Suatu Zat Radioaktif Meluruh Dengan Waktu Paruh 20 Hari

Fisikastudycenter.com- Contoh soal dan pembahasan tentang waktu paruh unsur radioaktif dan aktivitas radiasi bahan radioaktif hubungannya dengan tetapan peluruhan. Juga lapisan harga paruh (half value layer) suatu bahan.

Soal No. one



Waktu paruh suatu unsur radiokatif diketahui sebesar 30 menit.
Dalam waktu dua jam tentukan berapa bagian dari unsur radioaktif tersebut:
a) yang masih tersisa
b) yang sudah meluruh

Pembahasan



Data:
t = 2 jam = 120 menit
T^one/₂
= 30 menit

Menentukan bagian unsur yang masih tersisa dari perumusan waktu paruh:

Dimana
t = lama waktu peluruhan
T
¹/₂
= waktu paruh unsur radioaktif
No = banyak atom radioaktif mula-mula
Nt = banyak atom radioaktif yang tersisa setelah meluruh selama waktu t

Sehingga
a) yang masih tersisa adalah 1 / 16 bagian, berikut perhitungannya:

b) yang sudah meluruh adalah xv / 16 bagian, berikut perhitungannya:

Soal No. 2



Suatu zat radioaktif meluruh dengan waktu paro 20 hari. Agar zat radioaktif hanya tinggal 1/8 saja dari jumlah asalnya, maka diperlukan waktu….
A. 27,5 hari
B. 30 hari
C. 40 hari
D. 60 hari
E. 160 hari
(Soal Skalu 77)

Pembahasan



Information:
T¹/₂
= twenty hari
Nt/No = 1/8
t =……

Lamanya peluruhan adalah

60 hari.

Soal No. 3



Perhatikan diagram di bawah ini

North = kuat radiasi mula-mula
T = waktu selama peluruhan (dalam tahun)

Dari diagram dapat disimpulkan bahwa waktu paruh zat radioaktif itu adalah…
A. 2 tahun
B. iv tahun
C. 6 tahun
D. 8 tahun
East. 10 tahun
(ebtanas 86)

Pembahasan



Jumlah mula-mula adalah six, dan separuhnya adalah 3. Untuk mencapai jumlah three, dari diagram di atas terlihat waktu yang diperlukan adalah 2 tahun.

Soal No. 4



Dari penimbangan thorium 234 ternyata massanya 1,28 mg. Jika 48 hari kemudian penimbangannya menghasilkan thorium 0,32 mg, tentukan waktu paruh thorium tersebut!

Pembahasan



Information
No = 1,28 mg
Nt = 0,32 mg
t = 48 hari
T_1/ii
=….

Bandingkan dengan soal berikut, redaksinya berbeda, hasilnya sama dengan soal di atas.


Soal No. 5



Dari penimbangan thorium 234 ternyata massanya 1,28 mg. Jika 48 hari kemudian diketahui massa thorium yang meluruh adalah 0,96 mg, tentukan waktu paruh thorium tersebut!

Pembahasan



Information
No = 1,28 mg
t = 48 hari
No − Nt = 0,96 mg → Nt = 1,28 − 0,96 = 0,32 mg
T_1/2
=….

Dengan cara yang sama diperoleh

Fisikastudycenter.com_ Sumber Bunyi contoh soal dan pembahasan fisika SMA kelas 12. Pipa organa terbuka, pipa organa tertutup dan dawai atau senar akan dibahas pada artikel berikut ini!

Modal Dasar:

ν f = ____    λ

Keterangan : f = frekuensi gelombang (Hz) ν = cepat rambat gelombang (chiliad/due south) λ = panjang gelombang (1000)

Soal No. 1



Sebuah pipa organa yang terbuka kedua ujungnya memiliki nil dasar dengan frekuensi sebesar 300 Hz. Tentukan besar frekuensi dari :
a) Aught atas pertama
b) Nada atas kedua
c) Nada atas ketiga


Pembahasan



Perbandingan zero-nix pada pipa organa terbuka (POB) memenuhi:

f_o
: f₁
: f₂
: f₃
: ….. = 1 : 2 : 3 : 4 : …..

dengan:
f_o
adalah frekuensi nada dasar
f_one
adalah frekuensi nada atas pertama
f_two
adalah frtekuensi nada atas kedua
dan seterusnya.

Caution!!!




(Sesuaikan lambang-lambang jika terdapat perbedaan, sebagian literature melambangkan zippo dasar sebagai
f₁)

a) Zip atas pertama (f₁)
f₁
/ f_o
= two/1
f_one
= 2 × f_o
= 2× 300 Hz = 600 Hz

b) Nada atas kedua ( f₂)
f₂/ f_o
= iii / one
f_two
= 3 × f_o
= three × 300 = 900 Hz

c) Aught atas ketiga
f_three/ f_o
= 4 / ane
f_iii
= iv × f_o
= 4 × 300 = 1200 Hz

Soal No. 2



Sebuah pipa organa yang tertutup salah satu ujungnya memiliki null dasar dengan frekuensi sebesar 300 Hz. Tentukan besar frekuensi dari :
a) Zilch atas pertama
b) Nothing atas kedua
c) Nada atas ketiga

Pembahasan



Perbandingan nada-null pada pipa organa tertutup (POT) memenuhi:

f_o
: f_one
: f_ii
: f₃
: ….. = 1 : three : 5 : vii : …..

dengan:
f_o
adalah frekuensi null dasar
f₁
adalah frekuensi zippo atas pertama
f_two
adalah frtekuensi nada atas kedua

a) Nada atas pertama (f₁)
f₁
/ f_o
= 3/1
f₁
= 3 × f_o
= 3 × 300 Hz = 900 Hz

b) Nada atas kedua ( f₂)
f₂/ f_o
= 5 / i
f₂
= v × f_o
= 5 × 300 = 1500 Hz

c) Nada atas ketiga
f₃/ f_o
= vii / one
f_iii
= 7 × f_o
= 7 × 300 = 2100 Hz

Soal No. iii



Seutas dawai memiliki nada atas ketiga dengan frekuensi sebesar 600 Hz. Tentukan :

a) frekuensi goose egg atas kedua dawai
b) frekuensi nada dasar dawai

Pembahasan



Perbandingan nada-nada pada dawai, sama dengan perbandingan nada-nil pada pipa organa terbuka yaitu memenuhi:

f_o
: f₁
: f_ii
: f₃
: ….. = 1 : 2 : 3 : 4 : …..

Sehingga:
a) frekuensi nada atas kedua dawai f₂

f₂
/ f₃
= 3 / 4
f₂
= ( 3 / 4 )× f_three
= (three/4) x 600 = 450 Hz

b) frekuensi nix dasar dawai f_o

f_o
/ f₃
= i / 4
f_o
= ( one / 4 ) × f₃
= (i/four) 10 600 = 150 Hz

Soal No. four



Sebuah pipa organa tertutup memiliki panjang 50 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/south, tentukan frekuensi pipa organa saat:
a) terjadi nada dasar
b) terjadi nada atas kedua

Pembahasan



Information:
Pipa Organa Tertutup
L = 50 cm = 0,five m
ν = 340 grand/southward
a) f_o
= …..Hz
b) f₂
= …..Hz
Agar tidak terlalu banyak rumus yang harus dihafal, perhatikan ilustrasi berikut:

Keterangan gambar: Diawali dari SEPEREMPAT λ kemudian naik setengah-setengah untuk seterusnya; 50 = ane/iv λ → saat Nada Dasar L = 3/4 λ → saat Nada Atas Pertama Fifty = 5/4 λ → saat Nada Atas Kedua Fifty = vii/4 λ → saat Cypher Atas Ketiga L = nine/4 λ → saat Naught Atas Keempat dan terusannya.

========================
Untuk selanjutnya rumus yang akan digunakan adalah rumus yang sudah kita kenal sebelumnya, yaitu:

a) Dari ilustrasi diatas terlihat, saat terjadi nada dasar, pada pipa sepanjang Fifty terjadi 1/4 gelombang.
L = one/4 λ atau λ = 4L = iv(0,5) = ii grand

Sehingga:
f = ν / λ = 340 / 2 = 170 Hz

Frekuensi yang kita temukan ini adalah frekuensi zilch dasar atau f_o

a) Dari ilustrasi diatas terlihat, saat terjadi nada atas kedua, pada pipa sepanjang L terjadi 5/4 gelombang.
L = 5/iv λ atau λ = 4/5 50 = 4/5 (0,5) = 0,4 m

Sehingga:
f = ν / λ = 340 / 0,4 = 850 Hz

Frekuensi yang kita temukan ini adalah frekuensi naught atas kedua atau f₂

Soal No. 5



Sebuah pipa organa terbuka memiliki panjang 60 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/southward, tentukan frekuensi pipa organa saat terjadi null atas kedua

Pembahasan



Sketsa aught-zilch pada pipa organa terbuka:

Keterangan gambar: Diawali dari SETENGAH λ kemudian naik setengah-setengah untuk seterusnya. L = 1/two λ → saat Nada Dasar 50 = 2/2 λ → saat Nada Atas Pertama Fifty = 3/two λ → saat Nada Atas kedua L = four/ii λ → saat Nada Atas Ketiga 50 = 5/2 λ → saat Nix Atas Keempat 50 = half-dozen/2 λ → saat Null Atas Kelima dan terusannya.

Saat terjadi nada atas kedua, terlihat pada pipa organa sepanjang L terbentuk satu setengah atau iii/2 gelombang,
L = 3/2 λ atau λ = two/3 L = 2/3 × 0,6 = 0,iv grand

Sehingga:
f = ν / λ = 340 / 0,iv = 850 Hz

Frekuensi yang kita temukan ini adalah frekuensi nada atas kedua atau f2

Soal No. 6



Diberikan dua buah pipa organa yang pertama tertutup salah satu ujungnya, satu lagi terbuka kedua ujung dengan panjang 30 cm. Jika nada atas kedua pipa organa tertutup sama dengan nada atas ketiga pipa terbuka, tentukan panjang pipa organa yang tertutup!

Pembahasan



Pipa organa tertutup:
Null atas kedua → L = 5/four λ → λ = 4/5 50

f = ν / λ
f = ν / (4/five L)

Pipa organa terbuka:
Nada atas ketiga → L = 2 λ → λ = 1/ii 50 = ane/2 (xxx) = 15 cm

f = ν / λ
f = ν / 15

Frekuensi kedua pipa adalah sama, disamakan saja:

Soal No. 7



Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup-sebelah B mempunyai panjang yang sama. Perbandingan frekuensi cypher atas pertama antara pipa organa A dan pipa organa B adalah….
A. 1 : ane
B. ii : one
C. 2 : 3
D. three : 2
E. 4 : 3
(UMPTN 1995)

Pembahasan



Pipa organa A terbuka:
Zilch atas ane → Fifty = λ → λ = L

f = ν / Fifty

Pipa organa B tertutup:
Nothing atas 1 → 50 = 3/4 λ → λ = 4/3 50

f = ν / (iv/iii L)

maka

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck, Materi Fisika kelas 3 (XII) SMA, dengan kata kunci daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton.

Rumus Minimal

Energi Foton


East = hf
E = h(
^c/_λ
)

Energi Foton Sejumlah n


E = nhf
East = nh(
^c/_λ
)

Konversi



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

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. one



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 half dozen,six x 10⁻³⁴
Js !

Pembahasan



E = h(^c/_λ)
E = (six,half dozen ten x⁻³⁴
)(
^{iii 10 10viii}
/_{6600 x x⁻¹⁰}

) = 3 10 x^−xix
joule

Soal No. two



Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,v.ten⁻⁷
m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkan sekitar….
A. 2,8 x 10²²
/southward
B. two,0 10 10²²
/s
C. 2,six x 10^twenty
/due south
D. 2,8 x x²⁰
/southward
East. 2,0 x x²⁰
/s
(
Sumber soal

: UM UGM 2004)

Pembahasan



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

Energi 1 foton

E = h(^c/_λ)
Due east = (6,6 10 10⁻³⁴
)(
^{3 x 108}
/_{5,five x ten⁻⁷}

) joule

Jumlah foton (n)

n = 100 joule : [ (6,6 x x⁻³⁴
)(
^{3 x ten8}
/_{5,v x 10^−vii}

) joule] = ii,8 x 10²⁰
foton.

Soal No. 3



Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,iii Westward.g⁻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 = three x 10⁸
g.s^{− 1})
A. 1 10 10^nineteen
foton
B. 2 10 x¹⁹
foton
C. 2 x x^xx
foton
D. five x 10^twenty
foton
Eastward. 5 x 10²¹
foton
(
Sumber soal

: Un Fisika SMA 2010)

Pembahasan



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

Energi i foton

E = h(^c/_λ)
E = (half-dozen,63 x x⁻³⁴
)(
^{3 ten 108}
/_{600 x ten⁻⁹}

) joule

Jumlah foton tiap sekon tiap satuan luas adalah:
north = 66,3 joule : [ (6,63 ten 10⁻³⁴
)(
^{iii x 108}
/_{600 x 10^−ix}

) joule] = 2 ten 10²⁰
foton

Soal No. 4



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

Pembahasan



Data :
λ_ane
= 6000 Å
λ₂
= 4000 Å

E = h(^c/_λ)
^E₁
/_E2

= λ₂
: λ_one
= 4000 : 6000 = 2 : 3

Soal No. five



Energi foton sinar gamma adalah ten⁸
eV. Jika h = 6,6 10 10⁻³⁴
Js dan c = 3 x 10⁸
m/southward, tentukan panjang gelombang sinar gamma tersebut dalam satuan angstrom!

Pembahasan



Data :

East = ten⁸
eV = 10⁸
x (1,6 ten x⁻¹⁹) joule = 1,half-dozen x 10⁻¹¹
joule
h = 6,half-dozen x 10⁻³⁴
Js

c = 3 ten 10⁸
thou/s
λ = …?

λ =
^hc
/
_East

λ =
^{( 6,six 10 ten−34)(3 10 10viii)}
/
_{(i,half dozen 10 10^−xi)}

λ = 12,375 ten 10⁻¹⁵
meter =12,375 ten 10⁻¹⁵
x ten¹⁰
Å = 12,375 ten ten^−five
Å

Soal No. 6



Bola lampu mempunyai spesifikasi 132 W/220 5, ketika dinyalakan pada sumber tegangan 110 5 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 ii,five m dari lampu adalah … (h =6,half dozen.ten⁻³⁴
J southward)

(A) v,33 . 10¹⁸
foton.south grand⁻²

(B) 4,33 . 10¹⁸
foton.south m⁻²

(C) 3,33 . x¹⁸
foton.s 1000⁻ⁱⁱ

(D) 2,33 . x^eighteen
foton.s m⁻²

(E) 1,33 . 10¹⁸
foton.s m⁻ⁱⁱ

(Sumber soal : SIMAK – UI 2009)

Pembahasan



Daya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 Due west/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi :
P₂
=(^V_two
/_Vone
)²
x P₁

P₂
=(¹¹⁰/₂₂₀)^two
x 132 watt = 33 watt

Intensitas (daya persatuan luas) pada jarak ii,5 meter :

I = (^P/_A) dengan A adalah luas permukaan, anggap berbentuk bola (luas bola empat kali luas lingkaran).
I = (^P/_{4π r²}
)
I = (³³/_{4π (2,5)²}
) = 0,42 watt/thousand²

0,42 watt/m²
→ Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 joule.

Jumlah foton (due north) :
north = 0,42 : (^hc/_λ) = [ 0,42 ] :
[
^{( 6,6 x ten−34
)( 3 x 10eight
)}/_{( 628 x 10⁻⁹
)}
] = ( 0,42 )
:
(3,15 x 10⁻¹⁹
)
northward = ane,33 x x¹⁸
foton