Tampilkan postingan dengan label Fisika Kelas XII. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Fisika Kelas XII. Tampilkan semua postingan

Soal Dan Jawaban Teori Kuantum Planck

11.44  , ,  

Soal Dan Jawaban Teori Kuantum Planck
Soal Dan Pembahasan Teori Kuantum Planck
Contoh Soal Teori Kuantum Planck
Soal Soal Teori Kuantum Planck

daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton

Rumus Minimal

Energi Foton
E = hf
E = h( c/λ )

Energi Foton Sejumlah n
E = nhf
E = nh( c/λ )

Konversi
1 elektron volt = 1 eV = 1,6 x 10−19 joule
1 angstrom = 1 Å = 10−10 meter
1 nanometer = 1 nm = 10−9 meter
Daya → Energi tiap sekon
Intensitas → Energi tiap sekon persatuan luas

Soal No. 1
Tentukan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Å jika kecepatan cahaya adalah 3 x 108 m/s dan tetapan Planck adalah 6,6 x 10−34 Js !

Pembahasan
E = h(c/λ)
E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/6600 x 10−10 ) = 3 x 10−19 joule

Soal No. 2
Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,5.10−7 m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkan sekitar....
A. 2,8 x 1022 /s
B. 2,0 x 1022 /s
C. 2,6 x 1020 /s
D. 2,8 x 1020 /s
E. 2,0 x 1020 /s

Pembahasan
Data :
P = 100 watt → Energi yang dipancarkan tiap sekon adalah 100 joule.

Energi 1 foton
E = h(c/λ)
E = (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/5,5 x 10−7 ) joule

Jumlah foton (n)
n = 100 joule : [ (6,6 x 10−34 )( 3 x 108/5,5 x 10−7 ) joule] = 2,8 x 1020 foton.

Soal No. 3
Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,3 W.m−2. Jika tungku ruangan dianggap benda hitam dan radiasi gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang 600 nm, maka jumlah foton yang mengenai dinding persatuan luas persatuan waktu adalah ....(h = 6,63 x 10− 34 J.s, c = 3 x 108 m.s− 1)
A. 1 x 1019 foton
B. 2 x 1019 foton
C. 2 x 1020 foton
D. 5 x 1020 foton
E. 5 x 1021 foton

Pembahasan
Data :
I = 66,3 W.m−2 → Energi yang diterima tiap sekon tiap meter persegi adalah 66,3 joule.

Energi 1 foton
E = h(c/λ)
E = (6,63 x 10−34 )( 3 x 108/600 x 10−9 ) joule

Jumlah foton tiap sekon tiap satuan luas adalah:
n = 66,3 joule : [ (6,63 x 10−34 )( 3 x 108/600 x 10−9 ) joule] = 2 x 1020 foton

Soal No. 4
Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å !

Pembahasan
Data :
λ1 = 6000 Å
λ2 = 4000 Å

E = h(c/λ)
E1/E2 = λ2 : λ1 = 4000 : 6000 = 2 : 3

Soal No. 5
Energi foton sinar gamma adalah 108 eV. Jika h = 6,6 x 10−34 Js dan c = 3 x 108 m/s, tentukan panjang gelombang sinar gamma tersebut dalam satuan angstrom!

Pembahasan
Data :
E = 108 eV = 108 x (1,6 x 10−19) joule = 1,6 x 10−11 joule
h = 6,6 x 10−34 Js
c = 3 x 108 m/s
λ = ...?

λ = hc / E
λ = ( 6,6 x 10−34)(3 x 108) / (1,6 x 10−11)
λ = 12,375 x 10−15 meter =12,375 x 10−15 x 1010 Å = 12,375 x 10−5 Å

Soal No. 6
Bola lampu mempunyai spesifikasi 132 W/220 V, ketika dinyalakan pada sumber tegangan 110 V memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 628 nm. Bila lampu meradiasikan secara seragam ke segala arah, maka jumlah foton yang tiba persatuan waktu persatuan luas di tempat yang berjarak 2,5 m dari lampu adalah ... (h =6,6.10−34 J s)
(A) 5,33 . 1018 foton.s m−2
(B) 4,33 . 1018 foton.s m−2
(C) 3,33 . 1018 foton.s m−2
(D) 2,33 . 1018 foton.s m−2
(E) 1,33 . 1018 foton.s m−2

Pembahasan
Daya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 W/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi :
P2 =(V2/V1)2 x P1
P2 =(110/220)2 x 132 watt = 33 watt

Intensitas (daya persatuan luas) pada jarak 2,5 meter :
I = (P/A) dengan A adalah luas permukaan, anggap berbentuk bola (luas bola empat kali luas lingkaran).
I = (P/4π r2)
I = (33/4π (2,5)2) = 0,42 watt/m2
0,42 watt/m2 → Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 joule.

Jumlah foton (n) :
n = 0,42 : (hc/λ) = [ 0,42 ] : [ ( 6,6 x 10−34 )( 3 x 108 )/( 628 x 10−9 ) ] = ( 0,42 ) : (3,15 x 10−19 )
n = 1,33 x 1018 foton

Download dalam File pdf Klik =>Teori Kuantum Planck

Preview Teori Kuantum Planck
Read More

Soal Dan Jawaban Induksi Elektromagnetik

20.46  , ,  

Soal Dan Pembahasan Induksi Elektromagnetik
Soal Dan Jawaban Induksi Elektromagnetik
Contoh Soal Dan Jawaban Induksi Elektromagnetik 
Soal Soal Induksi Elektromagnetik


  • Rumus minilal Induksi Elektromagnetik

GGL Kawat l Induksi Elektromagnetik
ε = − Blv sin θ

GGL Kumparan Induksi Elektromagnetik
ε = − N (dφ/dt)
ε = − N (Δφ/Δt)

GGL Generator Arus Bolak Balik Induksi Elektromagnetik
ε = − B A N ω sin ωt

GGL Kumparan Akibat Perubahan Kuat Arus Induksi Elektromagnetik
ε = − L (d i/dt)
ε = − L (Δ i/Δt)

Soal No. 1
Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar.


Tentukan :
a) besar ggl induksi
b) kuat arus yang mengalir pada kawat PQ
c) arah kuat arus pada kawat PQ
d) potensial yang lebih tinggi antara titik P dan Q
e) besar gaya Lorentz pada PQ
f) arah gaya Lorentz pada PQ
g) daya yang diserap hambatan R = 0,02 Ω
(Sumber gambar dan angka : Soal UN Fisika 2008)



Pembahasan
a) besar ggl induksi



b) kuat arus yang mengalir pada kawat PQ



c) arah kuat arus pada kawat PQ
Kaidah tangan kanan untuk arah arus induksi :
- 4 jari = arah medan magnetik (B)
- ibu jari = arah gerak kawat (v)
- telapak tangan = arah arus induksi (i)



Arah arus dari P ke Q ( atau dari Q ke P melalui hambatan R)

d) potensial yang lebih tinggi antara titik P dan Q
Potensial P lebih tinggi dari Q karena arus listrik mengalir dari potensial lebih tinggi ke rendah.

e) besar gaya Lorentz pada PQ



f) arah gaya Lorentz pada PQ

Kaidah tangan kanan untuk menentukan arah gaya Lorentz (gaya magnetik) :
- 4 jari = arah kuat medan maganet (B)
- ibu jari = arah arus listrik (i)
- telapak tangan = arah gaya (F)
Arah gaya F ke kiri (berlawanan dengan arah gerak v)

g) daya yang diserap hambatan R = 0,02 Ω



Soal No. 2
Sebuah kumparan memiliki jumlah lilitan 1000 mengalami perubahan fluks magnetik dari 3 x 10−5 Wb menjadi 5 x 10− 5 Wb dalam selang waktu 10 ms. Tentukan ggl induksi yang timbul!

Pembahasan
Data dari soal :
Jumlah lilitan N = 1000
Selang waktu Δ t = 10 ms = 10 x 10−3 sekon
Selisih fluks Δ φ = 5 x 10− 5− 3 x 10− 5 = 2 x 10− 5 Wb



Soal No. 3
Kumparan dengan 10 lilitan mengalami perubahan fluks magnetik dengan persamaan:
φ = 0,02 t3 + 0, 4 t2 + 5
dengan φ dalam satuan Weber dan t dalam satuan sekon. Tentukan besar ggl induksi saat t = 1 sekon!

Pembahasan



Soal No. 4
Sebuah generator listrik AC menghasilkan tegangan sesuai persamaan berikut:



Tentukan:
a) Frekuensi sumber listrik
b) Tegangan maksimum yang dihasilkan
c) Nilai tegangan efektif sumber
Pembahasan
a) Frekuensi sumber listrik



b) Tegangan maksimum yang dihasilkan



c) Nilai tegangan efektif sumber



Soal No. 5
Sebuah kumparan dengan induktansi 5 mH mengalami perubahan kuat arus yang mengalir dari 0,2 A menjadi 1,0 A dalam waktu 0,01 sekon. Tentukan besarnya tegangan yang timbul akibat peristiwa tersebut!

Pembahasan
Data dari soal :
Induktansi kumparan L = 5 mH = 5 x 10−3 H
Perubahan arus Δ i = 1,0 − 0,2 = 0,8 A
Selang waktu Δ t = 0,01 sekon
Read More

Soal Dan Pembahasan Gaya Magnetik Pada Kawat

20.07  , ,  

Soal dan Jawaban  Gaya Magnetik / Gaya Lorentz Pada Kawat
Soal Dan Pembahasan Gaya Magnetik / Gaya Lorentz Pada Kawat
Soal Soal Gaya Magnetik / Gaya Lorentz Pada Kawat
Contoh Soal Gaya Magnetik / Gaya Lorentz Pada Kawat


Soal No. 1
Sebuah elektron yang bermuatan 1,6 x 10−19 C bergerak dengan kecepatan 5 x 105 m/s melalui medan magnet sebesar 0,8 T seperti gambar berikut.


Tentukan :
a) besar gaya magnetik saat elektron berada dalam medan magnet
b) arah gaya magnetik yang bekerja pada elektron


Pembahasan
a) besar gaya magnetik saat elektron berada dalam medan magnet
Gunakan persamaan
F = BQV sin θ
dimana B adalah besarnya medan magnetik (Tesla), Q adalah besarnya muatan (Coulomb), V adalah kecepatan gerak muatan (m/s) dan θ adalah sudut yang dibentuk antara arah gerak muatan dengan arah medan magnet. Pada soal diatas 90° sehingga nilai sinusnya adalah 1.
F = (0,8)(1,6 x 10−19)(5 x 105)(1) = 6,4 x 10−14 Newton

b) arah gaya magnetik yang bekerja pada elektron
Untuk menentukan arah gaya magnetik gunakan kaidah tangan kanan sebagai berikut:


4 jari = arah medan magnet
ibu jari = arah gerak muatan
telapak tangan = arah gaya magnetik → jika muatan berjenis positif
punggung tangan = arah gaya magnetik → jika muatan berjenis negatif
Jika diketahui dua kutub magnet maka arah medan magnet adalah dari kutub utara (U) menuju kutub selatan (S) dan karena elektron adalah muatan negatif, maka arah gaya yang bekerja sesuai arah punggung tangan yaitu keluar bidang baca.

Soal No. 2
Sebuah positron yang bermuatan 1,6 x 10−19 C bergerak dengan kecepatan 5 x 105 m/s melalui medan magnet sebesar 0,8 T seperti gambar berikut.


Tentukan :
a) besar gaya magnetik saat positron berada dalam medan magnet
b) arah gaya magnetik yang bekerja pada positron

Pembahasan
a) F = (0,8)(1,6 x 10−19)(5 x 105)(1) = 6,4 x 10−14 Newton
b) Positron termasuk muatan positif, sehingga arah gaya magnetik diwakili oleh telapak tangan seperti ilustrasi gambar berikut adalah masuk bidang baca (menjauhi pembaca)




Soal No. 3
Seutas kawat lurus dialiri arus sebesar 15 A dengan arah ke kanan. 8 mm dari kawat bergerak sebuah muatan positif sebesar 0,4 C dengan arah sejajar kawat dengan kelajuan 5 x 103 m/s.



Tentukan besar gaya magnetik yang bekerja pada muatan dan arahnya!

Pembahasan
Lebih dahulu cari besar medan magnet yang dihasilkan oleh kawat lurus pada jarak 8 mm:

B = μoI/2πa

B = (4π x 10−7)(15)/(2π)(8 x 10−3)
B = (15/4) x 10−4 Tesla
F = BQV sin 90°
F = ((15/4) x 10−4 )(0,4)(5 x 103)(1) = 0,75 Newton
Arah gaya sesuai kaidah tangan kanan adalah ke atas (mendekati kawat).

Soal No. 4
Dua buah muatan masing-masing Q1 = 2Q dan Q2 = Q dengan massa masing-masing m1 = m dan m2 = 2 m bergerak dengan kelajuan yang sama memasuki suatu medan magnet homogen B. Tentukan perbandingan jari-jari lintasan yang dibentuk muatan Q dan 2Q!

Pembahasan
Gaya sentripetal dari gerak kedua muatan berasal dari gaya magnetik



Soal No. 5
Sebuah muatan Q bergerak dengan kelajuan 2 x 104 m/s memasuki suatu daerah yang mengandung medan magnet B dan medan listrik E. Jika muatan tersebut tidak terpengaruh baik oleh gaya magnet maupun gaya listrik tentukan nilai perbandingan kuat medan magnet dan kuat medan listrik di tempat tersebut!

Pembahasan
Muatan tidak terpengaruh gaya listrik maupun magnet berarti kedua gaya tersebut adalah sama besar dan berlawanan arah.

Fmagnet = Flistrik

BQV = QE
B/E = 1 / (2 x 104)
B/E = 0,5 x 10− 4 TC/N
Read More

Soal Dan Jawaban Radiasi Benda Hitam

11.00  , ,  

Soal Dan Pembahasan Radiasi Benda Hitam

Soal Dan Jawaban Radiasi Benda Hitam

Contoh Soal Radiasi Benda Hitam

Soal Soal radiasi Benda Hitam

daya radiasi, energi radiasi, hukum pergeseran Wien.

Rumus Minial

Daya Radiasi (Laju energi rata-rata)
P = eσ T 4A
Keterangan :
P = daya radiasi (watt = joule/s)
e = emisivitas benda
e = 1 → benda hitam sempurna
A = luas permukaan benda (m2)
T = suhu (Kelvin)
σ = Konstanta Stefan-Boltzman = 5,67 x 10−8 W/mK4

Hukum Pergeseran Wien
λmaks T = C
Keterangan :
λmaks = panjang gelombang radiasi maksimum (m)
C = Konstanta Wien = 2,898 x 10−3 m.K
T = suhu mutlak benda (Kelvin)


Soal No. 1
Sebuah benda memiliki suhu minimum 27oC dan suhu maksimum 227oC.
Tentukan nilai perbandingan daya radiasi yang dipancarkan benda pada suhu maksimum dan minimumnya!

Pembahasan
Data :
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 227oC = 500 K
P2/P1 = (T2/T1)4
P2/P1 = (500/300)4 = (5/3)4 = 625 : 81

Soal No. 2
Sebuah benda dengan luas permukaan 100 cm2 bersuhu 727oC. Jika koefisien Stefan-Boltzman 5,67 x 10−8 W/mK4 dan emisivitas benda adalah 0,6 tentukan laju rata-rata energi radiasi benda tersebut!

Pembahasan
Data :
σ = 5,67 x 10−8 W/mK4
T = 727oC = 1000 K
e = 0,6
A = 100 cm2 = 100 x 10−4 = 10−2

Laju energi rata-rata :
P = eσ T 4A
P = (0,6)(5,67 x 10−8 )(1000)4(10−2)
P = 340,2 joule/s

Soal No. 3
Daya radiasi yang dipancarkan suatu benda pada suhu 227oC adalah 1200 J/s. Jika suhu benda naik hingga menjadi 727oC, tentukan daya radiasi yang dipancarkan sekarang!

Pembahasan
Data :
T1 = 227oC = 500 K
T2 = 727oC = 1000 K
P1 = 1200 watt

Daya radiasi yang dipancarkan sekarang :
P2/P1 = (T2/T1)4
P2/P1 = (1000/500)4
P2 = (1000/500)4 x P1
P2 = (2)4 x 1200 = 16 x 1200 = 19200 watt

Soal No. 4
Permukaan benda pada suhu 37oC meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila konstanta Wien = 2,898 x 10−3 m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaan adalah.....
A. 8,898 x 10−6 m
B. 9,348 x 10−6 m
C. 9,752 x 10−6 m
D. 10,222 x 10−6 m
E. 11,212 x 10−6 m
(Sumber soal : UN Fisika SMA 2008)

Pembahasan
Data :
T = 37oC = 310 K
C = 2,898 x 10−3 m.K
λmaks = ....?

λmaks T = C
λmaks (310) = 2,898 x 10−3
λmaks = 9,348 x 10−6 m

Soal No. 5
Grafik menyatakan hubungan intensitas gelombang (I) terhadap panjang gelombang, pada saat intensitas maksimum (λm) dari radiasi suatu benda hitam sempurna.



Jika konstanta Wien = 2,9 x 10−3 mK, maka panjang gelombang radiasi maksimum pada T1 adalah....
A. 5.000 Å
B. 10.000 Å
C. 14.500 Å
D. 20.000 Å
E. 25.000 Å
(Sumber soal: UN Fisika 2009)

Pembahasan
Data :
T = 1727oC = 2000 K
C = 2,9 x 10−3 m.K
λmaks = ....?

λmaks T = C
λmaks (2000) = 2,9 x 10−3
λmaks = 1,45 x 10−6 m = 14.500 Å

Soal No. 6
Panjang gelombang radiasi maksimum suatu benda pada suhu T Kelvin adalah 6000 Å. Jika suhu benda naik hingga menjadi 3/2 T Kelvin , tentukan panjang gelombang radiasi maksimum benda!

Pembahasan
Data :
T1 = T Kelvin
T2 = 3/2 T Kelvin
λmaks 1 = 6000 Å
λmaks 2 = ....?

λmaks 2 T2 = λmaks 1 T1
λmaks 2 (3/2 T) = 6000 Å (T)
λmaks 2 = (2/3) x 6000 Å = 4000 Å

Soal No. 7
Benda hitam pada suhu T memancarkan radiasi dengan daya sebesar 300 mW. Radiasi benda hitam tersebut pada suhu ½ T akan menghasilkan daya sebesar ....
(A) 300 mW
(B) 150 mW
(C) 75 mW
(D) 37,5 mW
(E) 18,75 mw
(Sumber Soal : UM UGM 2009)

Pembahasan
Seperti soal no. 6 silahkan mencoba.
Read More

Soal Dan Pembahasan gaya Magnetik / Lorentz Kawat

16.40  , ,  

Soal Dan Pembahasan gaya Magnetik / Lorentz Kawat
Soal Dan Jawaban gaya Magnetik / Lorentz  Kawat
Soal Soal gaya Magnetik / Lorentz Kawat
Contoh Soal gaya Magnetik / Lorentz Kawat
Gaya Lorentz Kawat / Gaya Magnetik, Kawat Berarus di Berada dalam Medan Magnet
Soal No. 1
Perhatikan gambar berikut ! Seutas kawat berada diantara dua magnet yang memiliki besar induksi magnetik 0,02 Tesla.

Jika besar kuat arus yang mengalir pada kawat adalah 5 A, tentukan :
a) Besar gaya magnetik yang bekerja pada kawat sepanjang 10 cm
b) Arah gaya magnetik dengan acuan arah mata angin pada gambar diatas


Pembahasan
a) Besar gaya magnetik pada kawat sepanjang l meter yang berada pada medan magnet B Tesla dan dialiri kuat arus listrik sebesar i Ampere dengan sudut antara arah B dan i sebesar θ adalah :



b) Arah gaya ditentukan dengan kaidah tangan kanan
4 jari → arah B
Jempol → arah i
Telapak tangan → arah F

Jika terdapat dua buah kutub magnet maka arah B adalah dari kutub Utara ke kutub Selatan, sehingga arah F adalah masuk bidang baca atau jika mengikuti petunjuk mata angin arahnya adalah ke bawah.

Soal No. 2
Perhatikan gambar berikut!



Kemanakah arah gaya magnetik pada kawat ?

Pembahasan
Seperti soal nomor satu didapat arah gaya adalah keluar bidang baca atau keluar bidang gambar atau mendekati pembaca.

Soal No. 3
Dua buah kawat dengan konfigurasi seperti gambar di bawah!



Tentukan besar dan arah gaya magnetik yang bekerja pada kawat II untuk panjang kawat 0,5 meter!

Pembahasan
Besar gaya magnetik jika dua buah kawat berarus didekatkan adalah :



Arah gaya:
Jika kedua arus memiliki arah yang sama maka kedua kawat akan tarik menarik
Jika kedua arus memiliki arah yang berlawanan maka kedua kawat akan saling tolak

Dengan demikian arah gaya pada kawat II adalah ke kiri (ditarik mendekat ke kawat I)

Soal No. 4
Tiga buah kawat tersusun seperti gambar !



Tentukan besar dan arah gaya magnetik pada kawat II untuk panjang kawat 1 meter

Pembahasan
a) Kawat II dipengaruhi oleh dua kawat yang lain kawat I dan III

Gaya yang timbul pada kawat II akibat pengaruh kawat I namakan F21 sebesar :



Arah ke kiri

Gaya yang timbul pada kawat II akibat pengaruh kawat III namakan F23 sebesar :



Arah ke kiri

Resultan kedua gaya namakan F2:



Arah ke kiri

Soal No. 5
Kawat A dan kawat B terpisah sejauh 2 meter dengan kuat arus masing-masing 1 A dan 2 A.



Tentukan dimana kawat C harus diletakkan agar resultan gaya pada C sebesar nol !

Pembahasan
Agar resultan gaya magnetik pada C nol, maka kedua gaya akibat pengaruh kawat A dan B harus berlawanan arah. Posisi yang memungkinkan adalah jika kawat C diletakkan di sebelah kiri A atau disebelah kanan B (ingat lagi: Jika kedua arus memiliki arah yang sama maka kedua kawat akan tarik menarik, Jika kedua arus memiliki arah yang berlawanan maka kedua kawat akan saling tolak

Misal ambil posisi C disebelah kiri A dan namakan jaraknya sebagai x



Posisi kawat C adalah 2 meter di kiri kawat A atau 4 meter di kiri kawat B

Soal No. 6
Tiga buah kawat berarus A, B dan C membentuk suatu segitiga sama sisi. Kawat A dialiri arus dengan arah keluar bidang baca, kawat B dan C dialiri arus dengan arah masuk bidang baca tersusun seperti gambar di bawah!



Tentukan :
a) Besar gaya magnetik yang bekerja pada kawat B untuk panjang kawat 1 meter
b) Arah gaya magnetik yang bekerja pada kawat B

Pembahasan
a) Kawat B akan ditolak oleh kawat A dan ditarik oleh kawat C . Ilustrasi seperti gambar di bawah



Interaksi kawat B dan A menghasilkan FBA :



Interaksi kawat B dan C menghasilkan FBC :



Resultan kedua gaya magnetik namakan FB:



Masukkan data, dan akan didapatkan hasil :



b) Salah satu cara untuk menentukan arah FB dengan penguraian vektor gaya kelas 10 SMA, ilustrasi gambar berikut :





Arah FB adalah 60o terhadap sumbu X.
Read More

Soal Dan Pembahasan kapasitor

15.32  , ,  

Soal Dan Pembahasan kapasitor
Contoh Soal Dan Jawaban Kapasitor
Soal Soal kapasitor
    Isi Soal
kapasitor keping sejajar, kapasitor bola berongga, hubungan antara muatan, tegangan, kapasitas kapasitor juga energi yang tersimpan dalam kapasitor.



Soal No. 1
Perhatikan gambar berikut ! 3 buah kapasitor X, Y dan Z disusun seperti gambar.



Jika saklar S ditutup tentukan :
a) Nilai kapasitas kapasitor pengganti rangkaian
b) Muatan yang tersimpan dalam rangkaian
c) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z menurut prinsip rangkaian seri
d) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Z
e) Beda potensial ujung- ujung kapasitor X
f) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Y
g) Muatan yang tersimpan pada kapasitor X
h) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Y
i) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Z
j) Energi yang tersimpan dalam rangkaian
k) Energi yang tersimpan pada kapasitor X
l) Energi yang tersimpan pada kapasitor Y
m) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

(Sumber gambar dan angka : Soal Ujian Nasional Fisika SMA 2007/2008)


Pembahasan
a) Paralel antara kapasitor X dan Y didapatkan kapasitor ekivalennya namakan Cxy :



Sekarang rangkaian menjadi lebih sederhana yaitu terdiri dari Cxy yang diseri dengan Cz yang menghasilkan kapasitas pengganti namakan Ctot :



b) Muatan yang tersimpan dalam rangkaian namakan Qtot



c) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z namakan Qz

Untuk rangkaian kapasitor seri berlaku :



d) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Z namakan Vz



e) Beda potensial ujung-ujung kapasitor X dan kapasitor Y adalah sama karena dirangkai paralel



f) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Y sama dengan X



g) Muatan yang tersimpan pada kapasitor X saja (bukan gabungan antara X dan Y, sehingga hasilnya tidak akan sama dengan Ctot)



h) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Y



i) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Z



j) Energi yang tersimpan dalam rangkaian

Rumus umum untuk menghitung energi pilih salah satu



Sehingga



k) Energi yang tersimpan pada kapasitor X



l) Energi yang tersimpan pada kapasitor Y


m) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z



Soal No. 2
Diberikan susunan 3 buah kapasitor yang dipasang pada sumber 24 Volt seperti gambar berikut!



Jika saklar S ditutup, tentukan :
a) Nilai kapasitas kapasitor pengganti rangkaian
b) Muatan yang tersimpan dalam rangkaian
c) Muatan yang tersimpan dalam kapasitor Z
d) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Z
e) Beda potensial ujung-ujung kapasitor X
f) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Y
g) Muatan yang tersimpan pada kapasitor X
h) Muatan yang tersimpan pada kapasitor Y
i) Energi yang tersimpan dalam rangkaian
j) Energi yang tersimpan pada kapasitor X
k) Energi yang tersimpan pada kapasitor Y
l) Energi yang tersimpan pada kapasitor Z

Silahkan mencoba,..!!

Soal No. 3
Kapasitor keping sejajar dengan luas penampang masing-masing keping adalah 50 cm2 tanpa bahan pengisi (berisi udara). Jarak antar keping adalah 2 cm dan kedua keping diberi beda potensial 120 volt. Jika εo adalah 8,85 x 10− 12 C2 N − 1 − 2 tentukan :
a) kapasitas kapasitor
b) muatan yang tersimpan dalam kapasitor
c) kuat medan listrik antara kedua keping

Pembahasan
a) kapasitas kapasitor



b) muatan yang tersimpan dalam kapasitor



c) kuat medan listrik antara kedua keping



Soal No. 4
Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas sebesar C. Jika kapasitor disisipi bahan dielektrik dengan konstanta dielektrik sebesar 2, tentukan kapasitasnya yang baru!

Pembahasan
Luas penampang dan jarak keping kapasitor tidak mengalami perubahan:



Soal No. 5
Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas 1200 μF. Jika luas penampang keping dijadikan dua kali semula dan jarak antar keping dijadikan 1,5 kali semula, tentukan nilai kapasitasnya yang baru!

Pembahasan



Soal No. 6
Kapasitor bola berongga memiliki jari-jari sebesar 1,8 cm. Jika 1/4πεo = 9 x 109 dalam satuan internasional, tentukan kapasitas kapasitor!

Pembahasan
Kapasitas kapasitor bola denganjari-jari R :

Read More

Langganan: Postingan (Atom)