Langsung ke konten utama

Gaya Ikat Inti

Dua muatan sejenis yang berdekatan akan mendapat gaya tolak listrik (gaya elektrostatis).  Bagaimana halnya dengan inti atom? Walaupun antara proton dan netron ada gaya tarik gravitasi tetapi gaya ini cukup kecil dibanding gaya tolak elektrostatis. Jika tidak ada gaya lain pastilah inti atom akan bercerai-berai. Gaya lain inilah yang kemudian dikenal dengan nama gaya ikat inti dan menimbulkan energi ikat inti.





Gaya inti akan tolak-menolak pada jarak yang lebih pendek dari jarak tertentu, hal ini agar nukleon dalam inti tidak menyatu. Mungkin kita dapat mengilustrasikan gaya inti ini sebagai dua buah bola yang dihubungkan dengan sebuah pegas. Pada jarak yang sangat dekat, kedua bola akan saling menolak, tetapi pada jarak yang jauh kedua bola akan saling menarik.  



Energi ikat inti ini berasal dari massa yang hilang.  Adanya gaya ikat inti dan energi ikat inti ini dibuktikan pada kenyataan bahwa massa inti atom tidaklah sama dengan massa penyusunnya. Sejumlah proton dan sejumlah neutron yang bermassa (m=mp+mn) akan mengalami pengurangan massa saat proton dan neutron tersebut membentuk inti (mxi < m). Pengurangan massa inti ini dinamakan defek massa.
Kemanakah massa yang hilang pada inti itu? Kenyataan ini dapat dijelaskan dengan fisika modern dengan  baik. Masih ingat relativitas Einstein? Pada relativitas Einstein dijelaskan tentang kesetaraan massa dan energi dengan energi relativistik E = m c2. Dengan konsep ini dapat dijelaskan bahwa defek massa inti atom membentuk energi ikat inti dan medan gaya inti. Berarti energi ikat inti atom dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
E = Δm c2              ......................................(10.2)
dengan   E  =  energi ikat inti (joule)
             Δm  =  defek massa (kg)
                 c  =  3.108 m/s
Jika Δm dalam satuan sma, maka persamaan 10.1 dapat diubah menjadi berikut:
E   =   Δm . 931,5 MeV      ........................(10.3)
Sedangkan defek massa Δm dari suatu inti atom zXA akan memenuhi hubungan berikut.
Δm = (Zmp + (A− Z)mn) − mxi      .................(10.4)
dengan mp = massa proton
              mn = massa neutron
              mx = massa inti

CONTOH
Massa proton dan neutron dapat digunakan pendekatan masing-masing sebesar 1,0078 sma dan 1,0087 sma. Jika proton dan neutron membentuk inti 3Li7ternyata massa inti Litium tersebut sebesar 7,018 sma, maka tentukan  energi ikat inti Litium.
Penyelesaian
mp = 1,0078 sma
mn = 1,0087 sma
mxi = 7,018 sma
Inti Litium dilambangkan 3Li7 berarti :
Z = 3     berarti  jumlah proton : 3
A = 7     berarti  jumlah netron : 7 − 3 = 4
Defek massa inti Li dapat dihitung sebagai berikut:
Penyusun :   3 mp = 3.1,0078 = 3,0234 sma
                       4 mn = 4.1,0087 = 4,0348 sma  +
                                                        7,0582 sma
                      massa inti Li :         7,0180 sma -
         Defek massa             Δm = 0,0402 sma



Energi ikat inti Litium sesuai persamaan 10.3 sehingga diperoleh sebagai berikut.
     E =  Δm . 931,5 MeV
        =  0,0402 . 931,5
        =  37,4463 MeV

LATIHAN
Massa inti karbon 6C12 adalah 12  sma. Jika setiap proton dan netron massanya sebesar 1,0078  sma dan 1,0087 sma dan 1 sma setara dengan 931 MeV maka tentukan :
a.  defek massa inti karbon, dan
b.  energi ikat inti karbon




Postingan populer dari blog ini

Gaya Magnetik di Antara Dua Kawat Sejajar Berarus

Di sekitar kawat berarus timbul induksi magnet. Apa yang akan terjadi jika kawat berarus lain didekatkan  kawat pertama? Keadaan ini berarti ada dua kawat   sejajar. Kawat kedua berada dalam induksi magnet kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan menimbulkan gaya Lorentz pada kawat pertama. Gaya itu sama besar dan memenuhi persamaan berikut.       CONTOH 5.5 Diketahui dua buah kawat sejajar dialiri arus I 1 = 10 A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan dan berjarak 10 cm. Tentukan gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat I 2 sepanjang 20 cm karena pengaruh I 1 ! Penyelesaian I1 =  10 A I2 =  20 A a  =  10 cm l = 20 cm = 0,2 m Gaya Lorentz I 2 oleh I 1 adalah : F = 4.10 -4 . 0,2 = 0,8 .10 -4 N LATIHAN 5.5 Dua kawat sejajar lurus panjang berjarak 20 cm satu sama lain. Kedua kawat dialiri arus masing-masing I 1 = 10A dan I 2 = 20 A dengan arah berlawanan. Tentukan arah dan besar gaya Lorentz yang di

Transformasi Lorentz (relativitas Kecepatan)

Pada transformasi Galileo telah dikemukakan bahwa selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dengan pengamat yang relatif bergerak terhadap peristiwa adalah sama ( t = t’ ) . Hal inilah yang menurut Einstein tidak benar, selang waktu pengamatan antara pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak relatif adalah tidak sama ( t ≠ t’ ) . Transformasi Lorentz pertama kali dikemukaan oleh Hendrik A. Lorentz, seorang fisikawan dari Belanda   pada tahun 1895. Karena waktu pengamatan oleh pengamat yang diam pada kerangka acuan S dan pengamat yang bergerak pada kerangka acuan S’ hubungan transformasi pada Galileo haruslah mengandung suatu tetapan pengali   yang disebut tetapan transformasi.   Sehingga persamaan yang menyatakan hubungan antara koordinat pada kerangka acuan S dan S’ dituliskan sebagai berikut : Transformasi Lorentz          x’ =   ϒ (x – v.t), y’ = y, z’ = z    dan    t’ ≠ t                   .... (9.6) Kebali

Listrik Dinamis

LINK FISIKA || HOME || ARUS LISTRIK || BEDA POTENSIAL || HUKUM OHM || HAMBATAN LISTRIK || HUKUM KIRCHOFF || RANGKAIAN HAMBATAN || DAYA LISTRIK || PENGHEMATAN ENERGI ||