tuliskan rumus dimensi tetapan gas umum (R) dari persamaan di atas
Pembahasan Jawaban:
6. Tentukan dimensi dari besaran di bawah ini:
a. Kecepatan
b. Percepatan
c. Gaya
d. Usaha
e. Berat
Pembahasan Jawaban:
Dimensi dari besaran disesuaikan dengan satuan dari besaran tersebut.
a. Kecepatan, v:
Persamaan v = Δs/Δt
Satuan v = m/s
Maka dimensi v = [L] [T]ˉ¹
b. Percepatan, a:
Satuan a = m/s²
Maka dimensi a = [L] / [T]² = [L] [T]ˉ²
c. Gaya, F:
Persamaan F = m x a
Satuan F = kg . m/s²
Dimensi F = [M] [L] [T]ˉ²
d. Usaha, W:
Rumus usaha merupakan perkalian gaya F dengan perpindahan s:
Persamaan, W = F x s
Satuan W = [kg . m/s²] m
Dimensi, W = [M] [L]² [T]ˉ²
e. Berat, w:
Persamaan w = m x g
Satuan w = kg . m/s²
Dimensi, w = [M] [L] [T]ˉ²
f. Momentum, p:
Persamaan p = m x v
Satuan p = kg x m/s
Dimensi, p = [M] [L] [T]ˉ¹
7. Semua benda yang dimasukkan ke dalam zat cair seperti air akan mendapat gaya tekan ke atas atau gaya Archimedes. Gaya Archimedes atau gaya tekan ke atas dipengaruhi oleh percepatan gravitasi g, massa jenis fluida ρ, dan volume benda tercelup V.
Tentukan berapakah persamaan gaya tekan ke atas (gaya Archimedes)!
Pembahasan Jawaban:
Dimensi besaran dari persamaan gaya Archimedes:
Massa jenis, ρ = [M] [L]ˉ³
Volume. V = [L]³
Percepatan gravitasi, g = [L] [T]ˉ²
Gaya Archimedes, FA = [M] [L] [T]ˉ²
Persamaan besar gaya tekan ke atas atau gaya Archimedes bisa dituliskan seperti berikut ini:
FA = ρx gy Vz
Nilai dari pangkat x, y serta z bisa ditentukan menggunakan analisis kesamaan dimensi sisi kanan dan kiri seperti di bawah ini:
Dimensi FA = Dimensi ρx gy Vz
[M] [L] [T]ˉ² = {[M] [L]ˉ³}x {[L] [T]ˉ²}y {[L]³}z
[M] [L] [T]ˉ² = [M]x . [L]ˉ³x + y + 3z . [T]ˉ²y
Kedua sisi dimensinya harus sama sehingga dapat diperoleh nilai pangkat x, y dan z adalah:
Pangkat [M] : x = 1
Pangkat [L] : -2y = -2 sehingga y = 1
Pangkat [T] :
-3x + y + 3z = 1
-3 (1) + 1 + 3z = 1
-3 + 1 + 3z = 1
-2 + 3z = 1
3z = 3
z = 1
Sehingga nilai x, y serta z bisa diperoleh persamaan berikut:
FA = ρ g V
8. Adik sedang mengikuti perlombaan lari jarak jauh dengan jarak yang ditempuh 1000 m. Hitunglah berapa jarak lari 1000 m diubah ke dalam satuan yard?
Pembahasan Jawaban:
1 yard = 36 inchi
1 yard = 36 inchi = 36 x 2,54 cm =91,44 cm = 0,9144 m
Sehingga: 1 m = 1/0,9144 yard = 1,094 yard
Konversi:
1000 m = 1000 m x (1,094 yard/1 m)
1000 m = 1094 yard
Dalam Fisika dikenal dua jenis basaran yaitu besaran pokok serta besaran turunan. Untuk memahami besaran turunan, maka pertama-tama harus menghapal besaran pokok sebagai fondasinya. Perbanyak soal besaran pokok dan satuan beserta pembahasan jawaban untuk menambah pemahaman.
Referensi:
Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Saripudin, Aip. 2009. Praktis Belajar Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional