Kalkulator Peluruhan Eksponensial

Tentang Kalkulator Peluruhan Eksponensial

Selamat datang di Kalkulator Peluruhan Eksponensial, alat komprehensif untuk menyelesaikan masalah peluruhan eksponensial dengan solusi langkah demi langkah dan visualisasi interaktif. Apakah Anda perlu menghitung jumlah akhir setelah peluruhan, menentukan jumlah awal, mencari laju peluruhan, atau menghitung waktu yang dibutuhkan untuk peluruhan, kalkulator ini memberikan hasil yang akurat dengan penjelasan terperinci.

Apa itu Peluruhan Eksponensial?

Peluruhan eksponensial menggambarkan berkurangnya suatu kuantitas pada laju yang sebanding dengan nilainya saat ini. Berbeda dengan peluruhan linier di mana jumlah tetap hilang di setiap periode, peluruhan eksponensial menghilangkan persentase tetap, yang menyebabkan kuantitas berkurang lebih lambat seiring mengecilnya jumlah tersebut. Perilaku ini dijelaskan oleh rumus peluruhan kontinu:

Di mana:

• P(t) = Jumlah yang tersisa pada waktu t
• P₀ = Jumlah awal pada waktu t = 0
• r = Laju peluruhan (konstanta peluruhan λ)
• t = Waktu yang telah berlalu
• e = Bilangan Euler (kurang lebih 2,71828)

Fitur Kalkulator Peluruhan Eksponensial

Empat Mode Perhitungan

Kalkulator ini dapat menyelesaikan variabel apa pun dalam persamaan peluruhan eksponensial:

• Jumlah Akhir P(t): Hitung berapa banyak yang tersisa setelah waktu tertentu
• Jumlah Awal P₀: Temukan kuantitas asli sebelum peluruhan terjadi
• Laju Peluruhan r: Tentukan laju peluruhan dari nilai yang diketahui
• Waktu t: Hitung berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mencapai jumlah tertentu

Perhitungan Tambahan

Selain hasil utama, kalkulator juga menyediakan:

• Waktu Paruh (t½): Waktu bagi kuantitas untuk berkurang menjadi setengahnya
• Konstanta Peluruhan (λ): Parameter laju dalam peluruhan kontinu
• Jumlah yang Meluruh: Berapa banyak yang telah hilang
• Persentase Tersisa: Pecahan apa yang tersisa
• Persentase Meluruh: Pecahan apa yang telah hilang

Kurva Peluruhan Interaktif

Kalkulator menghasilkan representasi visual dari proses peluruhan, menunjukkan bagaimana kuantitas berkurang seiring waktu dengan titik yang dihitung ditandai pada kurva.

Tabel Deret Waktu

Tabel terperinci menunjukkan kemajuan peluruhan pada interval waktu reguler, termasuk jumlah yang tersisa, jumlah yang meluruh, dan persentase yang tersisa di setiap titik.

Cara Menggunakan Kalkulator Ini

1. Pilih apa yang akan diselesaikan: Pilih variabel mana yang ingin Anda hitung (Jumlah Akhir, Jumlah Awal, Laju Peluruhan, atau Waktu). Kalkulator akan menampilkan bidang input yang diperlukan.
2. Masukkan nilai yang diketahui: Masukkan nilai yang Anda ketahui. Untuk laju peluruhan, gunakan format desimal (0,05 untuk 5%). Semua nilai harus positif.
3. Pilih presisi: Pilih jumlah tempat desimal untuk hasil Anda (4 hingga 10 tempat desimal).
4. Hitung: Klik tombol Hitung untuk melihat hasil Anda dengan solusi langkah demi langkah, kurva peluruhan, dan tabel deret waktu.
5. Analisis hasil: Tinjau visualisasi peluruhan dan metrik tambahan seperti waktu paruh dan konstanta peluruhan.

Memahami Waktu Paruh

Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan suatu kuantitas untuk berkurang menjadi setengah dari nilai awalnya. Ini dihitung menggunakan:

Laju Peluruhan vs Konstanta Peluruhan

Dalam rumus peluruhan kontinu P(t) = P₀e^(-rt), laju peluruhan r dan konstanta peluruhan λ (lambda) adalah setara. Mereka mewakili seberapa cepat kuantitas berkurang:

• Nilai yang lebih tinggi berarti peluruhan lebih cepat
• Satuannya adalah kebalikan dari waktu (misal, per tahun, per jam)
• Laju peluruhan 0,05 berarti peluruhan 5% per satuan waktu

Aplikasi Dunia Nyata

Peluruhan Radioaktif

Isotop radioaktif meluruh pada laju yang dicirikan oleh waktu paruhnya. Karbon-14 memiliki waktu paruh sekitar 5.730 tahun, membuatnya berguna untuk penanggalan bahan organik hingga usia sekitar 50.000 tahun.

Metabolisme Obat (Farmakokinetik)

Obat-obatan dikeluarkan dari tubuh melalui peluruhan eksponensial. Waktu paruh eliminasi menentukan seberapa sering obat perlu diberikan untuk mempertahankan kadar terapeutik.

Depresiasi Aset

Beberapa model keuangan menggunakan peluruhan eksponensial untuk memodelkan bagaimana aset seperti kendaraan dan elektronik kehilangan nilai seiring waktu.

Penurunan Populasi

Populasi yang menurun sering kali mengikuti pola peluruhan eksponensial ketika angka kematian melebihi angka kelahiran dengan proporsi yang konsisten.

Pendinginan dan Pemanasan (Hukum Newton)

Perbedaan suhu antara suatu objek dan lingkungannya berkurang secara eksponensial seiring waktu menurut Hukum Pendinginan Newton.

Sirkuit Listrik

Kapasitor melepaskan muatan melalui resistor mengikuti peluruhan eksponensial, yang dicirikan oleh konstanta waktu RC.

Rumus Terkait

Menyelesaikan untuk Variabel yang Berbeda

Rumus peluruhan eksponensial dapat diatur ulang untuk menyelesaikan variabel apa pun:

Peluruhan Diskret vs Kontinu

Meskipun kalkulator ini menggunakan peluruhan eksponensial kontinu (basis e), peluruhan diskret menggunakan rumus yang berbeda:

Untuk peluruhan kontinu: P(t) = P₀e^(-rt)
Untuk peluruhan diskret: P(t) = P₀(1-r)^t

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa itu peluruhan eksponensial?

Peluruhan eksponensial menggambarkan berkurangnya suatu kuantitas pada laju yang sebanding dengan nilainya saat ini. Ini mengikuti rumus P(t) = P₀ × e^(-rt), di mana P₀ adalah jumlah awal, r adalah laju peluruhan, dan t adalah waktu. Contoh umum termasuk peluruhan radioaktif, metabolisme obat, dan depresiasi.

Bagaimana cara menghitung jumlah akhir setelah peluruhan?

Untuk menghitung jumlah akhir, gunakan rumus P(t) = P₀ × e^(-rt). Masukkan jumlah awal P₀, laju peluruhan r, dan waktu t. Kalkulator mengalikan jumlah awal dengan e pangkat negatif r kali t untuk memberikan jumlah yang tersisa.

Apa itu waktu paruh dalam peluruhan eksponensial?

Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan suatu kuantitas untuk berkurang menjadi setengah dari nilai awalnya. Ini dihitung sebagai t½ = ln(2) / r, di mana r adalah laju peluruhan. Waktu paruh adalah konstan terlepas dari jumlah awal.

Apa perbedaan antara laju peluruhan dan konstanta peluruhan?

Dalam peluruhan eksponensial kontinu menggunakan P(t) = P₀ × e^(-rt), laju peluruhan r dan konstanta peluruhan λ (lambda) adalah nilai yang sama. Mereka mewakili seberapa cepat kuantitas berkurang. Nilai yang lebih tinggi berarti peluruhan yang lebih cepat.

Apa saja aplikasi peluruhan eksponensial di dunia nyata?

Peluruhan eksponensial memodelkan banyak fenomena alam dan keuangan termasuk: peluruhan radioaktif isotop, konsentrasi obat dalam aliran darah, depresiasi aset, penurunan populasi, pendinginan objek (hukum Newton), pelepasan muatan kapasitor, dan peluruhan intensitas suara.

Bagaimana cara menghitung laju peluruhan dari jumlah awal dan akhir?

Gunakan rumus r = -ln(P(t)/P₀) / t. Bagi jumlah akhir dengan jumlah awal, ambil logaritma natural, bagi dengan waktu, dan negasikan hasilnya. Ini memberi Anda laju peluruhan per satuan waktu.

Apa yang terjadi jika laju peluruhan saya negatif?

Laju peluruhan negatif sebenarnya mewakili pertumbuhan eksponensial, bukan peluruhan. Untuk peluruhan sejati, lajunya harus positif, yang berarti kuantitasnya berkurang seiring waktu. Gunakan laju peluruhan positif untuk kalkulator ini.

Sumber Daya Tambahan

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang peluruhan eksponensial:

• Peluruhan Eksponensial - Wikipedia
• Waktu Paruh - Wikipedia

Alat terkait lainnya:

Operasi matematika tingkat lanjut:

• Kalkulator Antilog
• Kalkulator Fungsi Beta
• Kalkulator Koefisien Binomial
• Kalkulator Distribusi Binomial
• Kalkulator Bitwise
• Kalkulator Teorema Limit Tengah
• Kalkulator Kombinasi
• Kalkulator Fungsi Kesalahan Pelengkap
• Kalkulator Bilangan Kompleks Unggulan
• Kalkulator Entropi Baru
• Kalkulator fungsi kesalahan
• Kalkulator Peluruhan Eksponensial
• Kalkulator Pertumbuhan Eksponensial (Presisi Tinggi)
• Kalkulator integral eksponensial
• kalkulator-eksponen-presisi-tinggi
• Kalkulator Faktorial
• Kalkulator Fungsi Gamma Unggulan
• Kalkulator Rasio Emas
• kalkulator setengah hidup
• Kalkulator Pertumbuhan Persentase
• Kalkulator Permutasi
• Kalkulator Distribusi Poisson Baru
• Kalkulator Akar Polinomial dengan Langkah-Langkah Terperinci
• Kalkulator Probabilitas
• Kalkulator Distribusi Probabilitas
• Kalkulator Proporsi
• kalkulator rumus kuadrat
• Kalkulator Notasi Ilmiah
• Kalkulator Jumlah Kubik
• Kalkulator Jumlah Angka Berurutan
• jumlah kuadrat kalkulator