zaza: Desember 2014

SOAL DAN PEMBAHASAN

BAB GAYA ,ENERGI, DAYA DAN FISIKA KUANTUM

KELOMPOK 2

Disusun Oleh :

1. Maizza Nadia Putri (P1337430214057)

2. Wahyu Hidayat (P1337430214034)

3. M.Raizal Rais (P1337430214031)

4. M.Ainul Mala (P1337430214048)

5. Feni Try Sabdo (P1337430214051)

6. Siti Istiqomah (P1337430214087)

7. Yoseva Riski K (P1337430214012)

8. Arina Luthfiani (P1337430214028)

9. Herin Anggraini (P1337430214053)

10. Ayu Mahanani (P1337430214080)

11. Melida Putri S (P1337430214091)

12. Amri Dhaneswari (P1337430214004)

PRODI D-IV TEKNIK RADIODIAGNOSTIK DAN RADIOTERAPI

SEMARANG

JURUSAN TEKNIK RADIODIAGNOSTIK DAN RADIOTERAPI

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SEMARANG

2014

KUMPULAN SOAL BAB GAYA,ENERGI,DAYA

1. Sebuah benda bermassa 4 kg ditarik dengan gaya 60N (lihat gambar).Usaha yang dilakukan gaya tersebut untuk memimdahkan benda sejauh 5 meter adalah

a. 100 N

b. 100

c. 150 N

d. 150

e. 200 N

2. Sebuah benda bermassa 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 80 m dari tanah. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya berat pada saat ketinggian benda 50 m

a. 250 J

b. 300 J

c. 350 J

d. 400 J

e. 500 J

3. Sepotong balok bermassa 10 kg berada dalam keadaan diam pada bidang horizontal yang licin.Balok dipukul hingga bergerak dengan percepatan 2 m/s². Besar usaha yang dilakukan balok pada 8 sekon pertama gerakannya adalah ... J

a. 1020

b. 1250

c. 1280

d. 1302

e. 1328

4. Sebuah balok ditarik gaya F = 120 N yang membentuk sudut 37^o terhadap arah horizontal.

Jika balok bergeser sejauh 10 m, tentukan usaha yang dilakukan pada balok!

a. 960 J

b. 900 J

c. 800 J

d. 700 J

e. 600 J

5. Balok bermassa 2 kg berada di atas permukaan yang licin dipercepat dari kondisi diam hingga bergerak dengan percepatan 2 m/s².

Tentukan usaha yang dilakukan terhadap balok selama 5 sekon!

a. 1150 J

b. 100 J

c. 50 J

d. 25 J

e. 5 J

6. Benda 10 kg hendak digeser melalui permukaan bidang miring yang licin seperti gambar berikut!

Tentukan usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut!

a. 700 J

b. 500 J

c. 600 J

d. 400 J

e. 300 J

7. Buah durian tergantung pada tangkai pohonnya setinggi 8 meter, jika massa durian 2 kg dan percepatan gravitasi 10 N/kg, berapa energi potensial yang dimiliki durian tersebut ?

a. 120 joule

b. 140 joule

c. 160 joule

d. 180 joule

e. 190 joule

8. Perhatikan gambar di bawah ini! Sopir mobil sedan ingin memarkir mobilnya tepat 0,5 m di depan mobil truk yang mula-mula berjarak 10 m dari kedudukan sedan. Berapa usaha yang dilakukan oleh mobil sedan tersebut?

a. 525 J

b. 500 J

c. . 495 J

d. 475 J

e. 450 J

9. Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut!
a. 21 watt

b. 22 watt

c. 23 watt

d. 24 watt

e. 25 watt

10. sebuah balok bermassa 5 kg di atas lantai licin ditarik dengan gaya 4 N membentuk sudut 60^oterhadap bidang horizontal. Jika balok berpindah sejauh 2 m, maka tentukan usaha yang dilakukan!

a. 8 j

b. 4 j

c. 4

d. 8

e. 4

11. sebuah sepeda dan penumpangnya bermassa 100 kg. jika kecepatan sepeda dan penumpangnya 72 km/jam, tentukan energy kinetic yang dilakukan pemilik sepeda!

a. 40.000 joule

b. 1.000 joule

c. 20.000 joule

d. 259.200 joule

e. 3.600 joule

12. buah kelapa 4 kg jatuh dari pohon setinggi 12,5 m. tentukan kecepatan kelapa saat menyentuh tanah!

a. 15,8 m/s

b. 15 m/s

c. 0 m/s

d. 17,8 m/s

e. 20 m/s

13. Perhatikan grafik gaya (F) terhadap perpindahan (S) berikut ini!

Tentukan besarnya usaha hingga detik ke 12!

a. 63 J

b. 64 J

c. 65 J

d. 66 J

e. 67 J

14. Sebuah mobil bermassa 5.000 kg sedang bergerak dengan kelajuan 72 km/jam mendekati lampu merah.

Tentukan besar gaya pengereman yang harus dilakukan agar mobil berhenti di lampu merah yang saat itu berjarak 100 meter dari mobil! (72 km/jam = 20 m/s)

a. 1000 N

b. 2000 N

c. 10000 N

d. 20000 N

e. 2500 N

15. Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah 10³ N, maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah….
a. 4 kali
b. 5 kali
c. 6 kali
d. 8 kali

e. 10 kali

16. Perhatikan gambar!

Balok bergerak pada lantai dari posisi A dan di posisi B balok berhenti. Besar usaha oleh gaya gesekan lantai pada balok adalah… joule.

A. 20.000

B. 10.000

C. 8.000

D. 2000

E. 1000

17. Sebuah mobil bermassa 5.000 kg sedang bergerak dengan kelajuan 36 km/jam. Pada jarak 100 meter di depan mobil terdapat sebuah pohon yang tumbang menghalangi jalan. Besar gaya pengereman yang dibutuhkan agar truk tidak menabrak pohon tersebut adalah...

A. 2.500 N

B. 2.000 N

C. 1.000N

D. 800N

E. 400N

18. Seseorang bermassa 60 kg memanjat sebuah pohon kelapa hingga ketinggian 5 meter selama 10 detik. Daya yang dibutuhkan orang tersebut agar dapat memanjat pohon kelapa adalah… Watt (g = 10 m/s²)

A. 100

B. 500

C.300

D.250

E.120

19. Sebuah benda bermasa 4 kg mula-mula diam, kemudian benda diberi gaya sebesar 12 N sehingga benda berpindah sejauh 6 m. Kecepatan gerak benda adalah. . . m/s.

a. 5

b. 6

c. 12

d. 36

e. 38

20. Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut!
a. 225 watt

b. 226 watt

c. 296 watt

d. 230 watt

e. 235 watt

21. Sebuah bola bermassa 2,5 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari atas gedung melewati jendela A di lantai bawah dengan perbedaan tinggi 4 m. Besar usaha oleh gaya berat untuk proses perpindahan bola A ke B adalah. . . joule. (g = 10 m/s²)

a. 50

b. 75

c. 100

d. 125

e. 150

22. Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda!
A. 1,2 Newton

B. 1,4 Newton

C. 2,2 Newton

D. 2,4 Newton

E. 3 Newton

^23.Seseorang bermassa 60 kg memanjat sebuah pohon kelapa hingga ketinggian 5 meter selama 10 detik. Daya yang dibutuhkan orang tersebut agar dapat memanjat pohon kelapa adalah… g = 10 m/s²

A. 200 Joule

B. 2000 Joule

C. 300 Joule

D. 3000 Joule

E. 3500 Joule

24. Berapa besar usaha jika sebuah elevator yang beratnya 2000 N dinaikkan setinggi 80 m ? Berapa besar energi potensial elevator setelah dinaikkan ?

A.140 kJ

B.160 kJ

C. 180 kJ

D. 200 kJ

E. 220 kJ

25. Dua buah gaya masing-masing F₁ = 10 N dan F₂ = 5 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 5 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEigIxlZijMvuNHqpygITwjsm5Jx5azffx4KqmLFmhhoasxF_5QE2A05kFY8xteaJRz7o2yYXaT2Rs7sf09bxhOVUsp4fodZtn-HtEYWs6C1Whn867eG3W0rottJy3dLeKevl74TM6Z56XWH/s320/soal-usaha-smp-4.png

A. 75 joule

B. 80 joule

C. 85 Joule

D. 90 Joule

E. 95 Joule

PEMBAHASAN

1. Diket : F = 60

= 60

S= 5

Dtny: W...?

Jawab : W = F. cos ¡.s

= 60. cos 60 .5

= 60.1/2.5

=150 N

2. Diket : m = 1 kg

h1 = 50

h2 = 80

g = 10

Dtny : W...?

Jawab :W =

= mg

= 1.10.(80-50)

= 300 J

3. Diket : m = 10 kg

V0=0

A = 2 m/s²

T 8 s

Dtny : W...?

Jawab :S=vot+1/2at²

(2m/s2)(8s)²

=64

W= F s

= mas

= 10 kg.2 m/s².64 m

= 1280 J

4. W = Fs cos α

W = (120) (10) (cos 37°)

W = (120) (10) 4/5 = 960 J

5. Terlebih dahulu dicari kecepatan balok saat 5 sekon, kemudian dicari selisih energi kinetik dari kondisi awak dan akhirnya:

7.      Diketahui :
    h = 8 meter
    m = 2 kg
    g = 10 N/kg
Ditanyakan : Ep = ……… ?

Jawab :
    E_p = m.g.h
    E_p = 2 kg. 10 N/kg. 8 m
    E_p = 160 Nm
    E_p = 160 J

Jadi energi potensial yang dimiliki oleh buah durian adalah 160 joule.

8. Soal di atas merupakan soal yang mengarah pada konsep dasar usaha. Seperti yang kita ketahui, usaha merupakan hasil kali gaya dengan perpindahan yang secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

W=F.s

dengan :
W=usaha (J)
= gaya (N)
s = perpindahan (m)

Dari soal diketahui :
F = 50 N
s = 10 - 0,5 = 9,5 m

maka :
W = F . s
W = 50 (9,5)
W = 475 J ---> opsi D

9. Ubah menit menjadi detik, 2 menit = 120 detik

P = W/t
P = 3000 / 120
P = 25 watt

10. m = 5 kg

F = 4 N

Α=60°

s = 2 m

Ditanya:

W = ?

Penyelesaian:

W = F . s . cos α

W = 4 . 2 . cos 60^o

W = 8 .

W = 4 joule

11. Diketahui:

m = 100 kg

v = 72 km/jam

= 20 m/s

Ditanya:

Ek = ?

Penyelesaian:

Ek = ½ m . v²

= ½ 100 . 20²

= 20.000 joule

12. Diketahui:

m = 4 kg

h₁= 12,5 m

v₁ = 0 m/s

h₂= 0 m

Ditanya:

v₂ = ?

Penyelesaian:

Em₁ = Em₂

Ep₁ + Ek₁ = Ep₂ + Ek₂

m.g.h₁ + ½ . m v₁² = m.g.h₂ + ½ . m . v₂²

jika semua ruas dibagi dengan m maka diperoleh :

g.h₁ + ½ .v₁² = g.h₂ + ½ . v₂²

10.12,5 + ½ .0² = 10 . 0 + ½ .v₂²

125 + 0 = 0 + ½ v₂²

v₂²= 125 . 2

v₂² = 250

v₂ = 15,8 m/s

13. Usaha = Luasan antara garis grafik F-S dengan sumbu S, untuk grafik di atasluasan berupa trapesium

http://fisikastudycenter.files.wordpress.com/2010/12/p11usaha5.gif?w=870

W = ¹/₂(12 + 9) x 6
W = ¹/₂ (21)(6)
W = 63 joule

14.

15. Dua rumus usaha yang terlibat disini adalah:

Pada martil :
W = m g Δ h

Pada tanah oleh gaya gesekan:
W = F S

Cari kedalaman masuknya tongkat (S) oleh sekali pukulan martil:
F S = mgΔh
(10³) S = 10 (10)(0,5)
S = ⁵⁰/₁₀₀₀ = ⁵/₁₀₀ m

= 5 cm

Jadi sekali jatuhnya martil, tongkat masuk tanah sedalam 5 cm. Untuk tongkat sepanjang 40 cm, maka jumlah jatuhnya martil:
n = 40 : 5 = 8 kali

16. Diketahui : m = 200 kg

v₁= 10 m/s

v₂ = 0 à berhenti

Ditanyakan : W =…

Jawab : W = ∆Ek

m (v₂² – v₁²)

(200 kg) (0 - 10²) m²/s²

= - (100)(100) J

= - 10.000 J à B

Tanda negative karena arah gerak benda berlawanan dengan arah gaya gesekkan. Jadi usaha oleh gaya gesek lantai sebesar 10.000 Joule

17. Diketahui : m = 5000 kg

v₀ = 36 km/jam = 10 m/s

v = 0 à berhenti

s = 100 m

Ditanyakan : F =….

Jawab : W = ∆Ek

F . s = (5000) (0 - 100)

F =

250.000/s
F = 250.000/100
F = 2.500 N à A

18. Diketahui : m = 60 kg

h = 5 m

g = 10 m/s²

t = 10 s

Ditanyakan : P =….

Jawab : W = m g h = (60)(10)(5) = 3000 Joule
P = W / t = 3000 / 10 = 300 Watt à C

19. Diket : m = 4 kg

F = 12 N

S = 6 m

V₀= 0

Dit : v = ?

Jwb :

W = Δek

F s =

m ( v² - V₀² )

12.6 =

. 4 (v²– 0 )

72 = 2 v²

v² = 36

v = 6 m/s.

20. Hubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) :

            P = W / t

            dimana
            W = Usaha (joule) , jangan keliru sebagai berat karena lambang berat w juga!
            W = (gaya berat siswa) x (perpindahan siswa) = 450 x 3 = 1350 joule

            Dengan demikian :
            P = W/t
            P = 1350 / 6
            P = 225 watt

21. Diket : m = 2,5 kg

G = 10 m/s²

Δh = 4 m

Dit : W ?

Jwb :

W = Δep

= m g Δh

= 2,5. 10. 4

= 100 joule.

22. Diketahui:

Usaha (W) = 15,6 joule

Perpindahan (S)= 13 meter

Ditanya: gaya

Jawab:

Usaha = gaya x perpindahan
W      = F x S
15,6 = F x 13
F       = 15,6 / 13
F       = 1,2 Newton

23. Diketahui :

Massa (m) = 60 kg
Tinggi (h) = 5 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s²
Selang waktu (t) = 10 sekon
Ditanya : daya
Jawab :
Usaha : W = m g h = (60)(10)(5) = 3000 Joule
Daya : P = W / t = 3000 / 10 = 300 Joule/sekon.

24. Diketahui :

F = 2000 N

h = 80 m

Ditanya : Ep ?

Jawab:

Ep = m.g.h

= F.h

= 2000 N. 80 m

Ep = 160.000 Nm = 160.000 J = 160 Kj

25. Pembahasan
            W = (F₁ + F₂) x S
            W = (10 + 5) x 5
            W = 15 x 5
            W = 75 joule

KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA KUANTUM

1. Elektron dari bermassa 9x10 ^-31kg bergerak dengan kecepatan 2,2 x 10 ⁷ ms ^-1(tetapan Plank = 6,626 x 10 ^-34) memiliki panjang gelombang de Brogile sebesar

a. 3,3 x 10 ^-11 m

b. 5,2 x 10 ^-11 m

c. 8,0 x 10 ^-11 m

d. 4,5 x 10 ^-11 m

e. 6,7 x 10 ^-11 m

2. 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

a. 4,5 x 10 ^-19 J

b. 5,5 x 10 ^-19 J

c. 6,5 x 10 ^-19 J

d. 7,5 x 10 ^-19 J

e. 8,5 x 10 ^-19 J

3. Dua benda hitam pejal terbuat dari bahan yang sama, suhu masing-masing 4000 K dan 2000 K. Jika konstanta Weinn 2,89 x 10 ^-3 mK, maka perbandingan panjang gelombang yang diradiasi benda 1 dan 2 adalah

a. 1:1

b. 4:1

c. 1:2

d. 1:4

e. 2:1

4. Energy foton yang dipancarkan dari sinar merah yang frekuensinya 2 x 10¹⁴ Hz, jika konstanta planck 6,6 x 10^-34 adalah . . .

a. 13,2 x 10²⁰ joule

b. 13,2 x 10^-34joule

d. 13,2 x 10^-20joule

e. 13,2 x 10¹⁴ joule

5. Hitunglah energy foton dari gelombang cahaya yang memiliki frekuensi 5x10¹⁴ Hz ( h= 6,62 x 10^-34Js , 1 eV = 1,6 x 10^-19 joule dan 1 joule = eV)

a. 20,69 eV

b. 40 eV

c .33,1 x 10^-19

d. 20 eV

e. 33,1 eV

6. 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

7. Permukaan benda pada suhu 37 C meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila konstanta Wien = 2,898x 10 m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaan adalah.....

A. 8,898 x 10 m

B. 9,348 x 10 m

C. 9,752 x 10 m

D. 10,222 x 10 m

E. 11,212 x 10 m

8. 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 10m K, maka panjang gelombang radiasi maksimum pada T adalah....

A. 5.000 Å

B. 10.000 Å

C. 14.500 Å

D. 20.000 Å

E. 25.000 Å

9. Panjang gelombang radiasi maksimum suatu benda pada suhu T Kelvin adalah 6000 Å. Jika suhu benda naik hingga menjadi / T Kelvin , tentukan panjang gelombang radiasi maksimum benda!

A. 2000

B. 3000

C. 4000

D. 5000

E. 6000

10. Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å !

A.3:2

B. 2:3

C.1:2

D.2:1

E.2:2

11. Tentukan kuanta energy yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Å jika kecepatan cahaya adalah 3 x 10⁸m/s dan tetapan Planck 6,6 x 10^-34 Js !

A. 7,5 x 10^-20

B. 6,1 x 10^-23

C. 5 x 10^-20

D. 3 x 10^-19

E. 2 x 10^-19

12. 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!

A. 12,375 x 10⁻⁵ Å D. 12,576 x 10⁻⁵ Å

B. 12,125 x 10⁻⁵ Å E. 12,426 x 10⁻⁵ Å

C. 12,267 x 10⁻⁵ Å

13. Sebuah sumber cahaya jika meradiasikan daya 1 watt pada panjang gelombang 620 nm akan menghasilkan foton per detik dari sumber cahaya sebanyak…

A. 3,2 x 10^-19 D. 3,1 x 10¹⁸

B. 0,5 E. 6,2 x 10¹⁸

C. 2

14. 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 !
a. 3 x 10−19 joule

b.2 x 10-19 joule

c. 4x 10-19

d. 5x10-19

e.6x10-19

15. Energi elektron atom hidrogen pada tingkat dasar adalah -3,6 eV dan jari-jarinya adalah 0,528 Ao. Hitunglah jari-jari dan energi elektron pada lintasan M !

A. 4,752 . 10^-9 m

B. 4,752 . 10^-10 m

C. 4,752 . 10^-8 m

D. 4,752 . 10^-7 m

E. 4,752 . 10^-6 m

16. 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

17. Sebuah cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 6000 Ӑ datang hampir tegak lurus pada permukaan lapisan tipis pada sabun. Ketebalan lapisan sabun tersebut agar diperoleh terang maksimum pada cahaya yang dipantulkan adalah . . . µm.

a. 0,001

b. 0,15

c. 0,30

d. 0,45

e. 0,60

18. Permukaan lempeng logam tertentu disinari dengan cahaya monokromatik. Percobaan ini diulang dengan panjang gelombang yang berbeda. Ternyata tidak ada elektron yang keluar jika lempeng disinari dengan panjang gelombang diatas 500 nm. Dengan menggunakan panjang gelombang tertentu , dibutuhkan tegangan sebesar 3,1 volt untuk menghentikan arus fotolistrik yang terpancar dari lempeng. Panjang gelombang tersebut adalah. . . .nm.

a. 223

b. 273

c. 332

d. 400

e. 442

19. Suatu partikel pion dalam keadaan tertentu dapat musnah menghasilkan dua foton identik dengan panjang gelombang

. Bila massa partikel pion adalah m, h sebagai tetapan planck, dan c adalah kelajuan cahaya dalam vakum, maka λ bisa dinyatakan dalam m, c, h dalam bentuk . . .

20. Berapakah 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 ?

A. 3 x 10⁻¹⁹ joule
B. 3 x 10⁻²⁰ joule
C. 3 x 10⁻¹⁸ joule
D. 15 x 10⁻¹⁸ joule
E. 6 x 10⁻¹⁷ joule

21. 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

22. 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

23. 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 !

A. 3 x 10⁻²⁰ joule

B. 3,3 x 10⁻¹⁹ joule

C. 3 x 10⁻¹⁹ joule

D. 2 x 10⁻¹⁹ joule

E. 1 x 10⁻¹⁹ joule

24. 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

25. Tinjau sepotong bahan pada temperatur 1500 K. Misalkan pada frekuensi relatif tinggi selisihenergi antar tingkat osilator adalah 1 eV. Hitung energi rata – rata per osilator !

A. 4,6 X 10-4 ev

B. 4,7 x 10-4 ev

C. 4,8 x 10-4 ev

D. 4,9 x 10-4 ev

E. 5 x10-4 ev

PEMBAHASAN

1. Diket : h = 6,626 x 10 ^-34

m = 9 x 10 ^-31

v = 2,2 x 10 ⁷

Dtny :

.....?

Jawab :.

2. Diket : h = 6,626 x 10 ^-34

c = 3 x 10 ⁸

= 4400x 10 ^-10

Dtny : E .... ?

Jawab:

3. Diket : t1 = 2000

t2 = 4000

Dtny :

Jawab :

4. Diketahui:

f = 2 x 10¹⁴ Hz

h = 6,6 x 10^-34

Ditanya:

E = ?

Penyelesain:

E = h . f

= 6,6 x 10^-34 . 2 x 10¹⁴

= 13,2 x 10^-20

5. Diketahui:

h = 6,62 x 10^-34 Js

f = 5 x 10¹⁴Hz

Ditanya:

E = ?

Penyelesaian:

E = hf

= 6,62 x 10^-34 . 5 x 10¹⁴

= 33,1 x 10^-19 Joule

= 20,69 eV

6. 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

7. Diket :

T = 37 C = 310 K

C = 2,898 x 10 m.K

λ = ....?

λ T = C

λ (310) = 2,898 x 10

λ = 9,348 x 10 m

8. T = 1727 C = 2000 K

C = 2,9 x 10 m.K

λ = ....?

λ T = C

λ (2000) = 2,9 x 10

λ = 1,45 x 10 m = 14.500 Å

9. T = T Kelvin

T = / T Kelvin

λ = 6000 Å

λ = ....?

λ T = λ T

λ ( / T) = 6000 Å (T)

λ = ( / ) x 6000 Å = 4000 Å

10.                                      λ₁ = 6000 Å
                                           λ₂ = 4000 Å

                                           E = h(^c/_λ)
^E₁/_E2 = λ₂ : λ₁ = 4000 : 6000 = 2 : 3

11. Diketahui : λ = 6600 Å

c = 3 x 10⁸m/s

h = 6,6 x 10^-34 Js

Ditanyakan : E =….

Jawab : E = h (

)

E = (6,6 x 10⁻³⁴ )(

)

= 3 x 10⁻¹⁹ Joule à E

12. Diketahui : 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
Ditanyakan : λ = …

Jawab : λ =

λ =

λ = 12,375 x 10⁻¹⁵ m = 12,375 x 10⁻¹⁵ x 10¹⁰ Å = 12,375 x 10⁻⁵ Å à A

13.. Diketahui : E = 1 watt

λ = 620 nm = 6,2 x 10^-17

h = 6,6 x 10⁻³⁴ Js

c = 3 x 10⁸ m/s
Ditanyakan : n = ….

Jawab : E = n h f

E = n h

à n =

= 3,1 x 10¹⁸à D

14. 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

15. Jari-jari pada kulit M sebesar : r3 = n² . r0 r₃ = 3² . 5,28 . 10^-11= 4,752 . 10^-10 m

16. 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 r}²)
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

17. Diket : λ = 6000 Ӑ = 6 . 10^-7 m

Dit : d ?

Jwb :

Syarat terjadi terang maksimum yaitu :

2 n d cos r = (2k -1 )

2 . 1 . d. Cos 0⁰= (2. 1 – 1 )

. 6 . 10^-7

d = 0,15 µm

18. Diket : v = 3,1

h = 6,62 . 10^-34

e = 1,6 . 10 ^-19

itanya : λ =?

Jwb :

E =

= Ev

λ =

= 6,62.10^-34x 3.10⁸/ 1,6.10^-19x 3,1

= 4.10^-7

= 400 nm.

19. Diket : m_pion= 2 m_foton

M_f= 0,5 m_p

Dit : λ_f= ?

Jwb :

λ_f=

20. E = h(^c/_λ)
E = (6,6 x 10⁻³⁴ )( ^{3 x 108}/_{6600 x 10}⁻¹⁰ ) = 3 x 10⁻¹⁹ joule

21. 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.

22. 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

23. E = h(^c/_λ)
E = (6,6 x 10⁻³⁴ )( ^{3
x 108}/_{6600 x 10}⁻¹⁰ ) = 3 x 10⁻¹⁹ joule

34. 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.

25. Pada temperatur 1500 K,

= 0,13 eV jumlah atom dalam keadaan dasar

sebanding denganT k E

−

dengan

Eo adalah energikeadaan dasar osilator. Menurut hipotesis Planck, Eo = 0MakaSelanjutnya, jumlah atom dengan tingkat energi berikutnya

E 1 = 1 eV adalah N 1 Dengan cara serupa, jumlah atom dengan energy E 2 = 2 eV adalah N 2Dan seterusnya.Energi rata – rata osilator,

https://html1-f.scribdassets.com/3ha6kzo2gwzdqx3/images/1-719ea7018b.jpg

=4,6x 10-4 ev

zaza

Selasa, 02 Desember 2014

Tugas fisika dasar :)