Pengertian Hukum Pascal. Ilmuwan Perancis yaitu Blaise Pascal (1623-1662) telah memberikan sumbangsih pengetahuan terkait sifat -sifat fluida statis yang kemudian dikenal dengan sebutan Hukum Pascal.
Bunyi Hukum Pascal
Secara konsep, Bunyi hukum Pascal dapat dijelaskan sebagai berikut.
“Jika suatu fluida diberikan tekanan pada suatu tempat, maka tekanan itu akan diteruskan ke segala arah dengan nilai sama besar.”
Prinsip Hukum Paskal
Apabila piston-1 yang memiliki luas penampang A1 ditekan dengan gaya sebesar F1, maka zat cair di bawahnya akan memiliki tekanan yang besarnya P1. Tekanan ini akan diteruskan ke Piston-2 dengan luas penampang A2 yang besarnya P2, dan tekanan ini akan menghasilkan gaya sebesar F2. Secara matematis Hukum Pascal dapat diformusikan dengan Rumus sebagai berikut.
P1 = P2
Prinsip Hukum Pascal, Tekanan Sama Besar Pada Segala Arah, Pada Pesawat Hidrolik
Rumus Hukum Pascal
Sesuai dengan prinsip hukum pascal yaitu Tekanan pada piston-1 (P1 ) sama dengan tekanan pada piston-2 (P2). Sehingga besarnya tekanan dan Gaya piston dapat ditentukan dengan menggunakan formulasi rumus berikut:
P1 = F1/A1
F1 = gaya pada piston-1
A1 = Luas penampang piston-1
P2 = F2/A2
F2 = gaya pada piston-2
A2 = Luas penampang piston-2
(F1/A1) = (F2/A2)
F1 = A1 x (F2/A2) atau
F1 = (A1 /A2) x F2
Berdasarkan pada hukum Pascal ini diketahui bahwa dengan memanfaatkan gaya yang relative kecil akan diperoleh suatu gaya yang cukup besar.
Contoh Aplikasi Penerapan Hukum Pascal Sehari Hari
Prinsip-prinsip hukum Pascal ini kemudian diterapkan pada peralatan seperti pompa hidrolik, alat pengangkat air, alat pengepres, alat pengukur tekanan darah (tensimeter), rem hidrolik, dongkrak hidrolik, dan dump truk.
1). Contoh Soal Perhitungan Rumus Hukum Pascal Gaya Bejana.
Bejana berhubungan digunakan untuk mengangkat sebuah beban. Beban 1000 kg diletakkan di atas penampang besar 2000 cm2. Berapakah gaya yang harus diberikan pada bejana kecil 10 cm2 agar beban terangkat?
Diketahui:
g = konstanta gravitasi = 10 m/s2
F2 = m x g = 1000 . 10 = 10.000 N
A2 = 2000 cm2
A1 = 10 cm2
F1 = ?
Rumus Hukum Pascal Menghitung Gaya Pada Bejana Kecil
Sesuai dengan prinsip dari hukum Pascal, maka besarnya nilai gaya F1 dapat ditentukan sebagai berikut.
(F1/A1) = (F2/A2)
F1 = A1 x (F2/A2)
F1 = 10 cm2 x (10.000 N/2000cm2)
F1 = 10 x 5 N
F1 = 50 N
Dari contoh ini dapat diketahui bahwa gaya F1 jauh lebih kecil dibandingkan gaya F2 yang ditimbulkan dari tekanan P1. Hal ini menunjukkan bahwa prinsip Hukum Pascal dapat digunakan untuk melipatgandakan suatu gaya. Dengan gaya F1 sebesar 50 N dapat digunakan untuk menghasilkan gaya sebesar 10.000 N, atau 200 kali lebih besar.
2). Contoh Soal Perhitungan Gaya Penghisap Kecil Alat Pengangkat Mobil Hukum Pascal
Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,20 m2 dan 8 x 10–4 m2 digunakan untuk mengangkat mobil seberat 4 x 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil
Diketahui:
A1 = 8 x 10–4 m2,
A2 = 0,2 m2, dan
F2 = 4 x 104 N.
Rumus Hukum Pascal Menghitung Gaya Alat Pengangkat Mobil
Besar gaya yang diberikan pada penghisap kecil alat pengangkat mobil dapat dinyatakan dengam menggunakan Hukum Pascal berikut:
P1 = P2 atau
F1/A1 = F2/A2
F1 = F2 (A1/A2)
F1 = 4 × 104(8 x 10–4/0,2)
F1 = 160 N
Dengan demikian, gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil adalah 160 N.
3). Contoh Soal Menghitung Gaya Penghisap Pompa Hidrolik Saat Setimbang
Sebuah pompa hidrolik memiliki perbandingan jari jari piston penghisap kecil dan besar 1 : 8. Pada penampang piston kecil diberi gaya sebesar 100 N. Hitung gaya angkat pada piston penampang besar saat kedua penghisap dalam keadaan setimbang
Diketahui:
r1 : r2 = 1 : 8 atau
r2 = 8r1
F1 = 100 N
Rumus Hukum Pascal Gaya Angkat Hudrolik Keadaan Setimbang
Besar gaya angkat pada piston penghisap penampang besar dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:
P1 = P2 atau
F1/A1 = F2/A2
F1 = F2 (A1/A2) atau
F2 = F1 (r2 /r1)2
F2 = 100 (8r1 /r1)2
F2 = 100 x 64
F2 = 6400
Jadi gaya angkat pada piston penghisap besar dalam keadaan setimbang adalah 6400 N
4). Contoh Soal Menghitung Luas Penampang Piston Dongkrak Hidrolik
Dongkrak hidrolik di sebuah bengkel digunakan untuk menaikkan mobil seperti pada gambar. Berat mobil menyebabkan tekanan 10 N/cm2 pada piston besar. Jika gaya pada piston kecil adalah 150 N, hitung berapa luas panampang piston kecil.
Diketahui:
P2 = 10 N/cm2
F1 = 150 N
Rumus Hukum Pascal Menghitung Luas Penampang Piston Kecil Dongkrak Hidrolik
Rumus Pascal Menghitung Luas Penampang Piston Kecil Dongkrak Hidrolik
Luas penampang psiton kecil dongkrak hidrolik dapat dihitung dengan rumus berikut:
P1 = P2 atau
F1/A1 = P2 atau
A1 = F1/P2
A1 = 150/10
A1 = 15 cm2
jadi, luas penampang piston kecil adalah 15 cm2
5). Contoh Soal Perhitungan Luas Penampang Torak Penghisap Dongkrak Hidrolik
Sebuah dongkrak hidrolik mempunyai torak penghisap kecil dengan luas penampangnya 50 cm2 yang diberi gaya sebesar 400 N ke bawah, sehingga timbul gaya yang bekerja pada torak besar 720 N. Hitung luas penampang torak penghisap besar
Diketahui:
A1 = 50 cm2
F1 = 400 N
F2 = 720 N
Rumus Hukum Pascal Menghitung Luas Penampang Torak Besar Dongkrak Hidrolik
Besar luas penampang torak besar dongkrak hidrolik dapat dinyatakan dengan menggunakan Hukum Pascal berikut:
P1 = P2 atau
F1/A1 = F2/A2 atau
A2 = (F2 A1)/F1
A2 = (720 x 50)/400
A2 = 90 cm2
Jadi luas penampang torak penghisap besar dongkrak hidrolik adalah 90 cm2.
6). Contoh Soal Hukum Pascal Menghtiung Gaya Dongkrak Hidrolik Mobil
Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa besar memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memilki jari-jari 5 cm. Berapa gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila berat mobil adalah 16.000 N
Diketahui :
r1 = 5 cm,
r2 = 25 cm,
F2 = 16.000 N
Rumus Hukum Pascal Dongkrak Hidrolik Mobil
Besar gaya yang harus diberikan pada pipa kecil dongkrak hidrolik agar dapat mengangkat mobil dapat dinyatakan dengan rumus Hukum Pascal seperti berikut:
P1 = P2 atau
F1/A1 = F2/A2
F1 = F2 (A1/A2) atau
F1 = F2 (r12 /r22)
F1 = 16000 (52 / 252)
F1 = 16000((0,04)
F1 = 640 N
7). Contoh Soal Perhitungan Gaya Minimum Torak Pompa Hidrolik
Sebuah mesin Kempa hidrolik dengan jari-jari penampang torak kecil dan besar berbanding 1: 5. Jika pada torak besar diletakkan beban seberat 1000 N, maka berapakah gaya minimum yang harus diberikan pada torak kecil agar benda itu dapat terangkat
Diketahui:
r1: r2 = 1: 5 atau
r2 = 5r1
F2 = 1000 N
Rumus Hukum Pascal Menghitung Gaya Minimum Torak Pompa Hidrolik
Besar gaya minimum yang harus diberikan pada torak kecil kempa hidrolik dapat dirumuskan seperti berikut
P1 = P2 atau
F1/A1 = F2/A2
F1 = F2 (A1/A2) atau
F1 = F2 (r1/r2)2
F1 = 1000 (r1/5r1)2
F1 = 1000 (1/5)2
F1 = 1000 (0,04)
F1 = 40 N
Jadi besar gaya minimum yang harus diberikan pada torak kecil kempa hidrolik adalah 40 N
8). Contoh Soal Perhitungan Jarak Tempuh Torak Penghisap Pompa Hidrolik
Sebua pompa hidrolik memiliki pipa kecil berjari jari 5 cm sedangkan pipa besar berjari jari 25 cm. Agar beban yang besarnya 5000 N naik setinggi 4 cm, tentukan jarak ditempuh penghisap pipa kecil
Diketahui:
r1 = 5 cm
r2 = 25 cm
F2 = 5000 N
h2 = 4 cm
Rumus Hukum Pascal Menghitung Jarak Torak Penghisap Pompa Hidrolik
Besar gaya yang bekerja pada pipa kecil hidrolik adalah
F1 = F2 (A1/A2) atau
F1 = F2 (r12 /r22) atau
F1 = F2 (r1 /r2)2
F1 = 5000 (5/25)2
F1 = 5000 (0,04)
F1 = 200 N
Rumus Menghitung Jarak Tempuk Torak Kecil Pompa Hidrolik
Jarak yang ditempuh torak penghisap pada pipa kecil dapat dirumuskan seperti berikut:
W1 = W2
F1 x h1 = F2 x h2
h1 = (F2 x h2)/F1
h1 = (5000 x 4)/200
h2 = 100 cm
Jadi dibutuhkan gaya sebesar 200 N dengan jarak penghisap 100 cm pada pipa kecil.
Penegrtian Energi Potensial. Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena keadaan atau kedudukan atau posisinya. Contoh energi potensial Misalnya, energi pada system pegas (per), energi ketapel, energi busur, dan energi pada air terjun.
Namun demikian Energi potensial juga dapat diartikan sebagai energi yang dimiliki dan tersimpan dalam suatu benda. Contoh energi potenisal ini Misalnya energi kimia dan energi listrik. Contoh energi kimia adalah energi minyak bumi, energi dalam batubara dan energi nuklir.
Pengertian Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau perbedaan ketinggian dari benda lain. Energi ini disebabkan oleh adanya perbedaan relative ketinggian. Yang Secara matematis energi potensial gravitasi diformulasikan dengan rumus seperti berikut:
Ep= m g h
Keterangan:
Ep = energi potensial gravitasi (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian terhadap acuan (m)
Energi potensial gravitasi dalam rumus tersebut adalah energi potensial benda terhadap bidang acuan yang terletak pada jarak ketinggian h di bawah benda. Energi potensial gravitasi terhadap bidang acuan lain yang ketinggiannya berbeda, tentu saja nilai energinya berbeda juga. Misalnya, terhadap bidang acuan yang jaraknya h1, di bawah kedudukan benda, maka energi potensial gravitasinya adalah m g h1. Sedangkan terhadap bidang acuan lain yang meiliki ketinggian h2, maka energi potensialnya menjadi m g h2.
Energi Potensial yang dimiliki Benda Pada Posisi Kedudukan
Bidang acuan tidak harus berada di bawah kedudukan benda. Namun dapat saja dipilih bidang acuan yang letaknya di atas kedudukan benda. Dalam hal ini, energi potensial gravitasi yang dimiliki oleh benda menjadi negatif. Namun demikian, umumya bidang acuan dipilih di bawah kedudukan benda, Nilai energy potensial positif.
Contoh Soal Perhitungan Rumus Potenial Gravitasi
Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar vertikal ke atas hingga mencapai ketinggian 10 m. Bila g = 10 m/s2, hitunglah energi potensial benda pada ketinggian tersebut!
Diketahui :
m = 0,1 kg
h = 10 m
g = 10 m/s2
Ditanyakan : Ep = …. ?
Jawab :
Ep = m g h = 0,1 · 10 · 10
Ep = 10 J
Jadi, energi potensial yang dimiliki oleh benda ketika berada pada ketinggian 10 meter dari permukaan tanah adalah 10 Joule.
Pengertian Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya. Dengan kata lain, benda bermassa yang bergerak dengan kecepatan tertentu akan memiliki energi kinetic. Secara umum energi kinetik suatu benda yang memiliki massa m dan bergerak dengan kecepatan v dirumuskan oleh persamaan berikut.
Ek = ½ m v2
dengan :
Ek = energi kinetik (joule)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Dari persamaan di atas diketahui bahwa Energi kinetik sebuah benda dipengaruhi oleh massa dan kecepatannya. Energi itu sebanding dengan massa benda m dan kuadrat kecepatan pergerakan benda (v2).
Contoh Soal Perhitungan Rumus Energi Kinetika
Seekor burung terbang melintasi gunung dengan kelajuan atau kecepatan 25 m/s. Bila massa burung tersebut adalah 100 gram, maka besar energi kinetic yang dimiliki burung tersebut adalah?
Diketahui:
v = 10 m/s
m = 100 g = 0,1 kg
Ditanyakan: Ek = …. ?
Jawab :
Ek =1/2 m v2
Ek = 1/2 (0,1) x (10)2
Ek = 5 J
Jadi, energi kinetik yang dimiliki burung ketikan terbang melintasi gunung adalah 5 Joule.
Daftar Pustaka:
Pengertian dan Contoh Teori Energi Petensial dengan Pengertian teori Energi potensial gravitasi dan contoh energi potensial gravitasi. Contoh gambar energi potensial dan contoh soal ujian energi pontensial dengan rumus energi potensial. Contoh soal perhitungan energi potensial dan contoh penggunaan energi potensial dengan factor yang mempengarui energi potensial gravitasi.
Pengertian dan Contoh Teori Energi Kinetik dengan Pengertian teori Energi Kinetik dan contoh energi kinetik. Contoh gambar energi kinetik dan contoh soal ujian energi kinetik dengan rumus energi kinetik. Contoh soal perhitungan energi kinetik dan contoh penggunaan energi kinetik dengan factor yang mempengaruhi energi kinetic.
Pengertian – Dasar Teori Mikroskop . Mikroskop adalah alat yang biasa digunakan untuk mengamati objek (berupa sampel) yang ukurannya sangat kecil yang tidak dapat diamati oleh mata biasa. Mikroskop pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan dari Belanda bernama Antony van Leeuwenhoek. Dengan ditemukannya mikroskop, pengamatan, penelitian terhadap objek yang sangat kecil seperti sel makhluk hidup atau mikroorganisme atau mikro struktur logam dapat diobservasi atau diteliti dengan mudah..
Jenis Macam Mikroskop
Berdasarkan sumber cahaya dan kemampuan pembesarannya, mikroskop dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu mikroskop cahaya atau optik dan mikroskop elektron.
Mikroskop Cahaya atau Mikroskop Optik
Mikroskop optic menggunakan cahaya sebagai sumber cahayanya. Yang menjadi sumber cahaya adalah matahari atau lampu. Mikroskop ini menggunakan lensa yang terbuat dari kaca atau glass.
Perbesaran total yang dihasilkan mikroskop merupakan perkalian antara perbesaran yang dihasilkan oleh lensa objektif dan perbesaran sudut yang dihasilkan oleh lensa okuler. Secara matematis, perbesaran total yang dihasilkan mikroskop ditulis sebagai berikut.
M = Mob × Mok
M = perbesaran total yang dihasilkan mikroskop,
Mob = perbesaran yang dihasilkan lensa objektif, dan
Mok = perbesaran sudut yang dihasilkan lensa okuler.
Mikroskop Elektron
Keterbatasan mikroskop optic adalah daya tembus cahaya dan sulitnya membuat lensa yang sangat tipis, dengan demikian sulit untuk mendapatkan pembesaran yang lebih tinggi agar dapat digunakan untuk objek yang sangat kecil. Pembesaran mikroskop optic biasa tidak lebih dari 1000 kali.
Untuk mengamati objek yang sangat kecil yang tidak bisa diamati oleh mikroskop optic maka, digunakan mikroskop electron. Mikroskop elektron menggunakan magnet sebagai pengganti lensa dan elektron sebagai pengganti sumber cahayanya. Elektron mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya putih sehingga mempunyai daya tembus yang lebih besar.
Bagian – Bagian Utama Pada Mikroskop Optik.
Mikroskop yang biasa atau umum digunakan dalam pengamatan sederhana ialah mikroskop cahaya atau mikroskop optik. Pada dasarnya mikroskop optic dapat dibagi dalam dua bagian utama yaitu bagian Optik dan bagian mekanik (non Optik). Keterangan dari bagian – bagian mikroskop beserta fungsinya dapat dilihat pada gambar di bawah.
Gambar Mikroskop, Fungsi Utama dan Cara Kerja Mikroskop Optik- Cahaya
Bagian Optik
1) Lensa okuler, biasanya terdiri dari dua buah lensa dengan pembesaran masing- masing 5 kali dan 10 kali. Lensa ini merupakan tempat mata mengamati bayangan dari objek. Fungsi lensa okuler ini sama seperti fungsi dari lup, atau kaca pembesar.
Lup atau kaca pembesar atau sebagian orang menyebutnya sebagai suryakanta adalah lensa cembung yang berfungsi untuk melihat benda-benda kecil sehingga tampak lebih jelas dan lebih besar.
2) Lensa objektif, biasanya terdiri dari tiga buah lensa dengan pembesaran masing- masing 10 kali, 50 kali, dan 100 kali. Lensa ini yang berhadapan langsung dengan objek yang diamati, tepat di atas permukaan objeknya.
3) Cermin pada mikroskop berfungsi sebagai penangkap dan pengarah cahaya.
4) Kondensor, digunakan sebagai pengarah cahaya yang dipatulkan oleh cemin dan difokuskan ke objek.
5) Diafragma, berfungsi sebagai pengatur banyaknya cahaya yang mengenai objek.
Bagian Mekanik Non Optik
1) Revolver, digunakan untuk memutar pegangan lensa objektif sehingga pembesaran lensa yang diinginkan berada pada posisi yang siap digunakan.
2) Makrometer atau Pengatur kasar dan mikrometerataupengatur halus digunakan untuk mengatur jarak antara lensa objektif dengan permukaan objek untuk mendapatkan fokus.
3) Tabung pada mikroskop berbentuk semacam teropong yang mana lensa- lensanya terletak pada okuler dan revolver.
4) Kaki dan pegangan atau lengan Mikroskop, bagian yang berfungsi sebagai penyangga bagian optik.
5) Meja preparat atau meja objek, merupakan tempat untuk objek yang akan diamati.
Contoh Gambar Hasil Pengamatan Mikroskop Cahaya.
Salah satu pemanfaatan mikroskop optik di bidang teknik adalah pada bidang metalografi yang mengamati struktur logam. Sampel logam yang telah melalui tahap preparasi kemudian diamati di bawah mikroskop dan gambarnya diambil menggunakan camera khusus mikroskop. Contoh Foto mikro Struktur logam baja low carbon hasil pengamatan seperti ditunjukkan pada gambar di bawah.
Struktur Mikro Sebelum Dan Setelah Pengerjaan Dingin, Cold Rolling
Foto diambil pada pembesaran 500x. Baja sebelum mengalami deformasi (0%) den setelah mengalami deformasi 64% reduksi tebal. Dalam hal ini, Mikroskop optik cukup mampu mengidentifikasi perubahan struktur baja dengan sangat jelas.
Contoh Soal Ujian Dan Pembahasan Perhitungan Mikroskop
Sebuah mikroskop memiliki lensa okuler dengan pembesaran 5 sampai 10 kali dan lensa objektif dari 10 sampai 100 kali. Berapa pembesaran maksimum yang dapat dicapai oleh mikroskop tersebut:
Jawaban Soal Ujian
Pembesaran total mikroskop maksimum yang dapat dicapai adalah ketika pembesar lensa objektif dan lensa okuler pada posisi maksimum yaitu:
Mmak = Mob × Mok
Mob = 10 x (pembesarann maksimum)
Mok = 100 x (pembesaran maksimum)
Mmak = 10 x 100 = 1000x
Jadi pembesaran maksimum mikroskop adalah 1000 kali.
Kata dalam artikel. Cara menggunakan mikroskop OPTIK ATAU cahaya dan ELEKTRON adalah FUNGSI lensa objektif DAN lensa okuler dan gambar BAGIAN mikroskop OPTIK ATAU CAHAYA beserta KETERANGAN dan fungsinya. Gambar mikroskop monokuler atau jenis macam dan manfaat/fungsi mikroskop OPTIK atau CAHAYA.
Materi artikel cara kerja mikroskop OPTIK atau CAHAYA dan ELEKTRON. Mikroskop terbuat dari PENGERTIAN dasar teori mikroskop OPTIK ATAU CAHAYA DAN ELEKTRON. Pengertian mikroskop monokuler, penggunaan mikroskop OPTIK atau CAHAYA dan ELEKTRON. Perbesaran mikroskop OPTIK ATAU CAHAYA DAN ELEKTRON atau prinsip kerja mikroskop OPTIK ATAU CAHAYA DAN ELEKTRON dengan rumus mikroskop, sketsa mikroskop
Benda Magnetik dan Nonmagnetik. Magnet merupakan bahan yang dapat menarik benda lain yang memiliki sifat magnet. Pada prinsipnya benda dapat dikatagorikan menjadi benda magnetik dan nonmagnetik.
Bahan Magnetik. Bahan-bahan yang dapat ditarik oleh magnet disebut bahan magnetik, misalnya besi, nikel, baja, dan kobalt.
Bahan Nonmagntik. Bahan-bahan yang tidak dapat ditarik oleh magnet disebut bahan nonmagnetik, misalnya kayu, plastik, kertas, dan karet.
Berdasarkan kuat atau tidaknya magnet menarik benda, sifat bahan magnet dibedakan menjadi tiga, yaitu ferromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik.
Bahan Ferromagnetik. Bahan ferromagnetik adalah bahan yang sangat kuat ditarik magnet, misalnya besi, baja, nikel, dan kobalt.
Bahan Paramagnetik. Bahan paramagnetik adalah bahan yang dapat ditarik oleh magnet, tetapi tarikannya sangat lemah. Bahan yang tergolong paramagnetik adalah aluminium, tembaga, dan kaca..
Bahan Diamagnetic. Bahan diamagnetic adalah bahan yang apabila didekatkan dengan magnet, maka magnet akan menolaknya atau menjauhinya. Logam mineral yang tergolong bahan diamagnetik di antaranya emas dan timah hitam bismuth.
Sifat kemagnetan yang dimiliki oleh benda dapat dihilangkan dengan cara pemanasan atau pemukulan. Perlakuan tersebut mengganggu atau merubah atau merusak susunan magnet elementer sehingga susunannya kembali tidak teratur dan sifat magnetnya hilang.
Kutub Magnet
Kutub-kutub magnet adalah bagian ujung magnet yang memiliki kekuatan paling kuat untuk menarik partikel besi dibandingkan bagian magnet yang lainnay. Setiap magnet memiliki dua buah kutub, yaitu kutub selatan dan kutub utara. Garis lurus yang menghubungkan kedua kedua kutub magnet ini disebut sebagai sumbu magnet.
Kutub -kutub magnet memiliki sifat yang unik, yaitu: jika Dua kutub magnet yang sejenis saling didekatkan, maka akan saling tolak menolak atau menjauh. Kutuk magnet selatan dan kutub magnet utara jika didekatkan akan saling Tarik dan mendekat.
Namun jika kedua kutub magnet yang berlawanan jenis didekatkan akan saling tarik -menarik. Ketika kutub selatan didekatkan dengan kutub magnet selatan, maka akan saling menjauh.
Sifat-Sifat Magnet
Magnet hanya menarik benda yang memiliki sifat magnet yang ada di sekitarnya.
Gaya magnet dapat menembus benda.
Magnet mempunyai dua kutub, yakni kutub utara dan kutub selatan.
Kutub magnet yang sejenis akan saling tolak. Sebaliknya, kutub yang berlainan akan saling tarik.
Medan magnet membentuk gaya magnet.
Sifat kemagnetan dapat dihilangkan atau dilemahkan.
Medan Magnet
Medan magnet adalah daerah sekitar magnet yang pada daerah itu magnet lain masih dipengaruhi oleh gaya magnetic. Jika di daerah tersebut ditaburkan serbuk besi, maka serbuk besi akan ditarik oleh kutub magnet dan membentuk pola garis, disebut garis gaya magnet.
Garis – garis gaya magnet ini memiliki sifat sifat berikut:
garis – garis gaya magnet keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan,
garis – garis gaya magnet tidak pernah berpotongan,
tempat dengan garis gaya magnet rapat menunjukkan medan magnet kuat. Sebaliknya, tempat dengan garis gaya magnet renggang menunjukkan medan magnet lemah.
Sifat dan Arah garis garis gaya magnet
Jenis atau Macan Magnet.
Bentuk magnet yang dinamai karena bentuknya yaitu:
Magnet batang berbentuk seperti batang atau pensil atau balok atau kubus kecil.
Magnet silinder berbentuk seperti pipa atau tabung panjang.
Magnet jarum berbentuk seperti jarum kompas dengan kedua ujung membentuk kutub magnet yang runcing.
Magnet U berbentuk huruf U atau tapal kuda dan biasa disebut magnet ladam.
Magnet cincin berbentuk menyerupai cincin.
Magnet keeping berbetuk koin atau kepingan uang logam.
Jenis atau Macam Magnet yang dinamai karena sifat ketahanannya yaitu magnet tetap atau permanen dan magnet sementara atau buatan.
Cara Membuat Magnet.
Cara membuat benda menjadi bermagnet yaitu dengan digosok digosok oleh sebuah magnet permanen, atau dengan induksi yaitu dengan mendekatkan benda tak bermagnet ke salah satu ujung kutub magnet permanen. Selain itu, benda tidak bermagnet dapat dibuat menjadi bermagnet dengan cara listrik yaitu dengan cara melilitkan kawat berarus pada benda tersebut. Cara listrik ini biasa disebut dengan cara elektromagnetik.
Kegunaan Magnet
Magnet banyak digunakan dalam peralatan yang bekerja dengan listrik seperti loadspeaker pada radio atau televisi, pada pintu lemari pendingin atau lemari pakaian agar pintu tertutup rapat, selain itu magnet digunakan pada dynamo sepeda untuk lampu.
Contoh Penggunaan Magnet Batang Dan Silinder
Magnet Batang dan silinder pada Kunci Pintu lemari kaca dan kayu.
Manfaat Kegunaan Fungsi Magnet Batang Silinder Lemari Kaca
Contoh Penggunaan Manfaat Fungsi Magnet U Ladam Tapal Kuda
Magnet U Ladam digunakan pada motor listrik untuk mainan dan motor pompa bensin kendaraan.
Manfaat Kegunaan Fungsi Magnet U Pada Motor Listrik
Contoh Penggunaan Manfaat Fungsi Magnet Cincin Ring
Magnet Cincin Ring pada loadspeaker sistem audio rumah dan bioskop.
Penggunaan Manfaat Fungsi Magnet Cincin Ring Pada Loadspeker
Contoh Penggunaan Manfaat Fungsi Magnet Jarum
Magnet jarum banyak digunakan pada kompas petunjuk arah angin
Kegunaan Manfaat Fungsi Magnet Jarum Kompas Petunjuk Arah Angin
Pada industry berat, magnet digunakan untuk menarik besi tua dari benda lainnya. Pada indutri pengolahan mineral dan makanan atau air, magnet digunakan untuk pemurnian memisahkan besi dari bahan olahan.
Kata dalam artikel Bahan Diamagnetic adalah Bahan Magnetik dan Bahan Nonmagntik atau Bahan Paramagnetik. Benda Magnetik adalah bentuk magnet serta Cara Membuat Magnet kemudian diamagnetic. Bahan Ferromagnetik, ferromagnetic dan Garis – Garis Gaya Magnet serta gaya magnet atau Jenis atau Macan Magnet.
Kegunaan magnet adalah kutub magnet atau kutub selatan dan kutub utara magnet serta magnet batang. Magnet buatan adalah Magnet cincin atau Magnet jarum atau Magnet keeping dan magnet ladam serta magnet permanen. Sedangkan magnet sementara adalah Magnet silinder atau Magnet tapal kuda dan magnet tetap. Magnet U adalah manfaat magnet atau Medan Magnet dan Nonmagnetik serta paramagnetic.
Pola garis sifat elektromagnetik Sifat kemagnetan dan Sifat Kutub Magnet yang Sifat-Sifat Magnet. Fungsi magnet cincin dan batang dengan fungsi magnet jarum dan contoh magnet cincin batang dan keping. Cara membuat magnet cincin batang dan cara membuat magnet permanen dan sementara. Fungsi magnet permanen sementara.
Pengertian Fluks Magnetik. Konsep tentang fluks magnetik pertama kali dikemukaan oleh ilmuwan Fisika yang bernama Michael Faraday untuk menggambarkan medan magnet.
Medan magnet ini digambarkan dengan menggunakan garis-garis gaya. Medan magnet kuat digambarkan oleh garis gaya yang rapat sedangkan yang kurang kuat digambarkan dengan garis gaya yang kurang rapat. Sedangkan untuk daerah yang memiliki kuat medan yang homogen digambarkan garis-garis gaya yang sejajar. Garis gaya magnet dilukiskan dari kutub utara magnet dan berakhir di kutub selatan magnet.
Kuat medan magnetik dinyatakan dengan lambang B yang disebut dengan induksi magnet. Sebenarnya Induksi magnetik ini menyatakan kerapatan garis gaya magnet.
Pengertian Fluks Magnetik dan Rumus dan Contoh Perhitungannya.
Fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus, yang dapat dinyatakan dalam persamaan, sebagai berikut.
Φm = B A
Jika arah B tidak tegak lurus terhadap permukaan bidang atau membentuk sudut tertentu sebesar θ, maka persamaannya menjadi:
Φm = B A cos
dengan :
Φm = fluks magnetik (weber atau Wb)
B = induksi magnetik )(T atau Wb/m2)
A = luas penampang (m2)
θ = sudut yang dibentuk antara arah B dengan garis normal (radian atau derajat)
Fluks Magnetik, Cara Menghitung
Dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa perubahan fluks magnet sangat dipengruhi oleh tiga variable berikut. Yang pertama, terjadi karena perubahan medan magnet B. Kedua, terjadi karena perubahan luas penampang yang dilaluinya. Ketiga, terjadi karena perubahan sudut θ.
Fluks magnetik dapat diukur dengan menggunakan fluksmeter. Alat ini terdiri dari kumparan dan rangkaian yang mampu menghitung fluks magnetik berdasarkan perubahan tegangan yang disebabkan oleh perubahan medan magnet yang melalui kumparan di dalam alat ini.
1). Cotnoh Soal Menentukan Fluks Magnetik Dalam Medan Magnet
Sebuah bidang seluas 400 cm2 berada dalam medan magnet yang mempunyai kuat medan magnet sebesar 10 x 10-2 T. Tentukan fluks magnetik pada bidang tersebut apabila garis normal bidang dengan garis gaya magnet membentuk sudut 30o
Diketahui
B = 10 x 10-2 T
A = 400 cm2 = 0,04 m2
A = 4 x 10-2 m2
θ = 300
Rumus Menghitung Fluks Magnet Bidang Dalam Medan Magnet
Besar fluks magnet yang dialami oleh bidang di dalam suatu medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:
ΦB = B.A cos θ
ΦB = (10×10-2)(4 x10-2)cos 300
ΦB = 40 x 10-4 (0,87)
ΦB = 3,48 x 10-4 Weber
2). Contoh Soal Menentukan Gaya Gerak Listrik GGL Ujung Solenoida
Sebuah solenoida memiliki 2000 lilitan berada dalam medan magnetik sehingga solenoida dipengaruhi fluks magnetik sebesar 8×10-3 Wb. Jika fluks magnetiknya berubah menjadi 6×10-3 Wb dalam 4 detik, tentukan besar ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung solenoida tersebut
Diketahui:
N = 2000
ΔΦB = 6×10-3 – 8×10-3
ΔΦB = −2×10-3 Wb
Δt = 4 s
Rumus Menentukan GGL Ujung Solenoida
Gaya gerak listrik, GGL induksi yang timbul pada ujung -ujung solenoida memenuhi hukum Faraday dan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
ε = -N (ΔΦB/Δt)
ε = -2000(-2×10-3)/(4)
ε = 1,0 volt
3). Contoh Soal Perhitungan GGL Induksi Kumparan
Fluks magnet sebuah kumparan yang memiliki 200 lilitan berubah sebesar 2 x 10-3 Weber dalam selang wakti 0,2 detik. Hitung GGL induksi rata rata pada kumparan tersebut:
Diketahui:
ΔΦB = 2×10-3 Weber
N = 200 lilitan
t = 0,2 detik
Cara Menentukan GGL Induksi Kumparan
GGL induksi magnet kumparan dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:
ε = -N (ΔΦB/Δt)
ε = -200(2×10-3)/(0,2)
ε = – 2 volt
4). Contoh Soal Perhitungan GGL Kawat Konduktor Dalam Induksi Magnet
Jika kawat PQ panjangnya 50 cm digerakkan ke kanan dengan kecepatan 5 m/s. Hambatan R = 10 Ω dan induksi magnet sebesar 2 T dengan arah tembus ke dalam bidang gambar. Tentukan besarnya ggl induksi yang timbul dan kuat arus yang mengalir dalam rangkaian. Hitung gaya Lorentz yang timbul pada kawat.
Perhitungan GGL Kawat Konduktor Dalam Induksi Magnet
Diketahui:
L = 50 cm = 0,5 m
B = 2 T
θ = 900
R = 10 Ω
v = 5 m/s
Menghitung GGL Induksi Kawat Konduktor
ε = B.L.v sin θ
ε = 2 × 0,5 × 5 sin 90o
ε = 5 x 1 Volt
ε = 5 Volt
Jadi, besarnya ggl induksi yang terjadi adalah 5 Volt.
Menghitung Kuat Arus Rangkaian GGL Induksi Magnetik
I = ε/R
I = 5/5
I = 1 A
Jadi, besarnya kuat arus yang mengalir adalah 1 A.
Menghitung Gaya Lorentz Rangkaian GGL Induksi Magnetik Kawat Konduktor
Gaya Lorentz yang timbul pada kawat dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut
F = B.I.L
F = (2)(1)(0,5)
F = 1 N
Jadi Gaya Lorentz yang timbul pada kawat adalah 1 N
Sebuah kawat yang panjangnya 2 m bergerak tegak lurus pada medan magnetic dengan kecepatan 10 m/s, pada ujung-ujung kawat timbul beda potensial 4V. Tentukan besarnya induksi magnetik
Diketahui:
L = 2 m;
v = 10 m/s;
ε = 4volt
Menghitung Induksi Magnetic Kawat Yang Bergerak Dalam Medan Magnet
Induksi magnetic yang terjadi pada kawat yang bergerak tegak lurus medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan seperti berikut.
ε = B.L.v sin θ
Karena v ⊥ B, maka besar induksi magnetiknya adalah:
4 = B × 2 × 10 sin 900
4 = 20 B
B = 4/20
B = 0,2 T
Contoh Soal Ujian Materi Medan Magnet dan Induksi Magnet
Jika Sebuah Kawat dialiri arus sebesar 2 amper, tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 5 cm dari kawat tersebut. Dan tentukan berapa besar medan magnet pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat.
Jawaban dan Pembahasan.
Diketahui:
i = 2 amper
Menghitung Besar Magnet Kawat Berjarak
Besar medan magnet pada jarak a = 5 cm = 5 x 10-2 dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:
B = μ0 i / 2π a
B = (4π ×10−7 WbA-1m-1 x 2 A) / (2π ×5 x10−2 m)
B = 8 x 10-6T
Besar medan magnet pada jarak a = 10 cm dari kawat adalah;
B = μ0 i / 2π a
Jarak 10 cm sama dengan 2 kali dari a = 5cm. Sementara nilai medan magnet berbanding terbalik dengan jarak. Jadi Nilai B setengah kalinya.
Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
Ringkasan Rangkuman: Induksi elektromagnetik yaitu peristiwa timbulnya ggl induksi pada ujung-ujung kumparan karena adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan tersebut.
Fluks magnetik yaitu banyaknya jumlah garis gaya magnet yang menembus permukaan bidang tiap satu satuan luas secara tegak lurus.
Hukum Faraday berbunyi: besarnya ggl induksi yang terjadi pada ujung-ujung kumparan berbading lurus dengan jumlah lilitan kawat pada kumparan dan kecepatan perubahan fluks magnetiknya.
Kecepatan perubahan fluks magnetic dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : Perubahan luas penampang, Perubahan induksi magnetiknya, Perubahan sudut antara garis normal dan arah induksi magnet.
Hukum Lenz berbunyi: jika ggl induksi timbul pada suatu rangkaian, maka arah arus induksi yang dihasilkan sedemikian rupa menimbulkan medan magnet induksi yang menentang perubahan medan magnet.
Besarnya ggl induksi diri yang timbul pada ujung-ujung kumparan yang disebabkan adanya perubahan arus listrik di dalam kumparan
Energi yang tersimpan pada sebuah induktor yang dialiri arus listrik akan berupa energi medan magnet
Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri sebesar 1 henry apabila pada kumparan tersebut timbul perubahan arus 1 ampere tiap detiknya, maka pada ujungujung kumparan timbul ggl sebesar 1 Volt.
ardra.biz, 2019, “Pengertian Fluks Magnetik dan Contoh Fluks Magnet dengan garis-garis gaya medan magnet. Lambang Simbol Kuat medan magnetic dan Lambang Induksi Magnet. Pengertian kuat medan magnet dengan kerapatan garis gaya magnet dan kuat medan magnet homogen.
Ardra.Biz, 2019, “Garis gaya sejajar dan garis gaya magnet utara selatan. Pengertian garis gaya magnet dengan Pengertian Fluks Magnetik dan Contoh Rumus Perhitungannya.
Ardra.Biz, 2019, “Rumus kuat medan magnet dengan contoh soal perhitungan fluks magnet serta contoh soal perhitungan kuat medan magnet. Rumus fluks magnet dan rumus fluks magnet tidak tegak lurus. Satuan fluks magnetik (weber atau Wb) dan satuan induksi magnetik (T atau Wb/m2).
Ardra.Biz, 2019, “Pengaruh kuat medan magnet terhadap fluks magnet dan pengaruh sudut terhadap fluks magnet. Alat ukur fluks magnet dengan prinsip kerja fluksmeter dan pengaruh luas penampang terhadap fluks magnet.
Pengertian Viskositas: Viskositas merupakan besaran kekentalan fluida yang merepresentasikan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Semakin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut.
Gesekan terjadi antarpartikel zat cair, atau esekan antara xat cair dan dinding permukaan tempat zat cair tersebut atau gesekan antara permukaan benda padat yang bergerak dengan zat cair.
Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas.
Rumus Dan Satuan Koefisien Viskositas
Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas dan dilambangkan η dan dirumuskan sebagai berikut:
η = Fs/(6 π r v)
Koefesien Viskositas adalah suatu besaran yang menyatakan besarnya gaya gesek yang dialami sebuah partikel berukuran r yang bergerak mengendap dalam fluida dengan kecepatan v.
Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pas) atau kg/ms.
Pengertian Hukum Stokes. Gaya gesek antara permukaan benda padat yang bergerak dalam fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif gerak benda tersebut terhadap fluidanya. Hambatan gerak benda di dalam fluida ditimbulkan akibat adanya gaya gesek antara bagian fluida yang melekat ke permukaan benda dengan bagian fluida di sebelahnya.
Gaya Gesek Fluida
Hukum Stokes menjelaskan bahwa apabila sebuah benda atau partikel mengendap atau melaju dalam suatu fluida, maka benda akan mendapat perlawanan berupa gaya hambat. Besar gaya hambat yang dialami partikel banda berbentuk bola ini merupakan gaya gesek.
Kecepatan Terminal Pengendapan Partikel Dalam Fluida
Rumus Gaya Gesek Stokes
Gaya gesek sebanding dengan nilai koefisien viskositas fluidanya yaitu (η). Sehingga menurut Stokes, gaya gesek dapat direpresentasikan melalui persamaan berikut:
Fs = 6 π r η v
Keterangan:
Fs = gaya gesek (N)
r = jari-jari benda (m)
v = kecepatan jatuh dalam fluida (m/s)
η = koefisien viskositas (kg/ms)
Contoh Soal Dan Pembahasan Di Akhir Artikel
Kecepatan Terminal Pengendapan Partikel Dalam Fluida
Kecepatan terminal adalah kecepatan benda berbentuk bola bergerak mengendap dalam fluida kental dengan kecepatan konstan.
Rumus Kecepatan Terminal Pengendapan
Kecepatan terminal Suatu benda yang bergerak jatuh dalam fluida dapat ditentukan dengan rumus yang diformulasikan sebagai berikut:
v = kecepatan terminal (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
ρb = massa jenis benda (kg/m3)
ρf = massa jenis fluida (kg/m3)
Contoh Soal Dan Pembahasan Di Akhir Artikel
Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Terminal
Dari persamaannya dapat diketahui bahwa kecepatan terminal dipengaruhi oleh ukuran benda, massa jenis benda dan fluidanya, serta dipengaruhi juga oleh kekentalan fluidanya.
Pengaruh Ukuran Benda. Ukuran benda memiiki korelasi positif terhadap kecepatan pengendapan. Artinya, Semakin besar ukuran benda, maka semakin besar kecepatan terminalnya. Dengan kata lain, ukuran semakin besar, maka kecepatan pengendapan partikel atau benda semakin cepat.
Pengaruh Massa Jenis. Massa jenis benda memiliki korelasi positif terhadap kecepatan terminalnya. Semakin besar massa jenis benda, maka semakin cepat pengendapannya. Namun sebaliknya, Massa jenis fluida yang semakin besar, akan menyebabkan kecapatan teminal partikel semakin lambat.
Pengaruh Kekentalan Fluida. Kekentalan fluida direpresentasikan oleh koefisien viskositas. Kekentalan fluida memiliki korelasi negatif terhadap kecepatan terminal pengendapan. Artinya, Semakin Kental suatu fluida, maka kecepatan terminal pengendapan partikel semakin lambat.
Contoh Contoh Soal Hukum Stokes, Viskositas, dan Kecepatan Terminal
1). Contoh Soal Perhitungan Gaya Gesek Stokes Bola Logam Dalam Cairan Gliserin Sebuah bola logam pejal berdiameter 2 mm dijatuhkan ke dalam cairan gliserin yang memiliki koefisien viskositas 1,5 Pa.s, dan bola pejal mengendap dengan kecepatan 0,2 m/s. Tentukan gaya gesekan Stokes yang terjadi antara bola dan gliserin.
Diketahui:
d = 2 mm atau
r = 1 mm = 1 x10-3 m
η = 1,5 Pa. s atau
η = 1,5 kg/ms
v = 0,2 m/s
Rumus Hukum Stokes Menghitung Gaya Gesek Stokes Bola Logam Dalam Fluida Gliserin
Gaya gesek Stokes benda berbentuk bola pejal yang bergerak dalam fluida gliserin dapat dinyatakan dengan rumus seperti berikut:
Fs = 6 π r η v
Fs = 6 (3,14)(1x 10-3)(1,5)(0,2)
Fs = 5,65 x 10-3 N
Jadi Gaya Gesek Stokes Bola Pejal Di dalam gliserin adalah 5,65 x 10-3 N
2). Contoh Soal Perhitungan Kecepatan Pengendapan Partikel Dalam Cairan Alkohol (Hukum Stokes)
Partikel berbentuk bola berjari jari 2,5 mm yang diendapkan ke dalam larutan alcohol mengalami gesekan sebesar 2,83 x 10-5 N. Jika koefisien viskositas alcohol 1,2 x 10-3 kg/ms, hitunglah kecepatan pengendapan patikel tersebut.
Diketahui:
r = 2,5 x 10-3 m
Fs = 2,83 x 10-5 N
η = 1,2 x 10-3 kg/ms
Rumus Hukum Stoke Menghitung Kecepatan Pengendapan Partikel Dalam Cairan Alkohol
Kecepatan partikel yang mengendap dalam cairan alcohol dapat dinyatakan dengan rumus dari Hukum Stokes berikut:
Fs = 6 π r η v atau
v = Fs/(6 π r η)
v = (2,83 x 10-5)/(6 x 3,14 x2,5 x 10-3 x 1,2 x 10-3)
v = 0,5 m/s
Jadi Kecepatan pengendapan partikel dalam alcohol adalah 0,5 m/s
3). Contoh Soal Perhitungan Jari Jari Partikel Bola Mengendap Dalam Fluida
Sebuah batu berbentuk partikel bulat mengendap dalam air yang memiliki koefisien viskositas 1 x 10-3 kg/ms dengan kecepatan 0,75 m/s dan mengalami gesekan sebesar 2,12 x 10-5 N. Hitung jari jari partikel batu tersebut.
Diketahui:
η = 1 x 10-3 kg/ms
v = 0,75 m/s
Fs = 2,12 x 10-5 N.
Rumus Hukum Stoke Menentukan Jari Jari Partikel Bola Dalam Fluida Air.
Besarya Jari jari partikel yang mengendap dalam fluida air dapat ditentukan dengan menggunakan rumus dari Hukum Stokes seperti berikut:
Fs = 6 π r η v atau
r = Fs/(6 π η v)
r = (2,12 x 10-5)/(6 x 3,14 x 1 x 10-3 x 0,75)
r = 1,5 x 10-3 m atau
r = 1,5 mm
Jadi, jari jari partikel batu yang mengendap dalam air adalah 1,5 x 10-3 m atau 1,5 mm
4). Contoh Soal Menghitung Kecepatan Terminal Tetes Air Hujan
Pada saat turun hujan yang sangat deras, jari-jari tetes air hujan yang jatuh di udara adalah 0,1 mm. Jika massa jenis udara ρb = 1,29 kg/m3 dan koefisien viskositas udara η = 1,8 × 10-5 kg/ms, maka hitunglah kecepatan terminal tetes air hujan tersebut:
Diketahui :
r = 0,1 mm atau
r = 1 x 10–4 m
ρb = 1.000 kg/m3 (tetes hujan)
ρf = 1,29 kg/m3 (udara)
η = 1,8 x 10–5 kg/m.s
Rumus Menghitung Kecepatan Teminal Tetes Air Hujan
Dalam soal ini, tetes air hujan dianggap sebagai partikel berbentuk bola dan udara sebagai fluida. Kecapatan terminal tetesan air hujan yang bergerak turun dalam fluida udara dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:
v = (2)(g)(r2)(ρb –ρf)/(9x η)
v =(2)(9,8)(1×10-4)2(1000 – 1,29)/(9 x 1,8 x 10–5)
v = 1,2 m/s
Jadi kecepatan terminal air hujan adalah 1,2 m/s
5). Contoh Soal Perhitungan Koefisien Viskositas Minyak
Sebuah partikel berbentuk bola berjari jari 2 mm memiliki massa jenis 2,5 x 103 kg/m3 dijatuhkan dalam minyak yang berada dalam tabung silinder. Kecepatan terminal yang dicapai partikel tersebut adalah 0,52 m/s. Jika massa jenis minyak 700 kg/m3. Tentukan koefesien viskositas minyak tersebut.
Diketahui:
r = 2 mm = 2 x10-3 m
ρb = 2,5 x103 kg/m3 atau
ρb = 2500 kg/m3
ρf = 700 kg/m3
g = 9,8 m/s
v = 0,52 m/s,
Rumus Menghitung Koefisien Viskositas Fluida Minyak
Koefisien viskositas fluida minyak dapat dihitung dengan rumus berikut:
v = (2)(g)(r2)(ρb – ρf)/(9 x η) atau
η = (2)(g)(r2)(ρb – ρf)/(9 x v)
η = (2)(9,8)(2×10-3)2(2500 – 700)/(9 x 0,52)
η = 3,01 x 10-2 kg/ms
Jadi Koefisien viskositas fluida minyak adalah 3,01 x 10-2 kg/ms
6). Contoh Soal Menghitung Kecepatan Terminal Bola Besi Pejal Dalam Fluida Oli Mesin
Sebuah bola besi yang berjari-jari 0,5 cm (ρb = 7.800 kg/m3) dijatuhkan ke dalam sebuah tabung berisi oli mesin bermassa jenis 900 kg/m3. Jika koefisien viskositas oli mesin η = 0,2 kg/ms, maka hitunglah kecepatan terminalnya
Diketahui :
r = 0,5 cm = 5 x 10–3 m
ρf = 900 kg/m3
ρb = 7800 kg/m3
η = 0,2 kg/ms
Rumus Menghitung Kecepatan Terminal Bola Besi Pejal Dalam Oli Mesin
Kecepatan terminal benda yang bergerak dalam fluida oli mesin dapat dihitung dengan rumus berikut:
v = (2)(g)(r2)(ρb – ρf)/(9x η)
v = (2)(9,8)(5×10-3)2(7800 – 900)/(9 x 0,2)
v = 1,88 m/s
Jadi, kecepatan terminal bola besi dalam oli mesin adalah sebesar 1,88 m/s.
Sebuah bola pejal berdiameter 4 mm dijatuhkan ke dalam cairan gliserin dan mengalami gaya gesek sebesar 1,88 x 10-2 N sehingga menyebabkan bola mengendap dengan berkecepatan 0,4 m/s. Tentukanlah koefisien viskositas cairan gliserin tersebut.
Diketahui:
d = 4 mm atau
r = 2 mm = 2×10-3 m
v = 0,4 m/s
Fs = 1,88 x 10-2 N
Rumus Hukum Stokes Menentukan Koefisien Viskositas Fluida Gliserin
Nilai koefisien viskositas cairan gliserin dapat ditentukan dengan menggunakan rumus seperti berikut:
Fs = 6 π r η v atau
η = Fs/(6 π r v)
η = (1,88 x 10-2)/(6 x 3,14 x 2 x10-3 x 0,4)
η = 1,247 kg/ms
Jadi koefisien vikositas cairan gliserin adalah 1,247 kg/ms
8). Contoh Soal Menghitung Kecepatan Terminal Benda Dalam Fluida Minyak Pelumas
Sebuah benda bulat berjari jari 2 mm dijatuhkan dalam minyak pelumas yang berada dalam tabung. Tentukan kecepatan terminal yang dicapai benda tersebut, jika massa jenis minyak 700 kg/m3, koefisien viskositas 3,0 x 10-2 Pas, massa jenis benda 2,5×103 kg/m3
Diketahui:
r = 2 mm = 2 x10-3 m
ρb = 2,5 x103 kg/m3
ρf = 700 kg/m3
g = 9,8 m/s
η = 3 x 10–2 Pa.s
η = 3 x 10–2 kg/m.s
Rumus Menghitung Kecepatan Terminal Benda Dalam Fluida Minyak Pelumas
Kecepatan terminal benda yang bergerak dalam fluida minyak pelumas dapat dihitung dengan rumus berikut:
v = (2)(g)(r2)(ρb – ρf)/(9x η)
v = (2)(9,8)(2×10-3)2(2500 – 700)/(9 x 3 x 10–2)
v = 0,52 m/s
Jadi kecepatan terminal benda yang bergerak dalam minyak adalah 0,52 m/s
Kalkuator Kecepatan Terminal (PC only)
Untuk mempermudah, gunakan lembaran kerja di bawah yang sudah disiapkan. Masukkan data yang diperlukan, kemudian tekan update.
Contoh Soal Ujian dan Pembahasan Hukum Stokes
Sebuah bola dari logam dijatuhkan ke dalam suatu zat cair kental. Sesuai dengan hukum Stokes maka bola akan mendapat gaya gesek ke atas yang besarnya dirumuskan sebagai berikut:
Radioaktivitas adalah peristiwa pecahnya inti atom secara spontan sambil memancarkan sinar – sinar radioaktif berupa sinar alpha, sinar beta, dan sinar gama. Radioaktivitas terjadi pada inti-inti yang tidak stabil (misalnya inti uranium) menjadi inti-inti yang lebih stabil. Inti yang memancarkan sinar radiokatif disebut inti induk, sedangkan inti baru yang terbentuk disebut inti anak.
Simbol Inti Atom
Penulisan inti atom adalah sebagai berikut:
ZXA
Keterangan
X = symbol inti
Z = nomor atom = jumlah proton dalam inti
A = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron dalam inti.
Kemudian, para ahli memutuskan bahwa unsure yang memancarkan radiasi dari dirinya sendiri disebut unsur radioaktif. Adapun sinar atau partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif disebut sinar radioaktif.
Sinar-Sinar Radioaktif
Unsur radioaktif yang sudah ada di alam, seperti uranium, polonium, dan radium disebut radioaktif alam. Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan lebih lanjut, diketahui bahwa unsur- unsur radioaktif alam pada umumnya terdiri atas unsure- unsur berat yang memiliki nomor atom lebih besar daripada 83. Hanya ada beberapa unsur radioaktif alam yang memiliki nomor atom lebih kecil daripada 83.
Manfaat Zat Radioaktif Bagi Kehidupan Manusia
Beberapa manfaat dari bahan radioaktif yang sering digunakan dalam kehidupan sehari – hari di antaranya adalah:
Tc-99 dan Tl-201 diaplikasikan untuk mendeteksi kerusakan organ tubuh seperti jantung.
I-131 dipakai untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok
I-123 diaplikasikan untuk mendeteksi penyakit pada otak
Na-24 diaplikasikan untuk mendeteksi kelainan pada aliran darah, dan dapat juga digunakan untuk mempelajari atau mengamati kecepatan aliran sungai
Xe-133 dapat dipakai untuk mendeteksi penyakit organ paru – paru
P-32 dapat dipakai untuk mendeteksi penyakit mata, tumor, dan penyakit polycythemia rubavera. Pada bidang pertanian umumnya digunakan untuk membuat bibit unggul
Sr-85 biasa digunakan untuk mendeteksi berbagai penyakit pada tulang
Se-75 dapat aplikasikan untuk mendeteksi penyakit pada organ pancreas
Co-60 dapat digunakan untuk terapi pada penderita tumor dan kanker
Co-60 dan Cs-137 dapat dipakai untuk proses sterilisasi pada alat – alat medis.
Fe-59 dapat dimanfaatkan untuk mempelajari dan mengamati pembentukan sel darah merah
Cr-51 biasa digunakan untuk mempelajari kerusakan pada organ limpa
C-14 dapat digunakan untuk mendeteksi diabetes dan anemia. Selain itu digunakan juga untuk mempelajari mekanisme fotosintesis. Dapat juga digunakan untuk menentukan usia bahan organic seperti tumbuhan.
O-18 dapat digunakan untuk mempelajari proses esterifikasi
Contoh Soal Ujian dan Pembahasan Materi Zat Radioaktif
Jelaskan apa yang dimaksud dengan:
radioaktivitas;
sinar radioaktif.
Jawaban dan Pembahasan
Radioaktivitas adalah peristiwa pecahnya inti atom secara spontan sambil memancarkan sinar – sinar radioaktif berupa sinar alpha, sinar beta, dan sinar gama. Radioaktivitas terjadi pada inti-inti yang tidak stabil (misalnya inti uranium) menjadi inti-inti yang lebih stabil.
Sinar radioaktif adalah sinar atau partikel yang dipancarkan oleh unsur radioaktif.
Pengertian Gelombang Elektromagnetik: Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya dan arah rambatannya tidak ditentukan oleh medan listrik maupun medan magnet. Gelombang ini merupakan gelombang transversal yang dapat merambat di ruang hampa.
Gelombang elektromagnetik mengalami pemantulan (atau refleksi), mengalami pembiasan (atau refraksi), mengalami interferensi, dan mengalami lenturan (atau difraksi).
Hipotesis Maxwell
Maxwell mengemukakan sebuah hipotesis yang berbunyi sebagai berikut: perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik dan sebaliknya perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.
Maxwell melihat adanya keterkaitan yang sangat erat antara gejala kelistrikan dan kemagnetan. Maxwell menurunkan beberapa persamaan untuk hipotesisnya tentang gelombang elektromagnetik. Persamaan tersebut dikenal sebagai Persamaan Maxwell.
Menurut Maxwell, ketika terdapat perubahan medan listrik (E), akan terjadi perubahan medan magnetik (B). Perubahan medan magnetik akan menimbulkan kembali perubahan medan listrik dan seterusnya.
Maxwell menemukan bahwa perubahan medan listrik dan perubahan medan magnetik ini menghasilkan gelombang medan listrik dan gelombang medan magnetik yang dapat merambat di ruang hampa.
Gelombang medan listrik (E) dan medan magnetik (B) yang kemudian dikenal dengan nama gelombang elektromagnetik.
Hukum Dasar Hipotesis Maxwell
Hipotesis yang dikemukakan oleh Maxwell, mengacu pada aturan dasar yaitu Hukum hukum tentang listrik – magnet seperti berikut ini.
1). Hukum Coulomb: Muatan listrik dapat menghasilkan medan listrik di sekitarnya.
2). Hukum Biot-Savart dan Hukum Ampere: Arus listrik atau muatan listrik yang mengalir dapat menghasilkan medan magnet di sekitarnya.
3). Hukum Faraday: Perubahan medan magnet dapat menghasilkan medan listrik, dan perubahan medan listrik dapat menghasilkan gaya gerak listrik (GGL) induksi.
Percobaan Hipotesis Maxwell
Maxwell melakukan eksperimen pada dua buah isolator, masing-masing diikat pada ujung pegas dan diberi muatan yang berbeda yaitu muatan positif dan negatif .
Kemudian, pegas digetarkan sehingga jarak antara kedua muatan berubah ubah. Perubahan jarak kedua muatan mengakibatkan medan magnet yang ditimbulkan kedua muatan tersebut berubah- ubah.
Perubahan medan listrik tersebut akan menimbulkan medan magnet yang berubah-ubah pula. Dan dari perubahan medan magnet yang terjadi, akan menimbulkan kembali medan listrik. Demikian seterusnya sehingga terjadi proses yang tidak terputus.
Perambatan medan listrik E dan medan magnet B tegak lurus satu sama lain dan membentuk suatu gelombang secara bersamaan yang disebut gelombang elektromagnet.
Bukti Hipotesis Maxwell Eksperimen Hertz
Heinrich Rudolfh Hertz (1857 – 1894), seorang fisikawan Jerman, yang pertama kali berhasil melakukan eksperimen yang dapat menunjukkan gejala perambatan gelombang elektromagnetik.
Dalam eksperimennya, Hertz menggunakan perangkat celah bunga api di mana muatan digerakkan secara bolak-balik dalam waktu singkat sehingga menghasilkan gelombang berfrekuensi sekitar 109 Hz.
Bukti Hipotesis Maxwell Eksperimen Hertz,
Jika sakelar S digetarkan sehingga terjadi On – Off (putus sambung) secara bergantian dan terus menerus, maka kumparan primer (NP) Ruhmkorf akan menginduksikan pulsa tegangan pada kumparan sekunder (NS) yang dihubungkan ke elektrode bola di sisi A (loop A).
Tegangan menimbulkan percikan di antara kedua eloktroda bola yang disebabkan adanya pelepasan muatan. Percikan bunga api di sisi A diikuti dengan terjadinya percikan bunga api pada kedua elektrode bola di cincin kawat pada sisi B (loop B).
Antara loop A dan loop B terjadi rambatan energi adalah adanya gejala resonansi yang diterima pada loop.
Berdasarkan pengamatan ini, disimpulkan terjadi pengiriman energi gelombang elektromagnetik dari sisi A (loop pengirim) ke sisi B (loop penerima).
Gelombang yang dihasilkan dideteksi dari jarak tertentu dengan menggunakan loop kawat yang bisa membangkitkan ggl jika terjadi perubahan medan magnet. Gelombang ini merambat dengan laju 3 × 108 m/s.
Selain itu, gelombang yang dihasilkan menunjukkan seluruh karakteristik cahaya (pemantulan, pembiasan, dan interferensi).
Bentuk Arah Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik tersusun atas perambatan medan listrik E dan medan magnet B yang saling tegak lurus satu sama lain.
Bentuk Arah Gelombang Elektromagnetik
Arah getar dan arah rambat gelombang medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus sehingga gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal.
Rumus Persamaan Maxwell
Menurut Maxwell, kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada dua besaran, yaitu permitivitas listrik ε0 dan permeabilitas magnet μ0.
Persamaan Maxwell secara matematis dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut.
v = 1/√(ε0 x μ0)
Diketahui:
ε0 = 8,85 × 10–12 C2/Nm2
μ0 = 4π x 10–7 Ns2/C2 atau
μ0 = 1,26 x 10–5 Ns2/C2.
Jika nilai permitivitas listrik ε0 dan permeabilitas magnet μ0 disubstitusikan pada perasamaan Maxwell, maka diperoleh nilai kecepatan gelombang elektromagnetik sebesar
v = 3 × 108 m/s.
Besar kecepatan gelombang elektromagnetik di ruang hampa sama dengan kecepatan cahaya yang terukur.
Spektrum Gelombang Elektromagnet
Gelombang elektromagnet terdiri atas bermacam gelombang yang memiliki frekuensi dan panjang gelombang berbeda. Namun gelombang- gelombang ini mempunyai kecepatan rambat yang sama yaitu
v = 3 x 108 m/s.
Seperti gelombang secara umum, kecepatan rambat gelombang elektromagnetik juga memenuhi hubungan berikut.
v = λ f
dengan
v = cepat rambat gelombang elektromagnetik di ruang hampa (udara)
v = 3 x 108 m/s
λ = panjang gelombang (m)
f = frekuensi (Hz)
Spektrum gelombang elektromagnetik diurutkan mulai panjang gelombang paling pendek sampai paling Panjang adalah sebagai berikut:
Sinar gamma (γ)
Sinar (rontgen)
Sinar ultra violet (UV)
Sinar tampak (cahaya tampak)
Sinar infra merah (IR)
Gelombang radar (gelombang mikro)
Gelombang televisi
Gelombang radio
Jenis Gelombang Elektromagnetik,
Jenis gelombang elektromagnetik dibedakan berdasakan pada frekuensi dan panjang gelombangnya. Penyusunan perbedaan interval atau jarak dari panjang gelombang dan frekuensi secara berurutan disebut dengan spektrum gelombang elektromagnetik.
Spektrum gelombang elektromagnetik tampak memiliki warna yang berbeda-beda. Warna ini disebabkan perbedaan frekuensi gelombang. Berdasarkan frekuensi gelombang inilah dapat diketahui sifat/karakteristik gelombang. Rentang frekuensi tertinggi adalah sinar gamma dan frekuensi terrendah adalah gelombang radio.
Gelombang Elektromagnetik: Sinar Gamma
Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi tertinggi dalam spektrum gelombang elektromagnetik, yaitu antara 1017Hz sampai 1025 Hz.
Panjang gelombangnya berkisar antara 10-9 sampai 10-15 meter. Sinar gamma berasal dari radioaktivitas nuklir atau atom-atom yang tidak stabil dalam waktu reaksi inti. Sinar gamma memiliki daya tembus yang sangat kuat, sehingga mampu menembus logam yang memiliki ketebalan beberapa sentimeter.
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Elektromagnetik Sinar Gamma Sinar gamma banyak diaplikasikan untuk alat deteksi ketebalan benda logam pada pabrikasi berbahan logam. Sinar gamma dapat mendeteksi pengotor atau cacat pada logam.
Gelombang Elketromagnetik: Sinar-X
Sinar-X mempunyai frekuensi antara 1016 sampai 1022 Hz dengan panjang gelombangnya antara 10–6 sampai 10–14 meter. Sinar –X ditemukan oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Untuk menghormatinya sinar-X juga disebut sebagai sinar rontgen.
Sinar-X dihasilkan dari elektron-elektron yang terletak di bagian dalam kulit elektron atom atau dapat dihasilkan dari elektron dengan kecepatan tinggi yang menumbuk logam.
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Magnetik Sinar X
Sinar-X banyak dimanfaatkan dalam bidang kedokteran seperti untuk memotret kedudukan tulang, dan bidang industri dimanfaatkan untuk menganalisis struktur kristal.
Sinar-X mempunyai daya tembus yang sangat kuat. Sinar ini mampu menembus zat padat seperti kayu, kertas, dan daging manusia.
Gelombang Elketromagnetik: Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi antara 1015 Hz sampai 1016 Hz. Dan memiliki Panjang gelombang antara 10-6 sampai 100-8 meter.
Sinar ultraviolet dihasilkan dari atom dan molekul dalam nyala listrik. Selain itu, Sinar ultraviolet dapat diperoleh dari reaksi sinar matahari.
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Elektromagnetik Sinar Ultraviolet
Sinar ultraviolet dari matahari dalam kadar tertentu dapat merangsang tubuh menghasilkan vitamin D . Secara khusus, sinar ultra violet juga dapat dimanfaatkan untuk membunuh kuman.
Lampu yang menghasilkan sinar seperti itu digunakan dalam perawatan medis. Sinar ultraviolet juga dimanfaatkan dalam bidang perbankan, yaitu untuk memeriksa tanda tangan nasabah di slip penarikan uang dengan tanda tangan dalam buku tabungan.
Gelombang Elketromagnetik: Cahaya atau Sinar Tampak
Cahaya biasa disebut dengan sinar tampak. Cahaya mempunyai frekuensi sekitar 1014 Hz dengan Panjang gelombangnya antara 400 nm sampai 800 nm. Mata manusia sangat pekaradiasi sinar tersebut, sehingga cahaya atau sinar tampak sangat membantu penglihatan manusia.
Panjang gelombang sinar tampak yang terpendek dalam spektrum bersesuaian dengan cahaya violet (ungu) dan yang terpanjang bersesuaian dengan cahaya merah. Semua warna pelangi terletak di antara kedua batas tersebut
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Elektromagnetik Cahaya Tampak.
Sinar tampak atau cahaya banyak digunakan sebagai lampu penerangan ruma, jalan, sebagai pelengkai dekoratif gedung, jalan dan sebagainya.
Gelombang Elketromagnetik: Sinar Infra Merah
Sinar infra merah memiliki frekuensi antara 1010 Hz sampai 1013 Hz dengan Panjang gelombangnya antara 0,1 sampai 10-5 meter. Frekuensi gelombang ini dihasilkan oleh getaran-getaran electron pada suatu atom atau bahan yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi khas.
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Elektromagnetik Sinar Infra Merah
Di bidang kedokteran, radiasi inframerah diaplikasikan sebagai terapi medis seperti penyembuhan penyakit encok dan terapi saraf. Pada bidang militer, dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut.
Hal ini mungkin karena sinar infra merah tidak banyak dihamburkan oleh partikel udara. Selain itu, sinar infra merah dibidang militer dimanfaatkan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan.
Di bidang elektronika, infra merah dimanfaatkan pada remote kontrol peralatan elektronik seperti TV dan VCD. Unit kontrol berkomunikasi dengan peralatan elektronik melalui reaksi yang dihasilkan oleh dioda pancar cahaya (LED).
Gelombang Elketromagnetik: Radar atau Gelombang Mikro
Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sekitar 1010 Hz. Panjang gelombangnya kira-kira 3 mm. Gelombang mikro ini dimanfaatkan pada pesawat radar (radio detection and ranging).
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Elektromagnetik Radar – Mikro
Gelombang radar diaplikasikan untuk mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah dan posisi yang tepat.
Misalnya, jika radar memancarkan gelombang mikro mengenai benda, maka gelombang mikro akan memantul kembali ke radar.
Gelombang Elketromagnetik: Gelombang Radio dan Televisi
Gelombang radio mempunyai frekuensi antara 104 Hz sampai 109 Hz. Gelombang televisi frekuensinya sedikit lebih tinggi dari gelombang radio.
Contoh Penggunaan Manfaat Gelombang Elektromagnetik Radio Televisi
Gelombang ini diaplikasikan sebagai alat komunikasi, sebagai pembawa informasi dari satu tempat ke tempat lain seperti Radia AM, FM, Stasion Tevelisi dan lainnya
Gelombang elektromagnetik dalam suatu medium memiliki kecepatan rambat 2,7 × 108 m/s. Jika permitivitas medium 12,76 × 10–12 wb/Am, tentukanlah permeabilitas maksimumnya.
Diketahui:
v = 2,7 × 108 m/s, dan
ε = 12,76 × 10–12 wb/Am.
Ns2/C2 = wb/Am.
μ = …
Rumus Perhitungan Permeabilitas Maksimum Medium Perambatan Gelombang Elektromagnetik.
Permeabilitas medium yang digunakan perambantan gelombang elektromagnetik dapat dinyatakan dengan persamaaan berikut:
v = 1/√(ε x μ) atau
μ = 1/(ε x v2)
μ = 1/12,76 x 10–12)( 2,7 x 108)2
μ = 1,1 x 10-6 wb/Am
2). Contoh Soal Perhitungan Panjang Gelombang Mikro Radar
Gelombang mikro memiliki frekuensi 1 x 1010 Hz dipancarkan dari sebuah radar. Berapakah Panjang gelombang mikro tersebut?
Diketahui
f = 1 x1010 Hz
v = 3 x 108 m/s
Rumua Mencari Panjang Gelombang Mikro Radar
Panjang gelombang dari gelombang mikro sebuah radar dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut:
v = λ f atau
λ = v/f
λ = (3 x 108)/(1 x1010)
λ = 3 x 10-2 m
Jadi Panjang gelombang mikro adalah 3 x 10-2 m
3). Contoh Soal Perhitungan Amplitude Medan Magnetik Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik mempunyai amplitudo medan listrik E = 600 V/m. Berapa amplitudo medan magnetic gelombang elektromagnetik tersebut
Diketahui:
E = 600 V/m
v = 3 x 108 m/s
Rumus Cara Mencari Amplitoda Medan Magnetik Gelombang Elektromagnetik
Besar amplitude medan magnetic delombang elektromagnetik dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:
v = – E/B atau
B = -E/v
B = (- 600)/(3 x 108)
B = -2 x 10-6 m/s
Jadi, besar amplitude medan magnetic adalah -2 x 10-6 m/s
4). Contoh Soal Perhitungan Panjang Gelombang Siaran Radio
Sebuah pemancar radio bekerja pada daerah frekuensi 150 MHz. Berapa panjang gelombang siaran yang diterima pesawat radio
Diketahui :
f = 150 MHz = 1,5 × 108 Hz
v = 3 x 108 m/s
Rumus Mencari Panjang Gelombang Siaran Radio
Panjang gelombang siaran radio dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:
v = λ f atau
λ = v/f
λ = (3 x 108)/(1,5 x 108)
λ = 2 m
Jadi, pnjang gelombang siaran radio adalah 3 m
5). Contoh Soal Perhitungan Frekuensi Gelombang Elektromagnetik Di Ruang Hampa
Sebuah gelombang elektromagnetik merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan 3 × 108 m/s. Jika panjang gelombang elektromagnetiknya adalah 60 m, maka tentukan frekuensi gelombang tersebut
Diketahui:
v = 3 × 108 m/s
λ = 60 m
Rumus Menghitung Frekuensi Gelombang Elektromagnetik Di Ruang Hampa
Frekuensi gelombang elektromagnetik yang merambat dalam ruang hampa dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:
v = λ f atau
f = v/ λ
f = (3 x 108)/(60)
f = 5 x 106 Hz
Jadi frekuensi gelombang elektromagnetik adalah 5 x 106 Hz
6). Contoh Soal Perhitungan Jarak Objek Dari Radar Antena Pesawat
Melalui antena sebuah radar pesawat terbang, dipancarkan pulsa gelombang radar. Pulsa gelombang dipancarkan dan mengenai objek kemudian diterima kembali oleh antena pesawat setelah 6 x 10-5 detik. Berapa jarak objek dari pesawat
Diketahui :
t = 6 x 10–5 detik
v = 3 x 10 8 m/s
Rumus Menentukan Jarak Objek Dari Radar Pesawat
Jarak objek dari radar pesawat dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
s = v x (Δt/2)
s = (3 x 108)(6 x 10–5)/(2)
s = 9 x 103 m
s = 9 km
Jadi, Jarak objek dari pesawat adalah 9 km
7). Contoh Soal Perhitungan Panjang Gelombang Pemancar Televisi
Sebuah pemancar Televisi bekerja pada frekuensi 500 MHz. Berapakah Panjang gelombang radio yang terpancar dari pemancar Televisi tersebut?
Diketahui:
f = 300 MHz = 5 x 108 Hz
v = 3 x 108 m/s
Rumus Menghitung Panjang Gelombang Pemancar Televisi
Panjang gelombang yang dipancarkan oleh pemancar televisi dapat dirumuskan dengan persaaan berikut:
v = λ f atau
λ = v/f
λ = (3 x 108)/(5 x108)
λ = 0,6 m
Jadi, Panjang gelombang yang dipancarkan oleh pemancar televisi adalah 0,6 m
8). Contoh Soal Menentukan Jarak Pesawat Dari Radar
Sebuah radar digunakan untuk mendeteksi pesawat udara yang melaluinya. Ternyata radar dapat menangkap gelombang radarnya setelah dipantulkan oleh pesawat udara dalam waktu 2 x 10-3 detik. Berapakah jarak radar dan pesawat udara saat itu?
Diketahui:
Δt = 2 x 10-3 detik
v = 3 x 108 m/s
s = v x (Δt/2)
s = (3 x 108)(2 x 10-3)/(2)
s = 3 x 105 m
s = 300 km
Jadi, Jarak radar dari pesawat udara adalah 300 km
9). Contoh Soal Perhitungan Kedalaman Laut Aplikasi Gelombang Elektromagnetik Mikro,
Seseorang mengukur kedalaman laut dengan cara mengirimkan gelombang elektromagnetik mikro sampai ke dasar laut dengan mengamati pantulan gelombang mikro tersebut. Jika gelombang mikro yang dipantulkan terdeteksi dalam waktu 4 x 10-6 detik, maka hitunglah kedalaman laut tersebut
Diketahui:
Δt = 4 x 10-6 detik
v = 3 x 108 m/s
Rumus Menentukan Kedalaman Laut Dengan Elektromagnetik Mikro,
Laju rambat gelombang mikro adalah tetap, sehingga jarak yang ditempuh dapat dinyatakan dengan persamaan berikut
s = v Δt
Δt adalah waktu perambatan gelombang.
Jarak yang ditempuh:
s = 2 x kedalaman laut (h), sehingga kedalaman laut:
h = v x (Δt/2)
h = (3 x 10-8)(4 x 10-6)/2
h = 600 m
Jadi, kedalaman laut yang diukur dengan gelombang elektromagnetik mikro adalah 600 m
10). Contoh Soal Ujian Pilihan Ganda Pembahasan Gelombang Elektronik.
Perubahan medan listrik menghasilkan medan magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik, pernyataan ini dikemukakan oleh ….
A. James Clerk Maxwell
B. Hertz
C. Zeeman
D. Stark
E. Planck
11). Pembentuk Penyusun Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik terdiri atas … yang saling tegak lurus.
A. gelombang transversal dan medan magnet
B. gelombang medan magnet dan gelombang medan listrik
Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Rangkuman Ringkasan: Hipotesis Maxwell adalah perubahan medan magnet pada dynamo dapat menimbulkan medan listrik dan sebaliknya perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.
Cepat rambat gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya di ruang hamba yang besarnya 3 × 108 m/s.
Kelebihan gelombang elektromagnetik adalah dapat merambat di ruang hampa, merupakan gelombang trasversal, mengalami pemantulan (refleksi), mengalami pembiasan (refraksi), mengalami interferensi, mengalami lenturan (difraksi), dan arah rambatannya tidak ditentukan oleh medan listrik maupun medan magnet.
Hubungan kecepatan perambatan gelombang, frekuensi, dan Panjang gelombang adalah v = f x λ
Urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari yang berfrekruensi terkecil sampai yang terbesar adalah gelombang radio, gelombang televisi, gelombang radar/mikro, sinar infra merah, cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar-X, dan sinar gamma.
Gelombang Elektromagnetik: Pengertian Bukti Hipotesis Maxwell Percobaan Hertz Jenis Contoh Soal Penggunaan Rumus Perhitungan Spektrum
Pengertian Efek Fotolistrik: Efek Fotolistrik adalah pelepasan electron dari suatu permukaan logam ketika disinari oleh cahaya akibat penyerapan radiasi elektromagnetik berfrekuensi di atas ambangnya yang tergantung pada jenis permukaannya.
Pengertian Foton
Cahaya merambat dalam bentuk paket-paket energy yang disebut dengan foton. Cahaya bersifat sebagai partikel dan sebagai gelombang karena cahaya juga melakukan peristiwa interferensi, difraksi, dan polarisasi. Selain itu, cahaya juga termasuk salah satu gelombang elektromagnetik.
Teori Kuantum Plank
Setiap benda yang mengalami radiasi akan memancarkan energinya secara diskontinu (diskrit) berupa paket- paket energi. Paket -paket energi ini dinamakan kuanta (istilah kuata sekarang dikenal sebagai foton).
Efek Fotolistrik, Pembahasan Contoh Soal Ujian Hukum Emisi Fotolistrik
Menurut Max Planck, cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang merupakan kuanta bergerak dengan kecepatan cahaya yang disebut foton dan memiliki dua sifat yaitu sebagai dan partikel.
Rumus Energi Foton – Efek Fotolistrik
Energi setiap foton sebanding dengan frekuensi gelombang radiasi dan dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut:
E = h.f = (h.c)/λ
Dengan keterangan
E = energi foton (joule)
f = frekuensi foton (Hz)
h = tetapan Planck (h = 6,6×10-34 Js)
c = kecepatan cahaya (3,0 x108 m/s)
λ= Panjang gelombang cahaya, m
Contoh Soal Sinar Jingga Rumus Energi Foton pada Peristiwa Efek Fotolistrik
Sinar jingga dengan panjang gelombang 6600 Å dipancarkan dari suatu benda hitam yang mengalami radiasi. Tentukan energi foton yang terkandung pada sinar jingga tersebut?
Penyelesaian
Diketahui
λ = 6.600 Å = 6,6×10-7 m
c = 3 x108 m/s
h = 6,6 x10-34 Js
Menghitung Energi Foton Sinar Jingga – Efek Fotolistrik
Kuanta energi sinar jingga dapat dinyatakan dengan persamaan yang memenuhi rumus berikut :
E =h.f atau
E = (h.c)/λ
E = (6,6 x10-34 x3 x108)/6,6×10-7
E = 3x 10-19 Joule
Contoh Soal Lainnya Beserta Pembahasan Ada Di Akhir Artikel
Hukum Emisi Fotolistrik.
Untuk logam dan radiasi tertentu, jumlah fotoelektron yang dikeluarkan (atau laju electron yang terpancarkan) berbanding lurus dengan intensitas cahaya yang digunakan.
Untuk logam tertentu, terdapat frekuensi minimum radiasi. Jika di bawah frekuensi minimumnya, maka fotoelektron tidak dapat dipancarkan.
Energy kinetika yang dipancarkan fotoelektron tidak tergantung pada intensitas cahaya, namun tergantung pada frekuensi cahaya.
Perbedaan waktu dari radiasi dan pemancaran fotoelektron sangat kecil, kurang daripada 10-9 detik.
Energi Kinetik – Efek Fotolistrik.
Energi yang dibawa foton adalah dalam bentuk paket, sehingga energi ini jika diberikan pada electron akan diberikan seluruhnya, sehingga foton tersebut lenyap.
Electron terikat pada energi ikat tertentu, dengan demikian diperlukan energi minimal sebesar energi ikat electron tersebut agar dapat terlepas dari ikatannya. Elektron yang terlepas dari permukaan logam akibat efek fotolistrik disebut foto electron (electron foto)
Fungsi Kerja – Energi Ambang – Efek Fotolistrik
Besarnya energi minimal yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari energi ikatnya disebut fungsi kerja dan diberi notasi Wo, atau biasa disebut juga sebagai energi ambang. Besarnya Wo tergantung pada jenis logam yang digunakan.
Apabila energi foton yang diberikan pada elektron lebih besar dari fungsi kerjanya, maka kelebihan energi tersebut akan berubah menjadi energi kinetik elektron. Akan tetapi jika energi foton lebih kecil dari energi ambangnya (h.f < Wo) maka tidak akan menyebabkan foto elektron.
Frekuensi Panjang Gelombang Ambang – Efek Fotolistrik
Frekuensi foton terkecil yang mampu menimbulkan elektron foto disebut frekuensi ambang. Sebaliknya panjang gelombang terbesar yang mampu menimbulkan foto elektron disebut Panjang gelombang ambang.
Rumus Hubungan Energi Foton – Fungsi Kerja – Energi Kinetik Foto Elektron
Hubungan antara energi foton, fungsi kerja dan energi kinetik foto elektron dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan berikut:
Ek = E – W
Ek = h.f – h.f0
Keterangan:
Ek = Energy kinetic electron (J)
E = Energy foton (J)
W = Energi ambang elektron atau fungsi kerja (J)
h = Konstanta Planck = 6,63 x 10-34 Js
f = Frekuensi foton (Hz)
f0 = Frekuensi ambang (Hz)
Energy biasanya dinyatakan dalam satuan electron volt (eV) dengan ketentuan 1 eV sama dengan 1,6 x 10-19 J.
Energi foton digunakan untuk melepaskan electron dari permukaan logam, dan sisa energinya digunakan untuk bergerak atau sebagai energi kinetic dari electron yang lepas.
Kekekalan Energi Efek Fotolistrik
Seperti energi energi yang lainnya, Energi foton juga dapat memenuhi kekakalan secara umum. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat berubah ke bentuk lain.
Kekekalan energi menjelaskan bahwa energi cahaya dapat berubah ke bentuk lain atau cahaya dapat dibentuk dari energi lain.
Contoh perubahan energi cahaya menjadi energi listrik adalah pada solar sel yaitu dapat diubah menjadi energi listrik.
Contoh lainnya adalah energi listrik yang dapat berubah menjadi energi gelombang elektromagnetik yaitu produksi sinar-X.
Elektron bergerak dengan cepat dan menumbuk logam pada anoda dan meradiasikan energi. Energi ini yang dikenal sebagai sinar-X.
Sinar-X pertama kali ditemukan oleh Wilhelm Roentgen tahun 1895 sehingga dinamakan juga sinar-Roentgen.
Rumus Energi Listrik Elektron
Hubungan energi foton dan energi listrik elektron ini memenuhi hubungan berikut.
keterangan:
λ = panjang gelombang foton (sinar-X)
h = tetapan Planck
h = (6,63×10-34 Js)
c = cepat rambat gelombang elektromagnetik
c = (3×108 m/s)
e = muatan elektron
e = (1,6×10-19 C)
V = beda potensial pemercepat elektron (volt)
1). Contoh Soal Perhitungan Rumus Energi Foton Efek Fotolistrik
Sebuah logam mempunyai frekuensi ambang 4 x 1014 Hz. Jika logam tersebut dijatuhi foton ternyata elektron foto yang dari permukaan logam memiliki energi kinetik maksimum sebesar 19,86 × 10-20 Joule. Hitunglah frekuensi foton tersebut, Jika h = 6,62 × 10-34 Js
Penyelesaian :
Diketahui :
fo = 4 × 1014 Hz
Ek = 19,86 × 10-20 J
h = 6,62 × 10-34 Js
Jawab :
Menghitung Fungsi Kerja Elektron – Efek Fotolistrik
Besernya fungsi kerja dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
Wo = h.fo
Wo = (6,62 ×10-34) × (4 ×1014) J
Wo = 26,48 × 10-20 J
Menentukan Energi Kinetik Elektron – Efek Fotolistrik
Besarnya energi kinetik yang dialami oleh elektron dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
E = Ek + Wo
E = h.f, sehingga
f = (Ek + Wo)/h
f = (19,86×10-20 + 26,48×10-20)/(6,62×10-34)
f = 7 x 1014Hz
Jadi frekuensi foton sebesar 7 × 1014 Hz
2). Contoh Soal Perhitungan Rumus Energi Kinetik Efek Fotolistrik
Frekuensi ambang suatu logam sebesar 8,0 × 1014 Hz dan logam tersebut disinari dengan cahaya yang memiliki frekuensi 1015 Hz. Jika tetapan Planck 6,6× 10-34 Js, tentukan energi kinetik elekton yang terlepas dari permukaan logam tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
f0 = 8,0 × 1014 Hz
f = 1015 Hz
h = 6,6 × 10-34 Js
Jawab:
Menentukan Energi Kinetik Elektron – Efek Fotolistrik
Besar energi kinetik elekton yang terlepas dari permukaan logam dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut:
Ek = h.f – h.f0
Ek = (6,6 ×10-34) x (1015 – (8,0 ×1014))
Ek = 1,32 × 10-19 J
3). Contoh Soal Panjang Gelombang Minimum Tabung Sinar-X
Elektron di dalam tabung sinar-X diberi beda potensial 1000 volt. Pada proses tumbukan, sebuah electron dapat menghasilkan satu foton. Tentukan Panjang gelombang minimum yang dihasilkan oleh tabung sinar-X
Diketahui:
V = 1000 volt
Menghitung Panjang Gelombang Minimum Dari Tabung Sinar-X
Panjang gelombang terpendek sinar X yang dihasilkan dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:
λ = h.c/e.V
λ = (6,63×10-34)(3×108)/(1,6×10-19)(1000)
λ = 1,24 x10-9 m
Jadi panjang gelombang minimum dari sinar X adalah 1,24 x10-9 m
4). Contoh Soal Menentukan Frekuensi Ambang Energi Kinetik Maksimum Fotoelektron Beda Potensial Henti Elektro.
Seberkas sinar yang memiliki frekuensi 2×1015 Hz dijatuhkan pada logam. Fungsi kerja logam 5,8×10-19 J. Tentukan
a). Frekuensi ambang foton
b). Energi kinetic maksimum fotoelektron
c). Beda potensial henti elektron
Diketahui:
f = 2×1015 Hz
W = 5,9×10-19 J
h = 6,63 x 10-34 Js
Menentukan Frekuensi Ambang Foton
Besar frekuensi ambang yang dimiliki foton dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut:
f0 = W/h
f0 = (5,8×10-19)/(6,63 x 10-34)
f0 = 8,75×1014 Hz
Menentukan Energi Kinetik Maksimum Fotoelektron
Besarnya energi kinetic maksimum fotoelektron dari sinar dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:
Ek = E – W
Ek = h.f – W
Ek = (6,63 x 10-34)(2×1015H) – (5,8×10-19)
Ek = 7,46 x 10-19 J
Menghitung Beda Potensial Henti Elektron
Besar beda potensial henti electron dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut:
V0 = Ek/e
V0 = (7,46 x 10-19 J)/(1,6 x10-19C)
V0 = 4,66 volt
5). Contoh Soal Menghitung Panjang Gelombang Radiasi Foton
Berapakah panjang gelombang sebuah radiasi foton yang memiliki energi 6,1 x 10-19 Js. Diketahui konstanta Planck, h = 6,626 x10-34 Js dan cepat rambat cahaya, c = 3 x 108 m/s)
Diketahui:
E = 6,1 x 10-19 Js
h = 6,626 x10-34 Js
c = 3 x108 m/s
Mengitung Panjang Gelombang Radiasi Foton
Panjang gelombang sebuah radiasi foton dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:
E = h.f atau
E = h.c/ λ
λ = h.c/ E
λ = (6,626×10-34)(3×108)/(6,1×10-19)
λ = 3,26 x10-7 m
λ = 326 nm
Menghitung Energi Foton Dari Gelombang Cahaya
Hitunglah energi foton dari gelombang cahaya yang memiliki frekuensi 3×1015 Hz.
Diketahui :
h = 6,62 x 10-34 Js
1 eV = 1,6 .10-19 Joule
1 Joule = eV
f = 3 x 1014 Hz
Jawab :
Rumus Menghitung Energi Foton
Energi foton yang dikeluarkan dari gelombang cahaya dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan rumus berikut:
E = h.f
E = (6,62 x10-34)x(3×1015)
E = 19,86 x 10-19 Joule
6). Contoh Soal Ujian dan Pembahasan Materi Efek Fotolistrik.
Perhatikan pernyataan berikut:
Electron yang terpancar pada peristiwa efek fotolistrik disebut electron foton
Laju electron yang terpencar tidak bergantung pada intensitas cahaya yang mengenai permukaan logam
Energy kinetic electron yang terpencar tergantung pada energy gelombang cahaya yang mengenai permukaan logam
Untuk mengeluarkan electron dari permukaan logam tidak bergantung pada frekuensi ambang, f0.
Pernyataan yang benar tentang efek fotolistrik adalah:
A..(1) dan (2) B..(1) dan (3) C..(2) dan (3) D..(2) dan (4) E..(3) dan (4)
Jawaban: B
Pembahasan:
Electron yang terpencar pada peristiwa efek fotolistrik disebut electron foton atau fotoelektron. Jadi Pernyataan (1) adalah benar.
Intensitas cahaya tidak bergantung pada keluar atau tidaknya electron dari logam, namun tergantung pada laju atau jumlah electron yang keluar dari logam. Jadi Pernyataan (2) salah
Energy electron yang terpencar dari permukaan logam bergantung pada energy foton yang mengenai logam, Ek = E – W. Jadi Pernyataan (3) Benar
Electron akan keluar dari logam jika frekuensi foton yang datang lebih besar dari frekuensi ambang logam, Ek = hf – hf0. Jadi Pernyataan (4) Salah
Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Ringkasan Rangkuman: Menurut Max Planck pemancaran dan penyerapan energi radiasi pada benda hitam dinyatakan sebagai paket-paket energi atau kuantum yang disebut foton, setiap foton membawa energi sebesar hf.
Besarnya Energi Radiasi benda hitam oleh Stefan–Boltmanz dinyatakan dalam persamaan W = e.s.A.T4
Peristiwa keluarnya elektron dari permukaan logam karena disinari dengan cahaya atau foton disebut Efek Fotolistrik, elektron yang terlepas disebut Elektron Foto. Besarnya energi kinetik maksimum electron foto tidak tergantung pada intensitas cahaya yang dijatuhkan tetapi tergantung pada frekuensi foton (cahaya).
Frekuensi Ambang yaitu frekuensi foton terendah yang mampu menimbulkan efek fotolistrik. (fo).
Fungsi kerja (Energi Ambang ) yaitu energi terendah dari foton agar mampu menimbulkan efek fotolistrik (Wo).
Besarnya Energi Kinetik maksimum elektron foto dinyatakan dalam persamaan Ek = E – Wo atau Ek = h (f – fo)
Ardra.Biz, 2019, “Efek Fotolistrik, Energi Ambang Elektron, Energi Foton, Energi Kinetika Elektron, Frekuensi Ambang Elektron, Hukum Emisi Fotolistrik, Konstanta Planck, Pembahasan Contoh Soal Ujian Efek Fotolistrik, Pengertian Efek Compton,
Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Efek Fotolistrik, Pengertian Fotoelektron, Pengertian Radiasi Elektromagnetik, Rumus Efek Fotolistrik, paket energy foton, Cahaya bersifat partikel dan gelombang, Teori Kuantum Max Plank, paket energi kuata, Energi Radiasi diskontinu (diskrit),
Ardra.Biz, 2019, “Satuan Besar kecepatan cahaya, Rumus Persamaan Energi Foton, Satuan Lambang Energi Foton, Nilai Satuan tetapan Planck, Panjang gelombang cahaya, Contoh Soal Sinar Jingga Rumus Energi Foton pada Peristiwa Efek Fotolistrik,
Ardra.Biz, 2019, “Kuanta energi sinar jingga, frekuensi minimum radiasi, Energy kinetika foto listrik, Pengertian fotoelektron, Rumus Efek Fotolistrik, Pengertian fungsi kerja fotolistrik, energi ambang fotolistrik, satuan energi ambang fotolistrik,
Ardra.Biz, 2019, “Panjang gelombang ambang, Frekuensi foton terkecil, Satuan lambang Energi ambang elektron atau fungsi kerja, Fungsi energi foton, Contoh Soal Perhitungan Rumus Energi Foton Efek Fotolistrik, Contoh Soal Perhitungan Rumus Energi Kinetik Efek Fotolistrik,
Pengertian Medan Magnet. Medan magnet adalah ruang di sekitar magnet tempat magnet lain atau benda lain yang dapat dipengaruhi magnet mengalami gaya magnet. Medan magnet yang disebabkan oleh adanya arus listrik disebut dengan medan magnet induksi.
Medan magnet dapat direpresentasikan dengan mengunakan garis – garis magnet, seperti diperlihatkan dalam gambar berikut.
garis garis gaya magnet
Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Sementara, di bagian batang magnet, garis-garis gaya magnet memiliki arah dari kutub selatan magnet ke kutub utara magnet. Garisgaris tersebut tidak pernah saling berpotongan. Kerapatan garis-garis gaya magnet menunjukkan kekuatan medan magnet.
Jika dua kutub yang tidak sejenis saling berhadapan akan diperoleh garis-garis gaya magnet yang saling berhubungan. Jika dua kutub yang sejenis dan saling berhadapan akan diperoleh garis-garis gaya magnet yang menekan dan saling menjauhi.
Kutub- kutub yang tidak sejenis (yaitu utara-selatan) apabila didekatkan akan saling tarik-menarik, sedangkan kutub – kutub yang sejenis (utara- utara atau selatan- selatan) apabila didekatkan akan saling tolak- menolak.
Michael Faraday menggambarkan medan magntik sebagai garis garis gaya. Garis gaya yang semakin rapat menunjukkan medan magnetic yang semakin kuat. Kuat medan magnetic menunjukkan besarnya induksi magnetik.
Induksi Medan Magnet Oleh Arus Listrik
Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik disebut medan magnet induksi. Garis garis gaya medan magnet oleh arus listrik selalu melingkari kawat dimana kawat sebagai sumbu lingkaran.
Orientasi arah gari – garis magnet mengikuti aturan tangan kanan atau aturan putaran skrup. Arah medan magnet di suatu titik searah dengan orientasi garis – garis gaya dan selalu menyinggung lingkaran garis – garis gaya.
Besarnya induksi medan magnet pada suatu titik yang berjarak a dari sebuah batang kawat dapat diformulasikan dengan persamaan Hukum Biot Savart sebagai berikut:
B = μ0 i / 2π a
Keterangan:
B = induksi magnetik di titik yang diamati (tesla)
μ0 = 4π ×10−7 WbA-1 m-1 = permeabilitas ruang hampa,
i = kuat arus listrik (A)
a = jarak titik dari kawat (m)
Satuan medan magnet dalam SI adalah tesla, T. Medan magnet dapat juga direpresentasikan dalam satuan newton per amper- meter (N/Am) atau weber per meterpersegi (Wb/m2).
Hubungan antar satuan tersebut adalah 1 T = 1N atau Am = 1 Wb/m2. Satuan lain yang menyatakan medan magnet namun bukan satuan SI adalah Gauss (G). Hubungan Gauss dan Tesla adalah 1 G = 10-4 T.
Pembahasan Contoh Soal Ujian Materi Medan Magnet dan Induksi Magnet
Jika Sebuah Kawat dialiri arus sebesar 2 amper, tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 5 cm dari kawat tersebut. Dan tentukan berapa besar medan magnet pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat.
Jawaban dan Pembahasan.
Diketahui:
i = 2 amper
besar medan magnet pada jarak a = 5 cm = 5 x 10-2 adalah:
B = μ0 i / 2π a
B = (4π ×10−7 WbA-1m-1 x 2 A) / (2π ×5 x10−2 m)
B = 8 x 10-6T
Besar medan magnet pada jarak a = 10 cm dari kawat adalah;
B = μ0 i / 2π a
Jarak 10 cm sama dengan 2 kali dari a = 5cm. Sementara nilai medan magnet berbanding terbalik dengan jarak. Jadi Nilai B setengah kalinya.
Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika, Jakarta.
Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Gelombang, Jenis Gelombang, Sifat-sifat Gelombang, Contoh Gelombang, Manfaat fungsi gelombang,
Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
Ardra.Biz, 2019, “Pengertian dan contoh induksi Medan Magnet dengan ruang di sekitar magnet dan medan magnet induksi. Contoh gambar garis garis gaya magnet dan medan magnet arus listrik
Ardra.Biz, 2019, “Garis garis gaya kutub utara dan selatan magnet. Kerapatan garis-garis gaya magnet atau kuat medan magnet dan Rumus perhitungan induksi magnetic.
Ardra.Biz, 2019, “Kuat arus listrik induksi magnetic dengan kutub saling Tarik atau saling tolak dan satuan medan magnet. Satuan tesla medan magnet
Ardra.Biz, 2019, “satuan Weber dan Gasuss medan magnet. Hubungan Gauss dan Tesla serta Contoh Soal Ujian Materi Medan Magnet dan Induksi Magnet.
Ardra.Biz, 2019, “Hubungan medan magnet dengan induksi magnet dan contoh soal perhitungan medan magnet. Garis – Garis Gaya Magnet
Ardra.Biz, 2019, “contoh soal perhitungan kuat medan magnet. Pengertian Tesla dan Gauss dan mengukur medan magnet dan induksi magnet.
