Bagibagiinfo.com - Solusi Semua Kebutuhan Informasi Anda: Pelajaran

Tampilkan postingan dengan label Pelajaran. Tampilkan semua postingan

HUKUM KIRCHOFF II (RANGKUMAN MATERI DAN CONTOH SOAL)

berikut rangkuman materi beserta soal dan pembahasan bab listrik dinamis arus DC sub bab hukum kirchoff 2
Rumus HUKUM KIRCHOFF II

Σε + Σ(I.R) = 0

aplikasi / rumus cepat hukum kirchoff II pada rangkaian dua loop

	(Ɛ_ka – Ɛ_ki).R_t + (Ɛ_t – Ɛ_ki ).R_ka
I_ki =	________________________
	R_ki . R_ka + R_ki.R_t + R_ka . R _t

	(Ɛ_ki – Ɛt).Rka + (Ɛka – Ɛt ).Rki
It =	________________________
	R_ki . R_ka + R_ki.R_t + R_ka . R _t

keterangan:
I = kuat arus (Ampere)
R = hambatan / resistor (ohm atau Ω )
ε = ggl atau tegangan baterai (V)
ka = kanan
ki = kiri
t = tengah

rumus tegangan jepit:

V = Σε + Σ(I.R)

V = tegangan jepit (Volt)

atau:

Contoh soal dan pembahasan
1. perhatikan rangkaian listrik satu loop berikut!

jika R1 = 20 ohm, R2 = 30 ohm, R3 = 50 ohm,
ε₁= 10 V dan ε₂= 40 V
hitung:
a. kuat arus yang mengalir pada rangkaian
b. tegangan jepit antara titik c dan d
pembahasan:
a. mencari arus denga hukum kirchoff 2
Σε + Σ(I.R) = 0
ε₂ + ε₁ + I.(R1 + R2 + R3) = 0
40 + 10 + I (100) = 0
100 I = 50
I = 0,5 A

b. Tegangan antara titik c dan d

> arus mengalir searah jarum jam karena ggl 2 lebih besar dari ggl 1
> arus mengalir dari d ke c

Vcd = Σε + Σ(I.R)
Vcd = - ε₁ + I. R₂

Vcd = - 10 + 0,5 .30 = -10 + 15 = 5 Volt

2. perhatikan rangkaian listrik dinamis dua loop berikut!

jika R1 = 2 ohm, R2= 3 ohm, R3 = 1 ohm, R4 = 4 ohm dan R5 = 1 ohm
ε1 = 10 V , ε2 = 5 V , ε3 = 3 V

Hitung:
a. arus pada R3
b. Tegangan jepit antara a dan b

rumus cepat hukum kirchoff II pada rangkaian 2 loop

a. Cara cepat hukum kirchoff II dua loop

	(Ɛ_ki – Ɛt)Rka + (Ɛka – Ɛt ) Rki
It =	_________________________
	R_ki . R_ka + R_ki.R_t + R_ka . R _t

Rki = 2 + 3 = 5 ohm

Rt = 1 ohm

Rka = 4 + 1 = 5 ohm

	(10 - 5).5 + (3 – 5 ).5
It =	________________________
	5.1 + 5.1 + 5.1

	25 - 10
It =	_______________________
	15

It = 1 Ampere

b. Tegangan jepit antara titik a dan b

Vab = Σε + Σ(Ι.R)

Vab = 5 + 1.1 =5 + 1 = 6 Volt

sumber

Rangkaian paralel resistor 3 cabang dan campuran(rangkuman dan contoh soal)

by admin 09.51

Cara menentukan besar resistor total atau pengganti, kuat arus dan beda tegangan tiap ujung resistor dan cabang rangkaian resistor campuran seri dan parelel resistor tiga cabang:

Tentukan besar hambatan pada resistor paralel kemudian di seri
Hitung arus total dengan rumus hukum ohm [ V = I . R ]
tentukan besar kuat arus pada resistor yang di rangkai seri [ Iseri = Itotal ]
hitung kuat arus pada tiap cabang resistor paralel dengan perbandingan terbalik
Hitung beda potensial atau tegangan pada tiap tiap resistor dengan rumus hukum ohm [ V = I . R ]

Perhatikan contoh berikut:

Step 1: menghitung R paralel dan seri

1/Rp = 1/2 + 1/3 + 1/6

1/Rp = 3/6 + 2/6 + 1/6

1/Rp = 6/6

Rp = 1

Rs = 1 + 4 = 5

Step 2: menghitung I total

V = I . R

20 = I . 5

I = 4 A

Step 3: menghitung I pada resistor yg dirangkai seri

I4 = Itot

I4 = 4 A

Step 4: menghitung arus tiap cabang resistor paralel dengan perbandingan terbalik

R2 : R3 : R6

1/2 : 1/3 : 1/6

3/6 : 2/6 : 1/6

Sehingga perbandingan

R2 : R3 : R6 = 3 : 2 : 1

Arus pada R 2 ohm

I2 = [ 3/(3+2+1) ] . Itotal

I2 = 3/6 . 4 = 2 A

Arus pada R 3 ohm

I3 = 2/6 . 4 = 8/6 = 4/3 A

Arus pada R 6 ohm

I6 = 1/6 . 4 = 4/6 = 2/3 A

Step 5: menghitung V pada tiap resistor

V4 = I4 . R4 = 4 . 4 = 16 Volt

V2 = I2 . R2 = 2 . 2 = 4 Volt

V3 = I3 . R3 = 4/3 . 3 = 4 Volt

V6 = I6 . R6 = 2/3 . 6 = 4 Volt

Sumber

Fisika Pelajaran

Rangkaian seri paralel resistor arus dan tegangan (rangkuman dan contoh soal)

by admin 09.50

cara menentukan arus pada rangkaian resistor campuran 1 seri dan 2 paralel yang dihubungkan dengan arus searah / DC:

hitung hambatan total, paralel terlebih dahulu kemudian seri

hitung arus total dengan rumus hukum ohm

Tentukan arus pada rangkaian seri yaitu sama dengan arus total

Tentukan arus pada rangkaian paralel dengan perbandingan terbalik

Tentukan nilai tegangan tiap resistor dengan rumus V = I . R

Konsep hukum kirchoff I pada rangkaian seri paralel

1. Rangkaian seri
Rs = R1 + R2 + R3 + .....
Itot = Iseri = I1 + I2 + I3 + ....
Vs = I . R atau Vs = V1 + V2 + V3 + ...

2. Rangkaian paralel
I/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ....
Vp = V1 = V2 = V3 = ....
Ip = Vp / Rp atau Ip = I1 + I2 + ....

perhatikan contoh soal berikut:
contoh soal no. 1

tentukan besar arus dan beda tegangan / potensial pada tiap resistor!

Pembahasan :

- step 1: menghitung hambatan total

Rangkaian paralel :

1/Rp = 1/15 + 1/30

1/Rp = 2/30 + !/30

1/Ro = 3/30

Rp = 30/3 = 10 Ω

Rangkaian seri:

Rs = 20 + 10 = 30 Ω

- step 2: menghitung arus total dengan rumus hukum ohm

I = V/R

I = 12/30 = 0,4 A

- step 3. menggitung arus pada rangkaian seri 20 Ω

Iseri = Itotal

I = 0,4 A

-step 3. Menghitung Arus pada rangkaian paralel dengan perbandingan terbalik

Arus pada 15 ohm

I = 30/(30+15) . Itot = 2/3 . 0,4 = 0,267 A

Arus pada 30 ohm

I = 15/45 . Itot = 1/3 . 0,4 = 0,133 A

- step 4. menghitung perbedaan potensial atau beda potensial tiap tiap resistor dengan rumus hukum ohm

Beda potensial pada 20 ohm

V = I . R

V = 0,4 . 20 = 8 Volt

Beda potensial pada 15 ohm

V = I . R

V = 0,267 . 15 = 4 Volt

Beda potensial pada 30 ohm

V = I . R

V = 0,133 . 30 = 4 Volt

perhatikan rangkaian seri paralel resistor berikut!

hitung arus dan tegangan pada tiap ujung ujung resitor

Pembahasan :

- step 1: menghitung hambatan total

Rangkaian paralel :

1/Rp = 1/15 + 1/30

1/Rp = 2/30 + 1/30

1/Ro = 3/30

Rp = 30/3 = 10 Ω

Rangkaian seri:

Rs = 10 + 20 + Rp = 30 + 10 = 40 Ω

- step 2: menghitung arus total dengan rumus hukum ohm

I = V/R

I = 12/40 = 0,3 A

- step 3. menggitung arus pada rangkaian seri 10 dan 20 Ω

Iseri = Itotal

I₁₀ = I₂₀ = 0,4 A

-step 3. Menghitung Arus pada rangkaian paralel dengan perbandingan terbalik

Arus pada 15 ohm

I = 30/(30+15) . Itot = 2/3 . 0,3 = 0,2 A

Arus pada 30 ohm

I = 15/45 . Itot = 1/3 . 0,3 = 0,1 A

- step 4. menghitung perbedaan potensial atau tegangan tiap tiap resistor dengan rumus hukum ohm

Beda potensial pada 20 ohm

V = I . R

V = 0,3 . 20 = 6 Volt

Beda potensial pada 10 ohm

V = I . R

V = 0,3 . 10 = 3 Volt

Beda potensial pada 15 ohm

V = I . R

V = 0,2 . 15 = 3 Volt

Beda potensial pada 30 ohm

V = I . R

V = 0,1 . 30 = 3 Volt

Demikian rangkuman materi dan rumus cara menghitung hambatan resistor total, kuat arus dan perbedaan tegangan tiap tiap resistor pada rangkaian capuran seri dan paralel dua resistor, berikutnya akan kita bahas rangkaian seri dan 3 resistor yang dirangkai paralel

sumber

Fisika Pelajaran

Momentum Sudut (Rangkuman dan contoh soal)

by admin 09.48

Rumus momentum sudut:

L = I . ω
Hukum kekekalan momentum pada gerak melingkar
L = L'
I . ω = I' . ω'

Contoh soal:
1. Soal un fisika 2019
Pada saat piringan A berotasi 120 rpm (Gambar l), piringan B diletakkan di atas piringan A (Gambar 2) sehingga kedua piringan berputar dengan poros yang sama

Massa piringan A = 100 gram dan massa piringan B = 300 gram, sedangkan jari-jari piringan A = 50 cm dan jari-jari piringan B = 30 cm, Jika momen inersia piringan adalah 1/2 m.R², maka besar kecepatan sudut kedua piringan pada waktu berputar bcrsama sama adalah ....

A. 0,67 π rad. s^-l

B. 0,83 π rad. s^-l

C. 1,92 π rad. s^-l

D. 4,28 π rad. s^-l

E. 5,71 π rad. s^-l

Kunci jawaban: C
Pembahasan:
Rumus Hukum kekekalan momentum sudut:

I1.ω1 + I2.ω2 = I1.ω1' + I2.ω2'

1/2.m1.R1².ω+0 = (1/2.m1.R1²+1/2.m2.R2² )ω'

1/2.100.50².120 = (1/2.100.50²+1/2.300.30²).ω'

15000000 = (125000 + 135000).ω'

ω' = 1500/26 = 57,7 rpm

ω' = 57,7 . [2π/60] = 1,92 π rad/s

2. Usbn 2017

Perhatikan gambar penari balet berikut!

Penari balet tersebut berputar dengan tangan terentang pada kecepatan sudut 9 rpm di atas lantai licin dengan momen inersia 6 kg.m². Kemudian kedua tangannya dilipat menyilang di dada sehingga kecepatan sudutnya menjadi 12 rpm. Momen inersia penari balet pada kondisi akhir adalah ....

A. 7,0 kg.m²

B. 6,5 kg.m²

C. 6,0 kg.m²

D. 4,5 kg.m²

E. 3,0 kg.m²

Jawab : D
Penyelesaian dan pembahasan :
L = L'
I . ω = I' . ω'
6 . 9 = I' . 12
I' = 4,5

sumber

Fisika Pelajaran

Energi Kinetik Rotasi (Rangkuman dan contoh soal)

by admin 09.46

Rumus energi kinetik rotasi

Ek = 1/2 . I . ω²

Rumus energi kinetik translasi
Ek = 1/2 . m . v²

Rumus saat benda menggelinding (bergerak translasi dan rotasi sekaligus)
Ek = 1/2 . m . v² + 1/2 . I . ω²
Atau:
Ek = 1/2 . m .v² (1 + k)
dimana k = konstanta momen inersia benda tegar

Energi mekanik
EM = m.g.h + 1/2 . m . v² + 1/2 . I . ω²

Hukum kekekalan energi mekanik EM1 = EM2

Contoh soal

1. Soal fisika UN 2018 no.9

Sebuah silinder pejal (I = ½ MR² ) bermassa 8 kg menggelinding tanpa Slip padasuatu bidang datar dengan kecepatan 15 m/s . Energi kinetik total silinder adalah

A 1.800 J

B. 1.350 J

C. 900 J

D. 450 J

E. 225 J

Pembahasan:

Ek = ½ m. v²( 1 + k) = ½ . 8 . 15² (1 + ½) = 4. 225 . 3/2 = 1350 joule
(keterangan: k adalah koefisien momen inersia benda tegar atau I )

2. sebuah silinder tipis berongga ( I = M.R² ) dengan massa 2 kg dan jari - jari 10 cm mrnggelinding dari puncak bidang miring seperti gambar berikut.

berapakah kecepatan silinder tersebut saat di tanah?

penyelesaian dan pembahasan:

dengan rumus energi mekanik, bahwa besar energi mekanik di atas dan di bawah adalah tetap atau sama besar

EMatas = EMbawah

m.g.h + 1/2 . m . v² + 1/2 . I . ω² = m.g.h + 1/2 . m . v² + 1/2 . I . ω²

m.g.h + 1/2 . m . v² ( 1 + k ) = m.g.h + 1/2 . m . v² (1+ k)

2 . 10 . 1,6 + 0 = 0 + 0,5 . 2 . v² (1+ 1)

32 = 2v²

v² (1+ k) = 16

v = √16 = 4 m/s

demikian rangkuman materi energi Kinetik rotasi, materi ini terdapat pada kelas 11 semester 1 (ganjil) pada bab dinamika gerak rotasi dan kesetimbangan benda tegar

sumber

Fisika Pelajaran

TORSI / MOMEN GAYA dan (rangkuman materi contoh soal)

by admin 09.45

Torsi atau momen gaya adalah hasil perkalian silang (cross product) antara lengan torsi dan gaya. Torsi merupakan besaran vektor.

rumus torsi:
Torsi di rumuskan sebagai berikut:
τ = R x F (baca : R cross F)
atau:
τ = R . F . sin θ
keterangan:
τ = momen gaya / torsi (m.N)
F = gaya (N)
R = lengan torsi atau jarak gaya dari pusat rotasi / poros (m)

arah torsi: (kaidah tangan kanan seperti like)
- torsi bernilai positif jika berputar berlawanan arah jarum jam
- torsi bernilai negatif jika berputar searah jarum jam
(Catatan: kaidah diatas digunakan agar konsisten dengan arah energi dan momentum sudut untuk materi pengayaan, namun jika hanya untuk soal sederhana banyak yang menggunakan kaidah sebaliknya -searah jarum jam positif dan berlawanan jarum jam negatif- agar lebih mudah saja)

perhatikan arah gaya berikut!

Στ = -τ₁+ τ₂+ τ₃+ τ₄+ τ₅- τ₆
jika

F₁= F₂= F₃= F₄= F₅= F₁₆ = F

maka
Στ = - F . 2a . Sin θ+ F . a + 0 + F . a + F . 2a + F . 3a

contoh soal:
1. sebuah batang empat buah gaya seperti berikut:

hitung besar resultan momen gaya sistem saat diputar dngan poros seperti gambar. jika:
a. masa batang diabaikan
b. massa batang 2 kg
penyelesaian / pembahasan:
a. Torsi untuk massa batang yang diabaikan
Στ = τ₁+ τ₂+ τ₄

Στ = 10 . 8 . Sin 37 + 20 . 4 + 15 . 2

Στ = 48 + 80 + 30 = 158 cm.N = 1,58 cm.N

b. Torsi untuk massa batang 2 kg
Στ = τ₁+ τ_{2 -} τ_w+ τ₄
Στ = 10 . 8 . Sin 37 + 20 . 4 - 20.3 + 15 . 2
Στ = 48 + 80 - 60 + 30 = 98 cm.N

contoh soal torsi / momen gaya soal usbn fisika 2018
2. Kunci inggris sepanjang 50 cm digunakan untuk memutar sebuah baut dengan gaya sebesar 80 N yang membentuk sudut 53⁰(cos 53⁰ = 3/5) seperti pada gambar.