Daya yang dipelajari pada materi usaha dan energi diartikan sebagai usaha yang dilakukan selama selang waktu tertentu. Usaha merupakan proses perubahan energi karenanya daya bisa dipahami sebagai perubahan energi selama selang waktu tertentu.
Daya listrik merupakan perubahan energi listrik selama selang waktu tertentu. Pada ulasan tentang potensial listrik dijelaskan bahwa perubahan energi potensial listrik terjadi ketika muatan listrik melewati beda potensial listrik.
Resistor merupakan salah satu komponen rangkaian listrik yang berfungsi mengendalikan besar arus listrik. Resistor yang digunakan pada rangkaian elektronik biasanya berbentuk silinder dan terdapat kawat di kedua ujungnya. Nilai hambatan resistor dinyatakan dengan kode warna dan ditampilkan pada permukaan resistor.
Nilai hambatan suatu resistor dapat diketahui dengan cara mengartikan kode warna resistor. Untuk memahami hal ini, terlebih dahulu cermati tabel berikut, lalu pelajari contoh soal menentukan nilai hambatan resistor.
Pada tulisan tentang hukum Ohm telah diturunkan rumus yang menyatakan keterkaitan antara tegangan listrik (V), arus listrik (I) dan hambatan listrik (R). Secara matematis dinyatakan melalui persamaan :
Persamaan ini menunjukkan bahwa hambatan listrik (R) berbanding lurus dengan tegangan listrik (V) dan berbanding terbalik dengan arus listrik (I). Jika tegangan listrik semakin besar maka hambatan semakin besar, sebaliknya apabila kuat arus listrik semakin besar maka hambatan semakin besar. Persamaan ini menjelaskan hukum Ohm hanya ketika hambatan (R) bernilai konstan. Jika hambatan tidak konstan maka persamaan ini tidak menjelaskan hukum Ohm tetapi menjelaskan hambatan suatu konduktor.
5 Contoh soal Potensial Listrik
1. Tentukan potensial listrik pada suatu titik berjarak 1 cm dari muatan q = 5,0 μC. Konstanta Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2C−2, 1 μC = 10−6 C.
Pembahasan
Diketahui :
Jarak dari muatan (r) = 1 cm = 1/100 m = 0,01 m = 10-2 m
Muatan (q) = 5,0 μC = 5,0 x 10-6 Coulomb
Ditanya : Potensial listrik (V)
Jawab :
11 Contoh soal kapasitor – rangkaian seri dan paralel
1. Tiga kapasitor terangkai seri-paralel seperti pada gambar di bawah. Jika C1 = 2 μF, C2 = 4 μF, C3 = 4 μF, maka kapasitas penggantinya adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Kapasitor C1 = 2 μF
Kapasitor C2 = 4 μF
Kapasitor C3 = 4 μF
Ditanya : Kapasitas pengganti (C)
Contoh Soal Energi Potensial Listrik
1. Elektron dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial 12 Volt. Berapa perubahan energi potensial elektron ?
Pembahasan
Diketahui :
Muatan 1 elektron (e) = -1,60 x 10-19 Coulomb
Beda potensial listrik = tegangan listrik (V) = 12 Volt
Ditanya : Perubahan energi potensial elektron (ΔEP)
Jawab :
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C)(12 V) = -19,2 x 10-19 Joule
Tanda negatif artinya energi potensial listrik berkurang. Ketika berada di dekat pelat bermuatan negatif, energi potensial listrik elektron bernilai maksimum. Setelah tiba di dekat pelat bermuatan positif, energi potensial listrik elektron bernilai minimum.
4 Contoh Soal Fluks Listrik
1. Medan listrik sebesar 8000 N/C tegak lurus melewati permukaan persegi yang mempunyai luas permukaan 10 m2. Tentukan fluks listrik yang melalui permukaan persegi!
Pembahasan
Diketahui :
Medan listrik (E) = 8000 N/C
Luas permukaan (A) = 10 m2
θ = 0o (garis medan listrik berhimpit dengan garis normal)
Ditanya : Fluks listrik (Φ)
Jawab :
7 Contoh Soal Momentum Sudut
Momentum Sudut
1. Suatu benda mempunyai momen inersia 2 kg m2 dan berotasi pada sumbu tetap dengan kecepatan sudut 1 rad/s. Berapa momentum sudut benda tersebut ?
Pembahasan
Diketahui :
Momen inersia (I) = 2 kg m2
Kecepatan sudut (ω) = 1 rad/s
Ditanya : Momentum sudut (L)
Jawab :
Rumus momentum sudut :
1. Benda mempunyai momen inersia 1 kg m2 berotasi pada sumbu tetap dengan kecepatan sudut 2 rad/s. Berapa energi kinetik rotasi benda tersebut ?
Pembahasan
Diketahui :
Momen inersia (I) = 1 kg m2
Kecepatan sudut (ω) = 2 rad/s
Ditanya : Energi kinetik rotasi (EK)
Jawab :
Rumus energi kinetik rotasi :
5 Contoh soal hukum II Newton pada gerak rotasi
1. Tali dililitkan pada tepi silinder berongga lalu ujung tali ditarik dengan gaya F sehingga silinder berotasi pada porosnya. Jika momen gaya adalah 2 Nm dan momen inersia silinder adalah 1 kg m2, tentukan percepatan sudut silinder!
Pembahasan
Diketahui :
Momen gaya (τ) = 2 Nm
Momen inersia (I) = 1 kg m2
Ditanya : Percepatan sudut silinder!
Jawab :
Rumus hukum II Newton pada gerak rotasi :
