Latihan 1.2 Soal Listrik Dinamis
Latihan Soal Fisika Interaktif
Soal 1: Hambatan Penghantar
Kawat penghantar \(A\) dan \(B\) terbuat dari bahan yang sama. Panjang kawat \(A\) adalah dua kali panjang kawat \(B\), sedangkan massa kawat \(A\) adalah \(\frac{3}{4}\) massa kawat \(B\). Perbandingan hambatan kawat \(A\) dan \(B\) adalah \dots
Kunci Jawaban: E. \(16 : 3\)
Pembahasan:
- Rumus hambatan \(R = \rho \frac{L}{A}\). Karena massa \(m = \rho_{\text{massa}} \cdot V = \rho_{\text{massa}} \cdot A \cdot L \implies A = \frac{m}{\rho_{\text{massa}} \cdot L}\).
- Substitusi ke \(R\): \(R = \rho \cdot \frac{L^2 \cdot \rho_{\text{massa}}}{m}\).
- Dengan \(\rho\) bahan sama dan \(\rho_{\text{massa}}\) sama, maka \(R \sim \frac{L^2}{m}\).
- \(\frac{R_A}{R_B} = \left(\frac{L_A}{L_B}\right)^2 \cdot \left(\frac{m_B}{m_A}\right) = (2)^2 \cdot \left(\frac{4}{3}\right) = 4 \cdot \frac{4}{3} = \frac{16}{3}\).
Soal 2: Rangkaian Listrik Arus Searah
Tiga hambatan listrik disusun seperti gambar (\(3\ \Omega\), \(24\ \Omega\), dan \(12\ \Omega\)). Amperemeter \(A\) membaca arus \(0{,}2\text{ A}\), dan sumber tegangan memiliki hambatan dalam \(1\ \Omega\). Beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kolom Benar atau Salah untuk pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Besar energi yang digunakan hambatan \(12\ \Omega\) selama \(10\text{ s}\) adalah \(14{,}4\text{ J}\). | ||
| Kuat arus listrik yang melalui hambatan \(3\ \Omega\) adalah \(0{,}6\text{ A}\). | ||
| Besar tegangan listrik pada sumber tegangan adalah \(7{,}2\text{ V}\). |
Kunci Jawaban: Benar — Benar — Benar
Pembahasan:
- Analisis Rangkaian: Hambatan \(24\ \Omega\) dan \(12\ \Omega\) tersusun paralel, menghasilkan \(R_p = \frac{24 \times 12}{24 + 12} = \frac{288}{36} = 8\ \Omega\). Diseri dengan \(3\ \Omega\), maka \(R_{\text{total luar}} = 3 + 8 = 11\ \Omega\).
- Arus pada hambatan \(24\ \Omega\) (yang dilewati amperemeter) adalah \(0{,}2\text{ A}\). Tegangan paralel \(V_p = I_{24} \times 24 = 0{,}2 \times 24 = 4{,}8\text{ V}\).
- Arus total rangkaian (\(I_{\text{total}}\)) melalui hambatan \(3\ \Omega\) adalah \(I = \frac{V_p}{R_p} = \frac{4{,}8}{8} = 0{,}6\text{ A}\) (Pernyataan 2 Benar).
- Energi pada \(12\ \Omega\) (\(W = \frac{V_p^2}{R} \cdot t = \frac{(4{,}8)^2}{12} \times 10 = \frac{23{,}04}{12} \times 10 = 14{,}4\text{ J}\)) (Pernyataan 1 Benar).
- GGL / tegangan sumber dengan hambatan dalam \(1\ \Omega\) adalah \(E = I(R_{\text{total luar}} + r) = 0{,}6 \times (11 + 1) = 7{,}2\text{ V}\) (Pernyataan 3 Benar).
Komentar