Bank Soal Fisika SMA Radiasi benda Hitam

Soal

Pilgan

Image result for sun in space freepik

Matahari merupakan sebuah bintang di pusat tata surya kita yang menghasilkan energi dengan cara melakukan reaksi fusi. Matahari memiliki luas permukaan 6×10186\times10^{18} m2 dan suhu permukaan 6.000 K. Menurut persamaan massa-energi Einstein, E=mc2E=mc^2. Besarnya massa matahari yang hilang setiap detiknya adalah .... (koefisien Stefan-Boltzman 5,67×1085,67\times10^{-8} W/m K4, kecepatan cahaya 3×1083\times10^8 m/s, asumsikan emisivitas matahari adalah 1).

A

3,78×1093,78\times10^9 kg/s

B

4,89×1094,89\times10^9 kg/s

C

5,01×1095,01\times10^9 kg/s

D

6,28×1076,28\times10^7 kg/s

E

7,23×1077,23\times10^7 kg/s

Pembahasan:

Diketahui:

Luas permukaan A=6×1018A=6\times10^{18} m2

Suhu TT = 6.000 K

Koefisien Stefan-Boltzman σ=5,67×108\sigma=5,67\times10^{-8} W/m K4

Kecepatan cahaya c=3×108c=3\times10^8 m/s

Emisivitas e=1e=1

Ditanya:

Massa matahari yang hilang per detik mt\frac{m}{t} = ?

Jawab:

Daya radiasi merupakan laju rata-rata energi yang dipancarkan oleh suatu benda hitam dengan suhu tertentu. Laju rata-rata energi ini dapat dicari dengan persamaan berikut.

P=eσAT4P=e\sigma AT^4

ee merupakan emisivitas benda, σ\sigma merupakan koefisien Stefan-Boltzman, AA merupakan luas permukaan benda, dan TT merupakan suhu benda.

Hitung daya yang diradiasikan matahari terlebih dahulu.

P=eσAT4P=e\sigma AT^4

P=(1)(5,67×108)(6×1018)(6.000)4P=\left(1\right)\left(5,67\times10^{-8}\right)\left(6\times10^{18}\right)\left(6.000\right)^4

P=4,4×1026P=4,4\times10^{26} W

Karena daya dalam satuan Watt merupakan banyaknya energi setiap detiknya, maka massa yang hilang bisa dicari menggunakan persamaan

E=mc2E=mc^2

Pt=mc2Pt=mc^2

mt=Pc2\frac{m}{t}=\frac{P}{c^2}

=4,4×1026(3×108)2=\frac{4,4\times10^{26}}{\left(3\times10^8\right)^2}

=4,4×10249×1016=\frac{4,4\times10^{24}}{9\times10^{16}}

=4,89×109=4,89\times10^9 kg/s

Jadi, besarnya massa matahari yang hilang setiap detiknya adalah 4,89×1094,89\times10^9 kg/s.

Video
05 April 2021
Menentukan Panjang Gelombang | Radiasi benda Hitam
Rangkuman

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal