Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting

1. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.1
Perhatikan tabel hasil pengukuran empat orang siswa terhadap besaran fisika sebagai berikut!
Data dalam tabel tersebut yang benar dan berdasarkan satuan SI (Sistem Internasional) disajikan oleh siswa….

1. R dan S
2. P dan R
3. P dan Q
4. Q dan S

Pembahasan
Siswa P :
Satuan Sistem Internasional (SI) besaran panjang adalah meter (m), bukan centimeter (cm)
Alat ukur besaran panjang adalah mistar
Siswa Q :
Satuan Sistem Internasional (SI) besaran kuat arus listrik adalah Ampere (A)
Alat ukur besaran kuat arus listrik adalah Amperemeter
Siswa R :
Satuan Sistem Internasional (SI) besaran suhu adalah Kelvin (K)
Alat ukur besaran suhu adalah termometer, bukan hidrometer.
Hidrometer adalah alat ukur massa jenis air
Siswa S :
Satuan Sistem Internasional (SI) besaran massa adalah Kilogram (Kg)
Alat ukur besaran massa adalah neraca sama lengan

Data dalam tabel tersebut yang benar dan berdasarkan satuan SI (Sistem Internasional) disajikan oleh siswa Q dan S.
Jawaban yang benar adalah D.

2. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.2
Hubungan besaran dan satuan yang benar adalah….
Pembahasan
Gaya = Massa x Percepatan
Satuan SI massa adalah kilogram (kg)
Satuan SI percepatan adalah meter per sekon kuadrat (m/s²)
Jadi satuan Gaya = kg m/s² = kg m s^-2

Tekanan = Gaya / Luas Permukaan
Satuan SI gaya adalah kg m/s²
Satuan SI luas permukaan adalah m²
Jadi satuan Tekanan = kg /m s² = kg m^-1 s^-2

Energi = Usaha
Usaha = Gaya x Perpindahan
Satuan SI gaya adalah kilogram meter per sekon kuadrat (kg m/s²)
Satuan SI perpindahan adalah meter (m)
Jadi satuan Energi = satuan Usaha = kg m²/s² = kg m² s^-2

Daya = Usaha / Waktu
Satuan SI usaha adalah kilogram meter kuadrat per sekon kuadrat (kg m²/s²)
Satuan SI waktu adalah sekon (s)
Jadi satuan Daya = kg m²/s³ = kg m² s^-3
Jawaban yang benar adalah D.

Konversi satuan
3. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.2
Setengah liter susu segar diperlukan sebagai bahan campuran saus puding, maka susu yang harus dimasukkan ke dalam bahan saus puding sebanyak….

1. 5000 ml
2. 500 cc
3. 50 dm³
4. 5 m³

Pembahasan
Diketahui :
Volume susu = 0,5 liter
Ditanya : 0,5 liter = ….. ml = ….. cm³ (cc) = ….. dm³ = ….. m³ 
Jawab :
1 liter = 1000 mililiter (1000 ml)
1 liter = 0,001 m³ = 1 dm³ = 1000 cm³ (1000 cc)

0,5 liter = (0,5)(1000 ml) = 500 ml
0,5 dm³ = (0,5)(1000 cc) = 500 cc
0,5 liter = 0,5 dm³ = 0,0005 m³
Jawaban yang benar adalah B.

4. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.1
Jika ke dalam 100 mililiter susu cair ditambahkan 250 cc air maka dihasilkan air susu sebanyak….

1. 12,5 dm³
2. 1,25 dm³
3. 3,5 dm³
4. 0,35 dm³

Pembahasan
Diketahui :
Volume susu = 100 ml
Volume air = 250 cc = 250 cm³
Ditanya : 100 ml + 250 cc = ….. dm³
Jawab :
ml = mililiter
cc = cm³ = sentimeter kubik
dm³ = desimeter kubik

1 dm³ = 1 liter = 1000 mililiter sehingga 100 mililiter = 100/1000 liter = 1/10 liter = 0,1 liter = 0,1 dm³
1 dm³ = 1000 cm³ sehingga 250 cm³ = 250/1000 dm³ = 1/4 dm³ = 0,25 dm³

100 ml + 250 cm³ = 0,1 dm³ + 0,25 dm³ = 0,35 dm³
Jawaban yang benar adalah D.

5. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.6
Sebuah ruangan kelas yang panjangnya 10 m dan lebarnya 8 m, berlantai keramik yang berukuran 20 cm x 20 cm. Jumlah keramik pada lantai dalam ruangan itu adalah….

1. 20 buah
2. 200 buah
3. 2000 buah
4. 20000 buah

Pembahasan
Diketahui :
Ukuran ruang kelas :
Panjang = 10 meter
Lebar = 8 meter
Luas ruang kelas = 10 m x 8 m = 80 m²

Ukuran keramik :
Panjang = 20 cm
Lebar = 20 cm
Luas keramik = 20 cm x 20 cm = 400 cm²

Ditanya : Jumlah keramik pada lantai dalam ruangan
Jawab :
1 m = 100 cm
1 m² = 10.000 cm²
Jadi 80 m² = 80 x 10.000 cm² = 800.000 cm²

Jumlah keramik = Luas ruang kelas / Luas keramik
Jumlah keramik = 800.000 cm² / 400 cm²
Jumlah keramik = 2000 buah
Jawaban yang benar adalah C.

6. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.9
Setiap detik menetes 4 cc air dari akuarium yang bocor. Tetesan air ditampung di ember berukuran 5 liter. Ember terisi penuh dalam waktu….

1. 125 detik
2. 200 detik
3. 1250 detik
4. 2000 detik

Pembahasan
Diketahui :
1 liter = 1 dm³ = 1000 cm³

Volume air = 4 cc = 4 cm³
Volume ember = 5 liter = 5 dm³ = 5 x 1000 cm³ = 5000 cm³   
Ditanya : Selang waktu ember terisi penuh
Jawab :
5000 cm³ / 4 cm³ = 1250 detik
Jawaban yang benar adalah C.

Awalan satuan
7. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.3
Urutan awalan untuk satuan dari besar ke kecil yang benar adalah….

1. Mega, terra, nano, piko
2. Giga, Mega, Mikro, nano
3. Piko, Nano, Mega, Terra
4. Mega, Terra, Mikro, Piko

Pembahasan
Jawaban yang benar adalah B.

Analisis dimensi
8. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.5
Berdasarkan analisis dimensi, besaran-besaran fisika di bawah ini yang berdimensi sama adalah…

1. usaha dan daya
2. daya dan tekanan
3. gaya dan momentum
4. usaha dan kalor

Pembahasan
Diketahui :
Dimensi Dimensi Panjang = Dimensi Lebar = Dimensi Perpindahan = L
Dimensi Waktu = T
Dimensi Massa = M
Jawab :
Dimensi Luas = Dimensi Panjang x Dimensi Lebar = [L][L] = [L]²
Dimensi Kecepatan = Dimensi Perpindahan / Dimensi Waktu = [L] / [T] = [L][T]^-1
Dimensi Percepatan = Dimensi Kecepatan / Dimensi Waktu = [L][T]^-1 / [T] = [L][T]^-1[T]^-1 = [L][T]^-2
Dimensi Gaya = Dimensi Massa x Dimensi Percepatan = [M][L][T]^-2
Dimensi Usaha = Dimensi Gaya x Dimensi Perpindahan = [M][L][T]^-2 [L] = [M][L]²[T]^-2
Dimensi Daya = Dimensi Usaha / Dimensi Waktu = [M][L]²[T]^-2 / [T] = [M][L]²[T]^-2[T]^-1 = [M][L]²[T]^-3
Dimensi Tekanan = Dimensi Gaya / Dimensi Luas = [M][L][T]^-2 / [L]² = [M][L][T]^-2 [L]^-2 = [M] [L]^-1[T]^-2    
Dimensi Momentum = Dimensi Massa x Dimensi Kecepatan = [M][L][T]^-1
Dimensi Kalor = Dimensi Energi = Dimensi Usaha = [M][L]²[T]^-2
Jawaban yang benar adalah D.

Catatan :
Kalor adalah energi yang berpindah karena perbedaan suhu.
Usaha adalah proses perpindahan energi melalui perpindahan benda.
Jadi dimensi kalor = dimensi energi = dimensi usaha.

Pengukuran dan angka penting
9. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.7
Panjang sebuah benda diukur dengan menggunakan mikrometer dan terbaca nilai sebesar 15,08 mm. Bilangan penting dan jumlah angka penting hasil pengukuran itu berturut-turut adalah ….

1. 15,08 mm dan 3 angka penting
2. 1,508 mm dan 4 angka penting
3. 15,08 mm dan 4 angka penting
4. 1,508 mm dan 3 angka penting

Pembahasan
Bilangan penting = 15,08 milimeter
Jumlah angka penting = 4
Jawaban yang benar adalah C.