Contoh Soal Jangka Sorong dan Pembahasannya: 13 Nomor Lengkap Cara Membaca Skala Nonius

Contoh soal jangka sorong selalu bisa diselesaikan dengan satu rumus yang sama, yaitu hasil pengukuran = angka skala utama di sebelah kiri garis nol nonius, ditambah nomor garis nonius yang berimpit dikali ketelitian alat. Begitu rumus itu kamu kunci, sisanya tinggal soal kerapian membaca. Di artikel ini kamu dapat 13 soal berpembahasan langkah demi langkah, mulai dari alat berketelitian 0,1 mm sampai 0,02 mm, ditambah koreksi kesalahan titik nol dan aturan angka penting yang sering jadi penentu benar atau salahnya jawaban akhir.

Materi pengukuran ini punya dua medan sekaligus. Pada Tes Kemampuan Akademik (TKA) jenjang SMA/MA/SMK, Fisika terdaftar sebagai salah satu mata pelajaran pilihan di kerangka asesmen yang diterbitkan Pusmendik Kemendikdasmen. Sementara laman Informasi Umum UTBK-SNBT di snpmb.id mencantumkan materi tes berupa Tes Potensi Skolastik dan Tes Literasi, sehingga Fisika tidak berdiri sebagai subtes tersendiri di UTBK. Artinya soal jangka sorong paling sering kamu temui di ujian sekolah, di TKA mata pelajaran pilihan Fisika, dan di seleksi mandiri PTN. Kalau kamu ingin memastikan daftar subtes resminya lebih dulu, cek rinciannya di pembahasan subtes UTBK dan materi UTBK.

Apa Itu Jangka Sorong dan Kapan Soalnya Muncul

Jangka sorong adalah alat ukur panjang yang sanggup menangani tiga jenis ukuran dengan satu badan alat: ukuran luar (tebal pelat, diameter kelereng), ukuran dalam (diameter dalam pipa atau cincin), dan kedalaman (dalamnya lubang, tinggi bagian dalam tabung). Unit Pembelajaran Pengukuran dan Vektor terbitan Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan menempatkan alat ini sebagai salah satu alat ukur yang paling banyak dipakai justru karena keserbagunaan tersebut.

Nilai jualnya dibanding mistar terletak pada skala tambahan bernama skala nonius atau skala vernier. E-modul Fisika SMA Kelas X terbitan Direktorat Pembinaan SMA menyebutkan bahwa mistar umumnya punya skala terkecil 1 mm, sedangkan jangka sorong mencapai 0,1 mm atau 0,05 mm, sehingga hasil pengukurannya jauh lebih presisi. Selisih sepuluh kali lipat itulah yang membuat soal pengukuran hampir selalu memakai jangka sorong, bukan penggaris.

Bentuk soalnya biasanya ada tiga: gambar skala yang harus kamu baca, deskripsi verbal posisi skala utama dan garis nonius, atau soal terapan yang meminta kamu memakai hasil pengukuran untuk menghitung luas dan volume. Tipe ketiga inilah yang paling sering muncul dalam kemasan penalaran kuantitatif, mirip pola yang dipakai di TPS UTBK, dan juga di bank soal contoh soal TKA.

Bagian-Bagian Jangka Sorong yang Wajib Kamu Kenali

Sebelum menghitung, kamu perlu tahu bagian mana yang menyentuh benda dan bagian mana yang kamu baca. E-modul Fisika Kelas X Kemendikbud merangkumnya jadi dua kelompok besar: bagian tetap (rahang tetap) yang menempel pada batang berskala utama, dan bagian yang dapat digeser (rahang geser) yang membawa skala nonius.

Rinciannya seperti ini. Rahang bawah terdiri atas satu rahang tetap dan satu rahang geser, dipakai menjepit benda untuk mengukur ukuran luar. Rahang atas berbentuk dua taji kecil yang dimasukkan ke dalam lubang lalu direnggangkan, dipakai mengukur diameter dalam. Ekor atau batang kedalaman adalah lidah tipis yang menjulur dari ujung belakang batang ketika rahang digeser, dipakai mengukur kedalaman lubang dengan posisi tegak lurus. Skala utama tercetak pada batang panjang, biasanya bersatuan sentimeter di sisi atas dan milimeter di sisi bawah. Skala nonius tercetak pada rahang geser dan jumlah garisnya menentukan ketelitian alat. Terakhir, sekrup pengunci menahan rahang geser supaya posisinya tidak berubah saat alat diangkat untuk dibaca.

Ketelitian Jangka Sorong: 0,1 mm, 0,05 mm, dan 0,02 mm

Ini bagian yang paling sering bikin jawaban meleset, karena banyak siswa terlanjur hafal bahwa ketelitian jangka sorong itu selalu 0,1 mm. Kenyataannya nilai itu bergantung pada jumlah garis di skala noniusnya. Unit Pembelajaran Pengukuran dan Vektor Ditjen GTK menyebut secara eksplisit bahwa ketelitian skala nonius bermacam-macam, di antaranya 0,1 mm, 0,05 mm, dan 0,02 mm.

Logikanya sederhana dan bisa kamu turunkan sendiri. Kalau skala nonius punya N garis yang menempati panjang (N - 1) milimeter di skala utama, maka satu garis nonius panjangnya (N - 1)/N mm, dan selisihnya terhadap satu garis skala utama adalah 1/N mm. Modul yang sama mencontohkan kasus N = 10: sepuluh garis nonius menempati 9 mm, jadi satu garis nonius panjangnya 9 : 10 = 0,9 mm, dan selisihnya 1 mm - 0,9 mm = 0,1 mm. Ikuti pola itu untuk N = 20 dan N = 50 dan kamu dapat 0,05 mm serta 0,02 mm.

Ada satu jebakan istilah yang perlu kamu sadari sejak awal. Buku dan modul sekolah memakai kata "ketelitian" dalam dua arti yang berbeda. Unit Pembelajaran Ditjen GTK dan E-Modul Fisika Kelas X karya Ai Anisah memakai ketelitian dengan arti nilai skala terkecil, jadi jangka sorong biasa disebut berketelitian 0,1 mm. Sebaliknya, E-modul Fisika SMA Kelas X karya Riska menulis bahwa skala terkecil jangka sorong adalah 0,1 mm dan ketelitiannya sebesar 0,05 mm, karena di situ kata ketelitian dipakai untuk ketidakpastian alat. Jangan panik kalau menemui dua angka berbeda: baca konteks kalimatnya, dan pastikan kamu tahu yang diminta soal itu nilai per garis nonius atau ketidakpastiannya.

Cara Membaca Skala Utama dan Skala Nonius dalam Tiga Langkah

Prosedur bakunya sudah dirumuskan di Unit Pembelajaran Pengukuran dan Vektor sebagai tiga langkah yang selalu sama, apa pun ketelitian alatnya.

Langkah 1, baca skala utama. Cari angka milimeter pada skala utama yang berada tepat di sebelah kiri garis nol skala nonius. Ambil angka bulatnya saja, jangan menaksir. Kalau garis nol nonius berada di antara 34 mm dan 35 mm, yang kamu catat adalah 34 mm.

Langkah 2, cari garis nonius yang berimpit. Telusuri skala nonius dari kiri ke kanan dan temukan satu garis yang paling lurus, paling segaris dengan salah satu garis skala utama. Hitung garis itu nomor berapa dari garis nol nonius. Kalikan nomor tersebut dengan ketelitian alat.

Langkah 3, jumlahkan. Hasil akhir adalah penjumlahan langkah 1 dan langkah 2. E-modul Fisika SMA Kelas X memberi contoh persis begini: skala utama menunjukkan 4,1 cm, garis nonius kelima berimpit, sehingga bacaannya 4,1 cm + 0,05 cm = 4,15 cm atau 41,5 mm.

Tabel Contoh Pembacaan Jangka Sorong

Tabel berikut memperlihatkan bagaimana angka yang sama di skala utama bisa menghasilkan bacaan berbeda begitu ketelitian alatnya berubah. Pakai tabel ini sebagai pemanas sebelum masuk ke soal.

Angka Penting dan Cara Melaporkan Hasil Pengukuran

Soal yang bagus jarang berhenti di angka bacaan. Dia akan menuntut kamu menulis hasilnya dengan benar. E-Modul Fisika Kelas X Kemendikbud mendefinisikan angka penting sebagai semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, terdiri atas angka pasti (eksak) dan satu angka terakhir yang ditaksir atau diragukan.

Untuk pengukuran tunggal, modul yang sama menetapkan bahwa ketidakpastiannya sama dengan setengah nilai skala terkecil alat. Pada jangka sorong berketelitian 0,1 mm berarti setengah dari 0,1 mm, yaitu 0,05 mm atau 0,005 cm. Hasilnya dilaporkan dalam bentuk x ± Δx, dan jumlah desimal angka utamanya disamakan dengan desimal ketidakpastiannya. Bacaan 41,5 mm tadi karenanya ditulis (41,50 ± 0,05) mm, atau (4,150 ± 0,005) cm bila kamu bekerja dalam sentimeter.

Empat aturan angka penting yang paling sering dipakai pada soal terapan jangka sorong: semua angka bukan nol adalah angka penting; nol di antara angka bukan nol adalah angka penting; nol di sebelah kiri angka bukan nol bukan angka penting (0,00053 kg punya 2 angka penting); dan nol di belakang angka bukan nol setelah tanda desimal adalah angka penting (7,0500 m punya 5 angka penting). Untuk operasinya, hasil penjumlahan dan pengurangan ditulis mengikuti jumlah desimal paling sedikit, sedangkan hasil perkalian dan pembagian mengikuti jumlah angka penting paling sedikit. Pola berpikir yang sama kamu pakai juga saat mengolah data di soal contoh soal energi kinetik.

Contoh Soal Jangka Sorong Ketelitian 0,1 mm (Nomor 1 sampai 4)

Soal 1. Sebuah jangka sorong berskala nonius 10 garis dipakai mengukur tebal balok. Garis nol nonius berada di antara 34 mm dan 35 mm pada skala utama, dan garis nonius ke-6 berimpit dengan salah satu garis skala utama. Berapa tebal balok itu?

Pembahasan. Ketelitian alat 0,1 mm karena noniusnya 10 garis. Skala utama = 34 mm. Nilai nonius = 6 × 0,1 mm = 0,6 mm. Hasil = 34 mm + 0,6 mm = 34,6 mm atau 3,46 cm.

Soal 2. Dengan jangka sorong berketelitian 0,1 mm, garis nol nonius berada tepat setelah angka 52 mm dan garis nonius ke-3 berimpit. Tuliskan hasil pengukuran lengkap dengan ketidakpastiannya.

Pembahasan. Skala utama = 52 mm. Nilai nonius = 3 × 0,1 mm = 0,3 mm. Hasil bacaan = 52 + 0,3 = 52,3 mm. Ketidakpastian pengukuran tunggal = ½ × 0,1 mm = 0,05 mm. Karena ketidakpastiannya punya dua angka di belakang koma, angka utamanya ditulis dua desimal juga. Laporan akhirnya (52,30 ± 0,05) mm atau (5,230 ± 0,005) cm.

Soal 3. Sebuah benda diukur dengan jangka sorong berketelitian 0,1 mm. Garis nol skala nonius jatuh tepat berimpit dengan garis 21 mm pada skala utama. Berapa panjang benda itu?

Pembahasan. Inilah jebakan klasiknya. Karena garis nol nonius yang jadi acuan sudah tepat berimpit, nilai noniusnya nol, bukan sepuluh. Skala utama = 21 mm, nilai nonius = 0 × 0,1 mm = 0 mm, sehingga hasil = 21,0 mm atau 2,10 cm. Jawaban 22 mm muncul kalau kamu keliru menghitung garis nonius ke-10 yang ikut berimpit di ujung kanan.

Soal 4. Diameter dalam sebuah pipa diukur memakai rahang atas jangka sorong berketelitian 0,1 mm. Garis nol nonius berada di antara 9 mm dan 10 mm, dan garis nonius ke-9 berimpit. Berapa diameter dalam pipa tersebut dalam sentimeter?

Pembahasan. Skala utama = 9 mm. Nilai nonius = 9 × 0,1 mm = 0,9 mm. Hasil = 9 + 0,9 = 9,9 mm. Konversi ke sentimeter, 9,9 mm : 10 = 0,99 cm. Perhatikan bahwa penggunaan rahang atas tidak mengubah cara membaca skala sedikit pun, yang berubah hanya bagian alat yang menyentuh benda.

Contoh Soal Jangka Sorong Ketelitian 0,05 mm dan 0,02 mm (Nomor 5 sampai 8)

Soal 5. Jangka sorong dengan skala nonius yang dibagi menjadi 20 bagian dipakai mengukur panjang sebuah komponen. Skala utama di sebelah kiri garis nol nonius menunjukkan 41 mm, dan garis nonius ke-13 berimpit. Berapa panjang komponen itu?

Pembahasan. Nonius 20 garis berarti ketelitian 1/20 mm = 0,05 mm. Nilai nonius = 13 × 0,05 mm = 0,65 mm. Hasil = 41 mm + 0,65 mm = 41,65 mm atau 4,165 cm. Kalau kamu terlanjur memakai 0,1 mm, hasilnya melenceng jadi 42,3 mm, jadi selalu cek dulu jumlah garis noniusnya sebelum mengalikan.

Soal 6. Pada jangka sorong berketelitian 0,05 mm, skala utama menunjukkan 7 mm dan garis nonius ke-10 berimpit. Berapa hasil pengukurannya?

Pembahasan. Nilai nonius = 10 × 0,05 mm = 0,50 mm. Hasil = 7 mm + 0,50 mm = 7,50 mm atau 0,750 cm. Cara cepatnya, pada nonius 20 garis, garis ke-10 selalu berarti setengah milimeter.

Soal 7. Sebuah jangka sorong presisi punya skala nonius 50 garis. Saat mengukur tebal pelat, skala utama menunjukkan 12 mm dan garis nonius ke-24 berimpit. Berapa tebal pelat itu?

Pembahasan. Nonius 50 garis berarti ketelitian 1/50 mm = 0,02 mm. Nilai nonius = 24 × 0,02 mm = 0,48 mm. Hasil = 12 mm + 0,48 mm = 12,48 mm atau 1,248 cm.

Soal 8. Dengan jangka sorong berketelitian 0,02 mm, skala utama menunjukkan 8 mm dan garis nonius ke-35 berimpit. Tuliskan hasilnya beserta ketidakpastian pengukuran tunggal.

Pembahasan. Nilai nonius = 35 × 0,02 mm = 0,70 mm. Hasil bacaan = 8 mm + 0,70 mm = 8,70 mm. Ketidakpastian = ½ × 0,02 mm = 0,01 mm. Laporan akhirnya (8,70 ± 0,01) mm.

Contoh Soal Jangka Sorong Tingkat Lanjut (Nomor 9 sampai 13)

Soal 9. Perhatikan bentuk soal pilihan ganda berikut. Sebuah jangka sorong berketelitian 0,1 mm menunjukkan skala utama 25 mm dengan garis nonius ke-5 berimpit. Pembacaan skala alat ukur tersebut adalah: (a) 25,00 mm, (b) 25,50 mm, (c) 24,50 mm, (d) 25,55 cm, (e) 24,55 mm.

Pembahasan. Nilai nonius = 5 × 0,1 mm = 0,5 mm. Hasil = 25 mm + 0,5 mm = 25,50 mm, jadi jawabannya (b). Opsi (d) sengaja dipasang untuk menjebak yang tidak memeriksa satuan, karena 25,55 cm berarti lebih dari 25 sentimeter, ukuran yang mustahil untuk benda yang muat di rahang jangka sorong biasa.

Soal 10. Sebuah jangka sorong berketelitian 0,1 mm ternyata punya kesalahan titik nol. Ketika kedua rahang dirapatkan rapat tanpa benda apa pun, garis nol nonius tidak segaris dengan nol skala utama melainkan berada 0,2 mm di sebelah kanannya. Alat itu lalu dipakai mengukur sebuah benda dan menghasilkan bacaan 36,7 mm. Berapa panjang benda sebenarnya?

Pembahasan. Kesalahan nol positif sebesar +0,2 mm berarti setiap bacaan alat itu kelebihan 0,2 mm. Koreksinya dengan mengurangkan: panjang sebenarnya = 36,7 mm - 0,2 mm = 36,5 mm. Kalau kesalahan nolnya negatif (garis nol nonius berada di kiri nol skala utama), koreksinya justru ditambahkan. Inilah alasan modul pengukuran selalu menyuruh mengecek apakah alat sudah menunjuk nol sebelum dipakai.

Soal 11. Diameter sebuah silinder pejal diukur dengan jangka sorong berketelitian 0,1 mm. Skala utama menunjukkan 12 mm dan garis nonius ke-4 berimpit. Hitung luas penampang lingkaran silinder itu memakai π = 3,14 dan tuliskan hasilnya sesuai aturan angka penting.

Pembahasan. Pertama baca diameternya: nilai nonius = 4 × 0,1 mm = 0,4 mm, sehingga d = 12 + 0,4 = 12,4 mm = 1,24 cm. Jari-jarinya r = 1,24 : 2 = 0,62 cm. Luas penampang A = π r² = 3,14 × (0,62 cm)² = 3,14 × 0,3844 cm² = 1,207016 cm². Sekarang terapkan aturan perkalian: 1,24 punya 3 angka penting dan 3,14 juga 3 angka penting, jadi hasilnya ditulis dengan 3 angka penting, yaitu 1,21 cm².

Soal 12. Sisi sebuah pelat berbentuk persegi diukur dengan jangka sorong berketelitian 0,05 mm. Skala utama menunjukkan 15 mm dan garis nonius ke-8 berimpit. Berapa keliling pelat tersebut?

Pembahasan. Nilai nonius = 8 × 0,05 mm = 0,40 mm, sehingga panjang sisi = 15 + 0,40 = 15,40 mm. Angka 4 pada rumus keliling persegi adalah bilangan eksak hasil pencacahan, bukan hasil pengukuran, jadi dia tidak membatasi jumlah angka penting. Keliling = 4 × 15,40 mm = 61,60 mm atau 6,160 cm.

Soal 13. Seorang siswa hendak mengukur diameter kawat tipis yang diperkirakan sekitar 0,45 mm. Alat mana yang tepat, dan kalau ia memakai mikrometer sekrup lalu skala utamanya menunjukkan 0 mm dengan garis setengah milimeter belum tampak, sedangkan skala putarnya berhenti di angka 45, berapa hasil pengukurannya?

Pembahasan. Untuk benda setipis itu, jangka sorong berketelitian 0,1 mm tidak memadai karena hasilnya hanya akan terbaca 0,4 mm atau 0,5 mm tanpa kepastian. Alat yang tepat adalah mikrometer sekrup dengan skala terkecil 0,01 mm. Untuk bacaan yang ditanyakan: skala utama 0 mm, garis setengah milimeter belum tampak sehingga tidak ada tambahan 0,5 mm, ditambah skala putar 45 × 0,01 mm = 0,45 mm. Total = 0 + 0,45 = 0,45 mm, sesuai perkiraan awal.

Beda Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

Dua alat ini sering tertukar di kepala siswa karena sama-sama punya dua skala. Bedanya jelas begitu kamu lihat angka dan bentuk fisiknya. Jangka sorong membaca lewat pergeseran lurus rahang, mikrometer membaca lewat putaran ulir. E-Modul Fisika Kelas X mencatat skala terkecil mikrometer sekrup sebesar 0,01 mm dengan ketidakpastian setengahnya, yaitu 0,005 mm. Unit Pembelajaran Ditjen GTK menambahkan bahwa mikrometer sanggup mengukur sampai ketelitian 0,01 mm hingga 0,001 mm, tetapi jangkauannya pendek, umumnya hanya 25 mm.

Enam Kesalahan yang Paling Sering Bikin Jawaban Meleset

Pertama, menganggap ketelitian selalu 0,1 mm. Selalu hitung dulu jumlah garis noniusnya. Sepuluh garis berarti 0,1 mm, dua puluh garis berarti 0,05 mm, lima puluh garis berarti 0,02 mm.

Kedua, membaca skala utama di sebelah kanan garis nol nonius. Acuannya selalu angka di sebelah kiri. Kesalahan ini menambah 1 mm ke jawaban.

Ketiga, menaksir skala utama. Skala utama dibaca bulat dalam milimeter, tidak boleh ditaksir. Bagian pecahannya sudah menjadi tugas skala nonius.

Keempat, salah menghitung nomor garis nonius. Hitung mulai dari garis nol nonius sebagai nol, bukan sebagai satu. Kalau garis pertama setelah nol yang berimpit, nomornya 1.

Kelima, lupa mengonversi satuan. Banyak opsi jawaban ditulis dalam sentimeter sementara pembacaanmu dalam milimeter. Bagi dengan 10, jangan dikali.

Keenam, kesalahan paralaks. E-modul pengukuran Kemendikbud menyebut paralaks sebagai kesalahan pengamatan akibat mata tidak tegak lurus terhadap skala. Di soal bergambar, efeknya muncul sebagai garis nonius yang terlihat lurus padahal bukan, jadi biasakan mengecek dua garis tetangganya.

Cara Melatih Pembacaan Jangka Sorong Menjelang Ujian

Kemampuan membaca jangka sorong itu keterampilan motorik visual, bukan hafalan, jadi latihannya harus berulang dan pendek. Pola yang efektif: kerjakan sepuluh pembacaan setiap hari selama dua minggu, dengan komposisi lima soal ketelitian 0,1 mm, tiga soal 0,05 mm, dan dua soal 0,02 mm. Sepuluh soal itu cukup diselesaikan dalam lima menit begitu polanya masuk.

Setelah pembacaan lancar, naikkan levelnya ke soal terapan: minta dirimu menghitung luas, volume, atau massa jenis dari hasil pengukuran, lengkap dengan aturan angka penting. Di sinilah nilai tambah sebenarnya, karena soal ujian jarang berhenti di angka bacaan. Kalau kamu ingin mengukur kesiapan dalam kondisi mirip ujian, ikut try out UTBK atau simulasi ujian sekolah yang memakai timer, lalu tandai setiap nomor pengukuran yang salah dan telusuri langkah mana yang meleset: skala utamanya, nomor noniusnya, ketelitiannya, atau konversi satuannya.

Terakhir, sempatkan memegang alat aslinya minimal sekali di laboratorium sekolah. Merapatkan rahang untuk mengecek titik nol, menggeser rahang pelan-pelan, lalu mengunci sekrupnya sebelum membaca adalah pengalaman yang membuat gambar-gambar di soal jadi masuk akal. Bank soal dan tryout Target Lulus bisa kamu pakai untuk menjaga ritme latihannya setelah itu.