Rumus Energi Ikat Inti dan Contoh Soal – Materi Fisika Kelas 12

Rumus energi ikat inti ternyata nggak lepas dari namanya defek massa, lho. Pelajari tentang energi ikat inti mulai dari rumus hingga contoh soalnya di materi fisika inti kelas 12 ini.

Di Kimia kelas 12, elo juga belajar tentang energi ikat dan kestabilan inti. Poin penting yang akan gue ambil dari materi tersebut yaitu di dalam inti atom, antara proton dan neutronnya terdapat interaksi tarik-menarik.

Nah, interaksi tarik menarik tersebut berkaitan dengan gaya inti kuat. Gaya inti kuat ini nggak dipengaruhi oleh muatan, hal ini akan terjadi ketika jarak antar nukleonnya sangat dekat.

 Sekarang kasusnya ada di dalam inti atom. Atomnya aja kecil banget, udah pasti jarak antar nukleonnya sangat dekat dong? Sehingga, ada interaksi gaya inti kuat di dalam inti atom yang membuat nukleon-nukleon tersebut tetap berada pada inti dan nggak menyebar ke sana-ke mari.

Pertanyaannya sekarang gini, bisakah kita memisahkan nukleon-nukleon tersebut? Kan mereka saling menyatu nih gara-gara ada gaya inti kuat. 

Lalu, kalau kita mau memisahkan antara proton dan neutronnya gimana ya? Bisa nggak sih? Ternyata bisa lho, tapi kita membutuhkan energi untuk memisahkannya. Nah, energi tersebut adalah energi ikat inti.

Baca juga: Inti Atom dan Partikel Penyusunnya – Materi Fisika Kelas 12

Apa Itu Energi Ikat Inti?

Kita mulai dari pengertiannya.

Energi ikat inti merupakan energi minimal yang dibutuhkan untuk memisahkan inti menjadi nukleon penyusunnya.

Ketika nukleon di dalam suatu inti lebih banyak, maka interaksi yang terjadi antar nukleon tersebut akan lebih banyak juga dibandingkan dengan inti atom yang tersusun dari sedikit nukleon. Intinya, semakin banyak nukleon ya akan semakin besar juga interaksinya. Sehingga, energi yang dibutuhkan untuk memisahkan nukleon-nukleon tersebut juga akan semakin besar.

Paham ya sampai sini? Pastikan elo udah paham ya sebelum ke rumus energi ikat inti karena pernyataan tentang gaya ikat inti sering ditanyain di latihan soal.

Baca juga: Pengertian dan Rumus Defek Massa – Materi Fisika Kelas 12

Sebelum buru-buru ke rumus energi ikat inti, gue mau nanya nih. Udah pada punya aplikasi Zenius di gadget masing-masing belum? Gue saranin elo download aplikasi Zenius sekarang untuk nikmati akses pembelajaran yang ada di aplikasinya. Klik banner di bawah ini untuk langsung download ya!

Rumus Energi Ikat Inti

Rumus energi ikat inti nggak bisa lepas dari yang namanya defek massa. Defek massa merupakan perbedaan massa atau nilai dari energi ikat inti yang menjaga supaya inti atom nggak menyebar atau tetap pada bentuk dan posisinya.

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai gaya fundamental, hubungan rumus energi ikat inti dan defek massa, elo bisa langsung meluncur ke video belajar Zenius dengan klik banner di bawah ini ya!

Berikut rumus defek massa.

Defek massa (Δm) = (A – Z).m_N + Z.m_p – m_I

Keterangan:

A = Nomor massa = jumlah proton dan neutron.

Z = Nomor atom = jumlah proton.

m_N = Massa neutron.

m_p = Massa proton.

m_I = Massa inti.

Setelah elo mengetahui cara menghitung defek massa, selanjutnya kita masuk ke rumus energi ikat inti.

E = Δm x 931 MeV

Keterangan:

E: Energi ikat inti.

Δm: Defek massa.

MeV: Mega elektron volt.

Supaya lebih jelas lagi, kita langsung masuk ke contoh perhitungannya, yuk!

Massa inti atom adalah 12,  dengan massa proton 1,00783 sma dan massa neutron 1,008665 sma (1 sma = 931 MeV). Maka, energi ikat inti tersebut adalah ….

Gimana cara menjawabnya?

Pada soal tersebut diketahui:

• Nomor atom (Z) = 6.
• Nomor massa (A) = 12
• Nomor neutron = A – Z = 12 – 6 = 6.
• Massa inti (m₁) = 12 sma.
• Massa neutron (m_N) = 1,008665 sma.
• Massa proton (m_p) = 1,00783 sma.

Sehingga, kita hitung dulu Δm atau defek massanya.

Defek massa (Δm) = (A – Z).m_N + Z.m_p – m_I = (6).1,008665 + (6).1,00783 – 12 = (6,05199 + 6,04698) – 12 = 0,09897 sma.

Selanjutnya, kita hitung menggunakan rumus energi ikat inti.

E = Δm x 931 MeV = 0,09897 x 931 MeV = 92,141 MeV.

Sehingga, energi ikat inti dari atom adalah 92,141 MeV.

Baca juga: Mengenal Konsep Energi Relativistik – Materi Fisika Kelas 12

Contoh Soal Energi Ikat Inti Atom

Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai rumus energi ikat inti, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi. Yuk ah cus!

Contoh Soal 1

Diketahui sebuah massa inti atom adalah 9,0121 MeV, massa proton 1,0078 sma, massa neutron 1,0087 sma. Maka, berapakah energi ikat dari atom tersebut jika diketahui 1 sma = 931 MeV?

Jawab: 58,28 MeV.

Pembahasan: Caranya sama seperti contoh soal sebelumnya ya.

Diketahui nomor atom (Z) = 4, nomor massa (A) = 9, nomor neutron (N) = A – Z = 9 – 4 = 5, massa inti = 9,0121 sma, massa neutron = 1,0087 sma, dan massa proton = 1,0078 sma.

Kita cari tau dulu defek massanya.

 Defek massa (Δm) = (A – Z).m_N + Z.m_p – m_I = (5).1,0087 + (4).1,0078 – 9,0121 = (5,0435 + 4,0312) – 9.0121 = 0,0626 sma.

Sehingga, E = Δm x 931 MeV = 0,0626 x 931 MeV = 58,28 MeV.

Contoh Soal 2

Bisakah kita memisahkan proton dan neutron di dalam inti atom? Bagaimana caranya?

Jawab: Bisa, yagn kita perlukan untuk memisahkan nukleon (proton dan neutron) di dalam inti atom adalah energi ikat inti. Semakin besar gaya ikatnya, maka akan semakin besar juga energi yang diperlukan.

Contoh Soal 3

Oke, gue kira cukup ya dua contoh soal di atas buat elo pahami. Rasanya kurang mantap nih kalau elo belum mencobanya sendiri. Jadi, di contoh soal yang ke-3 ini, gue nggak akan kasih pembahasannya ya. Elo coba jawab sendiri, nanti jawabannya bisa elo share di kolom komentar, oke?

Ini pertanyaannya.

Pada inti atom karbon memiliki massa 13,100 sma. Massa proton dan neutron berturut-turut adalah 1,007 sma dan 1,009 sma. Maka, energi ikat inti atom tersebut adalah … MeV.

(Note: 1 sma = 931 MeV)

Yuk, langsung jawab di kolom komentar!

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang rumus energi ikat inti? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses materi ini di video belajar Zenius menggunakan akun yang sudah didaftarkan di website dan aplikasi Zenius ya!

Udah download aplikasi Zenius tapi belum langganan paket belajar? Wah, pas banget nih menjelang kenaikan kelas gini bakal jadi saat yang tepat banget nih untuk mulai langganan dan belajar bareng. Langsung klik banner di bawah ini untuk langganan!

Sekian dulu ya materi tentang rumus energi ikat inti. Jangan lupa tuliskan jawaban elo di kolom komentar, semangat belajar Sobat Zenius!

Baca juga: Rumus Massa dan Momentum Relativistik – Materi Fisika Kelas 12

Originally published: March 9, 2022
Updated by: Silvia Dwi