Sabtu, 23 Juli 2011

Kandungan Kalori dalam Makanan Sehari-hari

DAFTAR KANDUNGAN KALORI

Semua makanan yang dikonsumsi manusia sehari-hari sangat banyak mengandung kalori. Dalam satu hari, manusia yang berat badannya normal memerlukan kalori ± 1500 kalori.
Berikut adalah contoh kandungan kalori dalam makanan sehari-hari, di ambil dari perbagai sumber di internet dan buku-buku.

Snack:
Kroket (1 buah) 68 Kalori
Lemper (1 buah) 95 Kalori
Siomay Ayam (3 buah) 85 Kalori
Pempek Kapal Selam 100 gr 190 kalori
Siomay 170 gr 162 kalori
Lumpia goreng satu biji: 94 kalori
Dodol satu biji: 71 kalori
Roti Naan (roti India): 308 kalori
Roti putih satu slice: 69 kalori
Chicken nugget 6 potong: 250 kalori
Mie bakso sepiring: 400 kalori
Somay satu biji: 40 kalori.
French Fries ukuran Medium: 350 kalori

Minuman:
Teh Manis (1 gelas) 70 Kalori
Kopi Instan (1 cangkir) 75 Kalori
Soda (1 kaleng) 145 Kalori
Es Krim Cokelat 270 Kalori
Black coffee no sugar satu cangkir: 3,5 kalori
Cafe Latte satu cangkir: 97,4 kalori
Cafe Mocha satu gelas tinggi: 176 kalori
Satu sdm susu kental manis: 71 kalori
Milo kaleng 200 ml: 178 kalori
Frapuccino: 400-an kalori
Diet Coke: 3,6 kalori
Softdrink non diet: 151 kalori
Sport drink (kayak Gatorade) satu botol: 60 kalori
Orange Juice kemasan satu gelas: 116 kalori
Aer tebu 250 ml: 184 kalori
Juice Tomat tanpa gula 1 gelas 67 kalori
Juice Belimbing 1 gelas 51 kalori
Es Cendol 1 gelas 275 kalori
Milk Shake 1 gelas 350 kalori

Makanan:
Mie Instant Rasa Awam Bawang (1 bungkus) 330 Kalori
Nasi Putih (1 piring) 242 Kalori
Kari Ayam (1 porsi) 460 Kalori
Nasi Putih (1 piring) 242 Kalori
Soto Kudus 100 gr 38 kalori
Rujak Cingur 100 gr 153 kalori
Ketoprak 1 porsi 153 kalori
Bihun Goreng 200 gr 308 kalori
Soto Betawi 100 gr 135 kalori
Cheese Burger 1 buah 300 kalori
Ketupat Tahu 1 porsi 250 kalori
Nasi Biryani satu piring plus ayam: 800 kalori
Nasi Lemak (nasi uduk) satu mangkok: 389 kalori
Nasi goreng satu piring: 637 kalori
Capcay sayuran sepiring: 42 kalori
Big Mac satu biji: 530 kalori
Cheeseburger satu biji: 310 kalori
Double Cheese burger: 460 kalori
Fish burger satu biji: 400 kalori

Lauk-pauk:
Telur (1 buah) 70 Kalori
Satai Kambing (3 tusuk) 353 Kalori
Tenggiri Bakar + Terasi 129 Kalori
Ayam Goreng Texas 100 gr 338 kalori
Satu potong fried chicken: 118 kalori
Sate ayam 10 tusuk: 365 kalori

Buah-buahan:
Pisang ½ buah 109 kalori
Tomat 1 buah 80 kalori
Longan 2 butir 75 kalori
Leci 5 ½ butir 67 kalori
Anggur 12 butir 60 kalori
Apel 2/3 butir 55 kalori
Kiwi 1 buah 54 kalori
Semangka 1 potong 33 kalori
Pepaya 1/6 buah 30 kalori
Melon 3/10 buah 18 kalori
Plum 2/3 buah 44 kalori .
Satu biji apel: 81 kalori
5 biji kurma: 155 kalori
Duren 6 biji: 357 kalori
Jambu satu biji: 45 kalori
Mangga satu biji: 134 kalori
Jeruk satu biji: 61 kalori
Pepaya 152 gram: 59 kalori
Belimbing satu biji: 30 kalori Share

Jumat, 22 Juli 2011

Karakteristik Air Minum

1. AIR MINUM

Air minum adalah air yang digunakan untuk konsumsi manusia. Menurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna, tidak mengandung mikroorganisme yang berbahaya, dan tidak mengandung logam berat. Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan ataupun tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung di minum (Keputusan Menteri Kesehatan Nomor 907 Tahun 2002).

Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya.

Bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, namun banyak zat berbahaya, terutama logam, yang tidak dapat dihilangkan dengan cara ini. Saat ini terdapat krisis air minum di berbagai negara berkembang di dunia akibat jumlah penduduk yang terlalu banyak dan pencemaran air.

2. AIR ORGANIK

Air organik adalah istilah untuk air yang sama sekali tidak mengandung unsur kimia lain selain H2O (air) itu sendiri. Unsur kimia lain yang biasa terkandung di dalam air adalah mineral anorganik, seperti Ferrum, Merkuri, Alumunium.

Untuk mengukur kadar kemurnian air dari mineral anoragnik digunakan TDS meter (Total Dissolved Solids meter), yaitu alat untuk mengukur total zat padat yang terlarut dalam zat cair. Satuan yang digunakan adalah ppm (part per million) atau bagian per sejuta.

Pembagian kategori air menurut total zat padat yang terkandung di dalamnya (TDS) adalah:

  • > 100 ppm : bukan air minum
  • 10 - 100 ppm : air minum
  • 1 - 10 ppm : air murni
  • 0 ppm : air organik

v Karakteristik air bersih

Air jernih yang kita lihat sehari-hari, yang biasa kita minum, apakah sudah bener-benar sehat dan juga layak untuk kita konsumsi? Dari mana kita tahu air tersebut memang bersih. Mengutip Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 1405/menkes/sk/xi/2002 tentang Persyaratan Kesehatan Lingkungan Kerja Perkantoran dan industri terdapat pengertian mengenai Air Bersih yaitu air yang dipergunakan untuk keperluan sehari-hari dan kualitasnya memenuhi persyaratan kesehatan air bersih sesuai dengan peraturan perundang-undangan yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak.

Air bersih disini kita kategorikan hanya untuk yang layak dikonsumsi, bukan layak untuk digunakan sebagai penunjang aktifitas seperti untuk MCK. Karena standar air yang digunakan untuk konsumsi jelas lebih tinggi dari pada untuk keperluan selain dikonsumsi. Ada beberapa persyaratan yang perlu diketahui mengenai kualitas air tersebut baik secara fisik, kimia dan juga mikrobiologi.

1. Syarat fisik, antara lain:
a. Air harus bersih dan tidak keruh
b. Tidak berwarna apapun
c. Tidak berasa apapun
d. Tidak berbau apaun
e. Suhu antara 10-25 C (sejuk)
f. Tidak meninggalkan endapan

2. Syarat kimiawi, antara lain:
a. Tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun
b. Tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan
c. Cukup yodium
d. pH air antara 6,5 – 9,2

3. Syarat mikrobiologi, antara lain:

Tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera, dan bakteri patogen penyebab penyakit.

Seperti kita ketahui jika standar mutu air sudah diatas standar atau sesuai dengan standar tersebut maka yang terjadi adalah akan menentukan besar kecilnya investasi dalam pengadaan air bersih tersebut, baik instalasi penjernihan air dan biaya operasi serta pemeliharaannya. Sehingga semakin jelek kualitas air semakin berat beban masyarakat untuk membayar harga jual air bersih. Dalam penyediaan air bersih yang layak untuk dikonsumsi oleh masyarakat banyak mengutip Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 173/Men.Kes/Per/VII/1977, penyediaan air harus memenuhi kuantitas dan kualitas, yaitu:

a. Aman dan higienis.

b. Baik dan layak minum.

c. Tersedia dalam jumlah yang cukup.

d. Harganya relatif murah atau terjangkau oleh sebagian besar masyarakat

Parameter yang ada digunakan untuk metode dalam proses perlakuan, operasi dan biaya. Parameter air yang penting ialah parameter fisik, kimia, biologis dan radiologis yaitu sebagai berikut:

v Parameter Air Bersih secara Fisika
1. Kekeruhan
2. Warna
3. Rasa & bau
4. Endapan
5. Temperatur

v Parameter Air Bersih secara Kimia
1. Organik, antara lain: karbohidrat, minyak/ lemak/gemuk, pestisida, fenol, protein, deterjen, dll.
2. Anorganik, antara lain: kesadahan, klorida, logam berat, nitrogen, pH, fosfor,belerang, bahan-bahan beracun.
3. Gas-gas, antara lain: hidrogen sulfida, metan, oksigen.

v Parameter Air Bersih secara Biologi
1. Bakteri
2. Binatang
3. Tumbuh-tumbuhan
4. Protista
5. Virus

v Parameter Air Bersih secara Radiologi
1. Konduktivitas atau daya hantar
2. Pesistivitas
3. PTT atau TDS (Kemampuan air bersih untuk menghantarkan arus listrik)

Dengan standar tersebut maka air konsumsi yang kita gunakan akan aman bagi kesehatan kita, karena itu jadilah manusia yang selektif demi kesehatan dan juga keberlangsungan kita. Semoga bermanfaat.

Sumber:
- http://www.presidenri.go.id (Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 16 Tahun 2005 Tentang Pengembangan sistem penyediaan Air minum)
- http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-tugas-makalah/tugas-kuliah-lainnya/air-bersih

Share

Rabu, 04 Mei 2011

Listrik serta soal latihan dan penyelesaiannya

A. Hukum Coulomb

Gambar disamping merupakan arah gaya coulomb pada muatan. Coulomb merumuskan bahwa adanya gaya tarik menarik atau tolak menolak antara muatan.

Jika suatu benda lain bermuatan q1 ditempatkan di titik tersebut, maka benda bermuatan tersebut akan mengalami Gaya Elektrostatik F (Disebut Juga Gaya Coulomb). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

dimana :

F = gaya tarik/tolak (dalam Newton)
r = jarak muatan q1 dan q2 (dalam meter)

k = konstanta kesebandingan yang besarnya 9 x 109 N m2 C–2 =

dengan ε0 adalah permitivitas ruang hampa yang besarnya 8,85 x 10–12 C2 N–1 m–2


q1, q2 = muatan listrik (Coulomb)

Gaya Coulomb termasuk kedalam besaran vektor. Jadi, penjumlahan antara dua gaya atau lebih dioperasikan dengan menggunakan konsep vektor, yaitu sesuai dengan arah dari masing-masing gaya (dengan ketentuan arah kanan dianggap positif dan kiri dianggap positif). Secara umum, resultan dari dua gaya coulomb F1 dan F2 adalah :

* Jika searah maka resultan gaya sama dengan penjumlahan dari kedua gaya tersebut. Sedangkan jika berlawanan arah, resultan gaya sama dengan selisih dari kedua gaya.

R = F1 + F2 dan R = F1F2

* Apabila kedua gaya saling tegak lurus, maka besar resultan gaya adalah :

* Untuk dua gaya yang membentuk sudut θ, resultan gayanya adalah :

Contoh Soal :

1) 2 buah muatan yang besar dan tandanya tidak diketahui diamati saling tidak menolak dengan gaya 1 N ketika jarak pisahnya 25 cm. Berapakah gaya tolak menolaknya, jika keduanya terpisah pada jarak : a. 5 mm; b. 250 mm

Penyelesaian :

Dik : F1 = 1 N; r = 25 cm = 0,25 m

Dit : a. F2 = ........ ? (r = 5 mm = 0,005 m); b. F2 = ......... ? (r = 250 mm = 0,25 m)

Jawab :

Penurunan rumus :

F12 = k.

a).

b).

2) Perhatikan gambar dibawah ini !

q

Resultan gaya F yang bekerja pada muatan Q pada

gambar adalah ..........

r r

-Q l +Q

Penyelesaian :

NB :

Besar

Dengan menggunakan rumus cosinus :




F1 F2

FR q

F1

r r

-Q +Q

½ l ½ l

3) Tiga muatan titik terletak pada sumbu x; q1 = 25 nC terletak pada titik asal, q2 = -10 nC berada pada x=2m, dan qo = 20 nC berada pada x = 3,5 m. Tentukan gaya total pada qo akibat q1 dan q2.

Penyelesaian :

Ketiga muatan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

F10 = k = 9×109 = 0,367 μN









F20 = k = 9×109 = - 0,799 μN

Ftotal = F10 + F20 = 0,367 μN - 0,799 μN = - 0,432 μN

4) Dua muatan titik masing-masing sebesar 0,06 μC dipisahkan pada jarak 10 cm. Tentukan besarnya gaya yang dilakukan oleh satu muatan pada muatan lainnya.

Penyelesaian:

Kedua muatan dan gambar gaya yang bekerja seperti berikut.

0,06 μC 0,06 μC




F = k = 9× 109 = 3,24×10-3 N

5) Turunkan satuan dari rumus Gaya coulomb hingga mendapat satuan nya Newton !

Penyelesaian:

F = = N (terbukti)

B. Kuat Medan Listrik

Medan Listrik adalah ruang disekitar suatu muatan listrik sumber dimana muatan listrik lainnya dalam ruang ini akan menghasilkan gaya coulomb atau gaya listrik (tarik menarik atau tolak menolak). Pengaruh medan listrik disuatu titik dinyatakan oleh besaran vektor Kuat Medan Listrik (E), dengan satuan N/C. Secara matematis dapat ditulis :

, dimana :

Q = muatan sumber (C); R= jarak suatu titik terhadap muatan (m); E = kuat medan listrik (N/C)

Contoh Soal :

1) Hitunglah kuat medan listrik pada jarak 1 cm dari sebuah muatan 2 μC.

Penyelesaian :

Dik : Q = 2 μC = ; R = 1 cm =

Dit : E = ........

Jawab :

2) Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan tetap yang tegak lurus pada arah kuat medan listrik E akan mengalami gaya yang arahnya .....

a. Searah dengan kuat medan listrik E

b. berlawanan arah dengan kuat medan listrik E

c. searah dengan kecepatan V

d. berlawanan arah dengan kece[atan V

e. tegak lurus pada E maupun V

Penyelesaian :

Gaya listrik F selalu sejajar dengan medan listrik E. Jika muatannya negatif (elektron, misalnya) arah gaya F berlawanan dengan medan listrik E. Sebaliknya jika muatannya positif arah F searah dengan E.

3) Bila kuat medan listrik didefinisikan sebagai gaya per satuan muatan pengujui yang negatif, maka arah kuat medan listrik disekitar muatan titik positif arahnya menuju muatan sumber tersebut.

SEBAB

Sebuah muatan yang diam dan berada dalam medan listrik tersebut selalu tertarik ke muatan sumber medan tersebut.

Penyelesaian :

Ø Arah kuat medan listrik adalah meninggalkan muatan positif apabila kuat medan listrik didefinisikan sebagai gaya persatuan muatan uji positif. Akan tetapi bila kuat medan listrik didefinisikan sebagai gaya persatuan muatan uji yang negatif, maka arah kuat medan listrik disekitar muatan titik positif arahnya menuju muatan sumber tersebut. B

Ø Sebuah muatan yang berada dalam medan listrik akan tertarik menuju ke muatan sumber medan jika kedua muatan berbeda tanda. Akan tetapi sebuah muatan yang berada dalam muatan listrik akan tertolak (mejauhi muatan sumber) jika kedua muatan bertanda sama. S

Jawaban C

4) Perhatikan gambar dibawah ini :

q1 P q2

Jarak kedua muatan 30 cm, titik P berada di pertengahan antara kedua muatan. Hitunglah kuat medan listrik dititik P.

Penyelesaian :

E1 E2


q1 P q2

5) Dari gambar soal nomor 4, dititik manakah agar E=0

Penyelesaian :

Oval: -Oval: + E1 E2










q1 q2 C

Jarak q1 dan q2 = 30 cm, misalkan jarak q2 dengan c = x

Agar E = 0, maka E1 = E2 (berlawanan arah)

(tanda minus pada -47,24 artinya mendekati q2)

C. Energi Potensial Listrik

Jika dua muatan atau lebih ,baik yang sejenis ataupun tidak, didekatkan maka muatan tersebut akan saling menjauh atau saling mendekat. Hal itu menunjukkan bahwa muatan yang terlibat mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha/energi. Secara matematis dapat ditulis :

W=F.s
dimana s= jarak, sedangkan F adalah gaya coulumb.
maka kita dapatkan.
EP = k
r
EP = k

Contoh soal :

1. Dua buah muatan yang sejenis dengan muatan listrik yang sama besar terpisah sejauh q meter . Bila muatan lisrik tersebut r coulumb dan angka r sama dengan q berapakah energi potensial yang dihasilkan…?

2. Dua buah muatan +4 C dan -8 C yang terpisah sejauh 4 m, bila muatan +2 C diletakkan didekat muatan yang positif. Berapakah jarak anatara muatan -8 C dengan muatan +2 C agar usaha muatan +2 C sama dengan nol…?

3. +q1 dan +q2 adalah dua muatan yang terpisah 4 cm. Bila muatan tersebut memiliki gaya 10 N, berapakah energi potensial kedua muatan tersebut…?

4. Dua muatan positif yang terpisah 3 cm memiliki energi posisi 30 Joule. Bila muatan pertama sama dengan setengah kali muatan kedua, berapakah jumlah kedua muatan…?(k = 9.109 Nm2/c2)

5. Diketahui dua muatan yang sejenis dan bermuatan listrik yang sama . Berapakah besar muatan listrik tersebut jika beda potensial dan jarak antar muatan masing-masing 4,5 volt dan 2 m..? (k = 9.109 Nm2/c2)

Penyelesaian :

1. Dik : q1= q2= r Coulomb
r= q meter

Dit: Ep =..... ?

jawab :

EP = k
ó Ep = k
= kr Joule

2. Dik : q1 = +4 C

q2 = -8 C
q3 = +2 C
r12 = 4 m

Dit : r23….?

jawab : Ep13 – Ep23= 0
Ep13 = Ep23
ó kq1q3 = k q2q3

r13 r23

q1 = q2
r13 r23
4 = 8

r13 r13 +8
r13 +8 = 2r13

r13 = 8 m
r23 = 8 +8 = 16 m

3. Dik : r = 4 cm = 4.10-2 m
F = 10 N

Dit : Ep .... ?

jawab :

Ep = F. r
= 10. 4.10-2
= 0,4 joule


4. Dik : q1 = 4 q2
r = 3 cm = 3.10-2 m
Ep = 30 joule
k = 9.109 Nm2/c2
Dit : q1 +q2 =....?

jawab : Ep = k q1 q2
r

Ep. r = k 0,5 q22
q2 = √(30.3.10-2/4.9.109)

= 5.10-6 C
maka, q1 = 4. 5.10-6 = 20.10-6 C

q1 +q2 = 25.10-6 C = 25 µC

5. Dik : V = 4,5 volt
r = 2 m
k = 9.109 Nm2/c2

Q = q1 =q2

Dit : Q ...?


jawab : W=q.V= k Qq
r
Q = V.r
k

= 4,5.2 = 1.10-9 C

9.109

D. Potensial Listrik oleh Bola Konduktor Bermuatan

Potensial listrik dilambangkan dengan V , dengan satuannya adalah Volt atau Joule /Coulomb. Potensial listrik merupakan besarnya energi potensial listrik pada setiap satu satuan muatan . Jika dirumuskan adalah sebagai berikut:

Perhatikan Gambar Diatas, Besar Potensial Listrik Di Titik P Ialah:
V= EP/q = kqQ/qr

Keterangan :
V = potensial listrik di titik p(V)
Q = muatan listrik (c)
r = jarak titik p dengan muatam Q (m)

Potensial listrik disekitar atau didalam bola konduktor bermuatan dapat ditentukan dengan cara menganggap muatan bola tersebut berada dipusat bola.pada gambar terdapat tiga titik yang masing –masing berada di dalam bola , dipermukan bola dan diluar bola . Ketiganya mempunyai besar potensial masing-masing adalah:

1. Pada titik A (didalam bola)
besar potensial didalam bola akan sama dengan besar potensial dipermukaan bola. Hal ini karena konduktor bersifat equipotensial yaitu mempunyai potensial yang sama di setiap titiknya.

2. Pada titik B (dipermukaan bola)
besar potensial dipermukaan bola adalah

3. Pada titik C (diluar bola)
besar potensial diluar bola adalah

dengan r = jarak dari pusat bola menuju titik tersebut.

Contoh Soal:

1) Potensial di suatu titik yang berjarak r dari muatan q adalah 600 v.kuat medan dititik tersebut 400 N/C. Jika k=1/4 ? = 9x109 Nm2C-2 , berapakah besarnya muatan q tersebut ?

Penyelesaian :
Dik : V = 600 volt ; E = 400 n/c ; k = ¼
? = 9x109 nm2c-2

Dit : Q=...

Jawab :

Potensial listriknya:
V = E.r = kQ/r2 . r
V = kQ/r
600 = 9X109 Q/r
r = 9X109/600 . Q ………………….. (1)
E = kQ/r2
400 = 9X109 .Q/r2 ……………...……(2)

Substitusikan pers (1) ke (2)
400 = (9X109). Q/((9X109 /600) . Q ) 2
400 = (600)2 / (9X109) .Q
Q = (600) (600) /(400) (9X109) = 1.10-7 C
Jadi Besarnya Muatan Q Adalah : 1.10-7 C

2) Sebuah muatan uji 0,4 µC berjarak 5 mm dari muatan sumber – 2 µC. Berapa usaha yang harus dilakukan pada muatan uji agar terpisah pada jarak 10 mm dari muatan uji ?
Penyelesaian:
Usaha yang dilakukan muatan uji q` = 4 . 10 – 7 C dari jarak r1 = 5 . 10 – 3 mdari muatan sumber
q = - 2 . 10 – 6 C. Pada muatan uji agar jarak akhirnya r2 = 10 .
10 – 3 m sama dengan perubahan energi potensialnya, Ep

3) Perhatikan gambar berikut ! E adalah kuat medan listrik pada suatu titik yang ditimbulkan oleh bola berongga yang bermuatan listrik + q.

http://fisikastudycenter.files.wordpress.com/2010/09/to12listrikstatis_14.png?w=600

Tentukan besar kuat medan listrik di titik P, Q dan R jika jari-jari bola adalah x dan titik R berada sejauh h dari permukaan bola!

Penyelesaian:

  • Titik P di dalam bola sehingga EP = 0
  • Titik Q di permukaan bola sehingga EQ = (kq)/x2
  • Titik R di luar bola sehingga ER = (kq)/(x + h)2

4) Sebuah partikel bermassa m dan bermuatan negatif diam melayang diantara dua keping sejajar yang berlawanan muatan.

http://fisikastudycenter.files.wordpress.com/2010/09/to12listrikstatis_15.png?w=600

Jika g adalah percepatan gravitasi bumi dan Q adalah muatan partikel tentukan nilai kuat medan listrik E antara kedua keping dan jenis muatan pada keping Q !

Penyelesaian:

Jika ditinjau gaya-gaya yang bekerja pada partikel maka ada gaya gravitasi/ gaya berat yang arahnya ke bawah. Karena partikel melayang yang berarti terjadi keseimbangan gaya-gaya, maka pastilah arah gaya listriknya ke atas untuk mengimbangi gaya berat. Muatan negatif berarti arah medan listrik E berlawanan dengan arah gaya listrik F sehingga arah E adalah ke bawah dan keping P adalah positif (E “keluar dari positif, masuk ke negatif”), keping Q negatif.

Untuk mencari besar E :

F listrik = W

qE = mg

E = (mg)/q

5) Sebuah partikel yang bermuatan negatif sebesar 5 Coulomb diletakkan diantara dua buah keping yang memiliki muatan berlawanan.

http://fisikastudycenter.files.wordpress.com/2010/09/to_2_no_28.png?w=600

Jika muatan tersebut mengalami gaya sebesar 0,4 N ke arah keping B, tentukan besar kuat medan listrik dan jenis muatan pada keping A !

Penyelesaian:

F = QE

E = F / Q = 0,4 / 5 = 0,08 N/CUntuk muatan negatif arah E berlawanan dengan F sehingga E berarah ke kiri dan dengan demikian keping B positif, keping A negative

E. Hukum Kekekalan Energi

Jika suatu partikel bermuatan, seperti proton atau elektron diletakkan pada suatu tempat yang dipengaruhi oleh medan listrik, maka berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Misalkan, dua posisi partikel bermuatan, yaitu posisi 1 dan posisi 2, maka dapat dinyatakan sebagai:

EP1 + Ek1 = EP2 + Ek2

Energi potensial listrik Ep = qV dan energi kinetik Ek = ½ mv2, sehingga diperoleh:

qV1 + ½ mv12 = qV2 + ½ mv22 ......................................(4.1.15)

dengan q dan m adalah muatan massa partikel, V1 dan V2 adalah potensial listrik pada kedudukan 1 dan 2.

Contoh Soal :

1. Beda potensial di antara dua keping sejajar adalah 200 volt. Sebuah proton mula-mula terletak di keping B. Jika medium di antara dua keping vakum, hitung kecepatan proton sebelum menumbuk keing A.

Penyelesaian:

http://fisikon.com/kelas3/images/stories/listrik-statis/image173.gif

Dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik:

EpB + Ek1 = EpA + EkA

qVB + ½ mvB2 = qVA + ½ mvA2

½ m(vA2 - vB2) = q(VB - VA )

vA2 - vB2 = http://fisikon.com/kelas3/images/stories/listrik-statis/image175.gif(VB - VA )

vA2 - 0 = http://fisikon.com/kelas3/images/stories/listrik-statis/image177.gif

vA2 = 400×108

vA = 2,0×105 m/s

Jadi, kecepatan proton sebelum menumbuk keping A adalah 2,0×105 m/s.

2) Sebuah konduktor bola berongga dengan jari-jari 4 cm diberi muatan 0,2 mC. Titik A, B, dan C berturut-turut jaraknya 2 cm, 4 cm, dan 6 cm dari pusat bola (lihat Gambar). Tentukan potensial di A, B, dan C

http://fisikon.com/kelas3/images/stories/listrik-statis/image179.jpg

Penyelesaian:

R= 4 cm = 4× 10-2 m, q = 0,2 mC = 0,2×10-6C

rA = 2 cm = 2 × 10-2 m, rB = 4 cm = 4 × 10-2 m,

rC =6 cm = 6× 10-2 m

VA = VB = http://fisikon.com/kelas3/images/stories/listrik-statis/image181.gif = 4,5×104 V = 35 000V

VC =http://fisikon.com/kelas3/images/stories/listrik-statis/image183.gif= 3×104 V = 30 000V




3)

4) Sebuah elektron (q=-1,6x10-19 C) bergerak dari suatu titik ke titik yang lain yang potensialnya 1 volt lebih tinggi. Energi kinoetik yang diperoleh elektron dalam perpindahan kedudukan itu dapat dinyatakan sebagai .........

Penyelesaian:

Pada perpindahan ini, energi potensial elektron diubah menjadi energi kinetik, Maka :

= 1,6x10-19 Coulomb Volt = 1,6x10-19 J

5) Sebuah elektron melaju dalam sebuah tabung pesawat TV yang bertegangan 500V. Besarnya momentum elektron tersebut saat terbentur kaca TV adalah ......

Penyelesaian:

Energi listrik dari beda potensial V=500V berubah menjadi energi kinetik elektron.

, sehingga :

F. Hukum Ohm

Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor.

I = V/R150px-Ohms_law_voltage_source

Dimana :
P =daya, dalam satuan watt
V =tegangan, dalam satuan volt
I =arus, dalam satuan ampere

Contoh Soal :

1. akibat pengaruh arus bolak-balik pada rangkaian R-L seri, maka diperoleh data yang tertera pada gambar. Berdasarkan data tersebut maka nilai resistansi induktornya adalah…

A. 60 Ω

B. 80 Ω

C. 120 Ω

D. 140 Ω

E. 180 Ω

Penyelesaian:

Dik: R = 160 Ω

VR = 80 volt

VZ = 100 volt

Dit: XL = …..

Jawab:

Jawaban: C

2. pada rangkaian istrik seperti gambar dibawah. Bila antara titik A dan B dihubungkan dengan potensial listrik 200 volt maka daya yang timbul pada hambatan 1 Ω adalah….

A. 50 Watt A

B. 100 Watt 2 Ω 1 Ω

C. 200 Watt 4 Ω 3 Ω

D. 250 Watt

E. 500 Watt B

6 Ω

Penyelesaian:

Dik: VAB = 200 volt

Dit: P = ….(pada R = 1 Ω)

Jawab:

Catatan:

Pada rangkaian seri (perhatikan rangkaian diatas)

Pada rangkaian paralel (lihat rangkaian diatas)

Lihat rangkaian seri

Tinjau rangkaian paralel:

Jawaban : B

3. kapasitas kapasitor keeping sejajar yang diberi muatan dipengaruhi oleh:

(1) konstanta dielektrik

(2) tebal pelat

(3) luas pelat

(4) jarak kedua pelat

pernyataan yang benar adalah….

A. (2)

B. (1) dan (2)

C. (2) dan (4)

D. (3) dan (2)

E. (1), (3) dan (4)

Penyelesaian:

Kapasitas kapasitor keeping sejajar

Keterangan: k = konstanta dielektrik

A = luas pelat

d = jarak kedua pelat

= permitivitas relative bahan dielektrik

= permitifitas vakum (udara)

Jawaban : E

4. Sebuah sumber dengan ggl = E den hambatan dalam r dihubungkan ke sebuah potensiometer yang hambatannya R. Buktikan bahwa daya disipasi pada potensiometer mencapai maksimum jika R = r.

Penyelesaian:

Dari huum Ohm :

Daya disipasi pada R :

Agar P maks maka turunan pertama dari P harus nol: dP/dR = 0 (diferensial parsial)

Jadi e² (R+r)² - E² R.2(R+r) = 0
(R+r)4
e² (R+r)² = e² 2R (R+r) Þ R + r = 2R
R = r (terbukti)

5. Pada lampu A dan B masing-masing tertulis 100 watt, 100 volt. Mula-mula lampu A den B dihubungkan seri dan dipasang pada tegangan 100 volt, kemudian kedua lampu dihubungkan paralel dan dipasang pada tegangan 100 volt. Tentukan perbandingan daya yang dipakai pada hubungan paralel terhadap seri !

Penyelesaian:

Hambatan lampu dapat dihitung dari data yang tertulis dilampu :

Untuk lampu seri:

Untuk lampu parallel:

Karena tegangan yang terpasang pada masing-masing rangkaian sama maka gunakan rumus :
Jadi perbandingan daya paralel terhadap seri adalah :

G. Hukum Kirchoff dan Loop

Hukum Kirchoff adalah jumlah kuat arus yang menuju titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik.

Dalam rangkaian tertutup, jumlah aljbar gaya gerak listrik dan penurunan pada resistor adalah nol, dinyatakan sebagai . Dengan syarat tentukan arah arus terlebih dahulu kemudian :

1) Pilih loop untuk masing-masing lintasan tertutup dengan arah tertentu

2) Jika pada suatu cabang arah loop sama dengan arah arus, maka tegangan IR bertanda +, sebaliknya.

3) Jika saat mengikat arah loop, kutup sumber tegangan (ggl) lebih dahulu dijumpai kutub positif, maka ggl bertanda +. Sebaliknya.

Contoh Soal :

1) Pada titik P dari suatu rangkaian listrik (seperti gambar), ada empat cabang masing-masing dialiri arus I1 = 4A, I2 = 2A, I3 = 1A. arah masing-masing arus seperti tergambar, maka besar I4 adalah…..

I1 I3

P

I2 I4

Penyelesaian :

Dik : I1 = 4A

I2 = 2A

I3 = 1A

Dit : I4……..?

Jawab :

I1 + I2 = I3

4A + 2A = 1A

6A = 1A + I4

I4 = 6A – 1A = 5 A menjauhi P

2) Arus 10 A bercabang tiga melalui tiga potong kawat parallel. Kuat arus dalam kawat pertama 3 A dan dalam kawat kedua 4 A. Berapakah kuat arus yang melalui kawat ketiga?

Penyelesaian :

I = I1 + I2 + I3

10 A = 3 A + 4 A + I3

I3 = 3 A

3) Empat buah kawat berarus dihubungkan pada titik P dengan I1 = 4 A dan I2 = 6 A berarah menuju ke titik P dan I3 = 7 A berarah menjauhi titik P. hitunglah besar I4 dan tentukan arahnya!

Penyelesaian :

Menurut hukum kirchoff

I1 + I2 = I3 + I4

4 + 6 = 7 + I4

I4 = 3 A

Besarnya I4 = 3 A, meninggalkan titik P

4) Empat buah kawat berarus dihubungkan pada titik P dengan I1 = 3 A dan I2 = 5 A berarah menuju ke titik P dan I3 = 6 A berarah menjauhi titik P. hitunglah besar I4 dan tentukan arahnya!

Penyelesaian :

Menurut hukum kirchoff

I1 + I2 = I3 + I4

3 + 5 = 6 + I4

I4 = 8 – 6 = 2 A

Besarnya I4 = 2 A, meninggalkan titik P

5) Rangkaian seperti gambar di bawah ini :

E2 = 4 V

r1 = 0Ω

E1 = 10 V




S

Bila skalar S ditutup maka daya pada R = 4Ω adalah ...........................

Penyelesaian :

Kuat arus I, dapat dihitung menggunakan hukum kirchoff sebagai berikut. Pemisahan arah arus dan arah loop dapat digambar di bawah ini

I1 A I2

I3

E2 = 4 V

loop2 loop1 r1 = 0Ω

E1 = 10 V


B S

Pada titik A berlaku hukum I kirchoff

I1 + I2 = I3

Pada loop 1 dan 2 berlaku hukum II kirchoff

Loop 1 : -4 + I2 . 0 + I3 . 4 = 0

I3 = 1 A

Loop 2 : -10 + I1 . 2 + I3 . 4 = 0

2I1 + 4I3 = 10

2I1 + 4 = 6

I1 = 1 A

Daya listrik pada hambatan 2Ω dapat ditentukan sebagai berikut:

P = I12 . R

= (1)2 (4) = 4 W

H. Arus Listrik Searah dan medan magnet

Terjadinya torsi pada rangkaian yang dialiri arus listrik searah dalam medan magnet diterapkan pada peranti-peranti listrik seperti meter listrik, dll.

Contoh Soal :

1) Arah arus listrik dalam suatu kawat penghantar sama dengan arah gerak elektron dalam penghantar itu.

SEBAB

Arus listrik dalam kawat penghantar adalah dari potensial yang lebih tinggi ke yang lebih rendah.

Penyelesaian :

Arah arus berlawanan arah dengan arah gerak elektrok (P = S), arus listrik mengalir karena adanya beda potensial ( P = B), jawaban D

2) Faktor-faktor yang menentukan besar hambatan jenis suatu kawat logam adalah .....

Penyelesaian :

Suhu kawat dan bahan kawat.

3) Berapa besarnya induksi magnetik di pusat kawat seperempat lingkaran dari gambar di bawah?




a = cm




I = 4 A P

Penyelesaian :

4. Kuat medan magnet di pusat kawat melingkar berjari-jari R meter dan berarus I ampere adalah….tesla

A. I/2r

B. I/(2r2)

C. I/2r

D. I/4r

E. I/4 r2

Penyelesaian :

a = r , maka

5. Sebuah kawat melingkar dengan jari-jari 3 cm dialiri arus listrik 10 A. tentukan besar induksi magnet pada sumbu kawat tersebut yang berjarak 5 cm dari tepi kawat!

Penyelesaian :

Dik : r = 3 cm = 3 x 10-2 m

I = 10 A

a = 5 cm = 5 x 10-2 m r = 5 cm

Dit : B…..? I = 10 A

Jawab : • a=3cm



Share