11 Jun 2013
1. Berapa besar dan arah gaya listrik
pada elektron di medan listrik seragam dengan kekuatan 3500 N/C yang menunjuk
ke timur?
SOLUSI: Karena bidang E medan listrik di titik timur, gaya pada
elektron akan menunjuk ke arah yang berlawanan, atau
barat. (Gaya F pada proton akan menunjuk ke arah yang sama
dengan bidang E).
| F
| = e | E | = (1,6 x 10^-19 C) (3500 N / C)
| F |
= 5,607 x 10^-16 N
Dik :
Medan listrik (E) = 3500 N/C
,
besar muatan (q) = 1,6x10^-19 C
Dit : Berapa
besar dan arah gayal iistrik ?
Jawab :
Ø
Besar
F = Q . E
F = 1,6x10-19 C
. 3500 N/C
F = 5,6x10-16
Ø
Arah
KeArahtimur
2. Sebuah proton dilepaskan pada
medan listrik seragam, dan mengalami gaya listrik sebesar 3,2 x 10-14
N menuju selatan. Berapa besar dan arah medan listrik?
Mari kita mendirikan sebuah
sistem koordinat di mana y + adalah utara, y-adalah selatan, x + adalah timur,
dan x-barat. Dalam rangka untuk mencari besar medan listrik pada suatu titik waktu
tertentu, kita dapat menggunakan hubungan :
E (medan listrik) = F (gaya)
/ q (muatan)
Muatan proton adalah
1,6 * 10 ^ -19 C. Kekuatan kita diberikan adalah (3,4 * 10 ^ -14 N) * (-j)
E = (3,4 * 10 ^ -14 N)
* (-j) / 1,6 * 10 ^ -19 C = (2.12 * 10 ^ 5 N / C) * (-j)
Jadi, kekuatan lapangan pada
saat ini adalah 2.12 * 10 ^ 5 N / C ke arah selatan.
Dik
:
F = 3,2x10-14 N
Q = 1,6x10-19 C
Dit : Berapa besar dan arah medan
listrik?
Jawab :
Ø
Besar
F = Q .E ,maka E = F/Q
E = F/Q
E = (3,2 x 10^-14) / (1,6 x 10^-19)
E = 2 x 10^5 N/C
Ø
Arah
Arah
KeArah Utara
3. Dua muatan +5 nC terletak di sumbu x, satu di titik
asal dan lainnya di x = 8 cm. Maka potensial di titik P1 di sumbu x,
pada x = 4 cm adalah:
Select one:
a. 2250 Volt
b. 2000 Volt
c. 1200 Volt
d. 1500 Volt
4. Diberikan dua buah konduktor segiempat 10 cm x 10 cm,
yang akan digunakan sebagai Elektroda kapasitor. Jarak keduanya 4 mm. Digunakan
sebuah dielektrika dengan volume 10 cm x 10 cm x 4 mm dengan permitivitas
relatif 2. Berapa kapasitansinya jika ukuran volume dielektrika 10 cm x 10 cm x
3 mm?
Select one:
a. 35,4 pF
b. 34,5 pF
c. 32,4 pF
d. 35,5 pF
5. Diberikan sebuah kapasitor paralel
datar dengan luas masing-masing plate 100 cm2. Keduanya dipisahkan
oleh jarak 1 mm. Maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah
Select one:
a.
85,5 pF
b.
85,8 pF
c.
88,8 pF
d.
88,5 pF
6. Diberikan sebuah kapasitor paralel
datar dengan luas masing-masing plate 196 cm2., keduanya dipisahkan oleh jarak
2 mm. Kapasitor ini dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V. Maka besar energi
yang tersimpan adalah :
Select one:
a.
62,4 nJ
b.
64,2 nJ
c.
64,3 nJ
d.
62,5 nJ
7. Kapasitor adalah sebuah piranti
(Komponen) yang memiliki dua konduktor, yang mana konduktor satu memiliki
muatan +Q dan konduktor yang lain memiliki muatan -Q.
Select one:
True
False
8. Dielektrika adalah komponen dari
kapasitor yang merupakan isolator diantara kedua konduktor.
Select one:
True
False
9. Carilah medan magnetik di pusat
simpal bujur sangkar dengan sisi l = 50 cm yang menyalurkan arus 1,5 A
Select one:
a.
3,7 x 10^-6 T
b.
3,4 x 10^-6 T
c.
3,4 x 10^-5 T
d.
3,1 x 10^-6 T
10. Kawat panjang dan lurus yang
menyalurkan arus 1,7 A dalam arah z positif terletak di sepanjang garis x = -3
cm. Kawat serupa yang menyalurkan arus 1,7 A berada dalam arah z positif yang
terletak di sepanjang garis x = +3 cm, carilah medan magnetik di suatu titik
pada sumbu y di y = 6 cm.
Select one:
a.
9,1 x 10^-6 k T
b.
-9,1 x 10^-6 i T
c.
-9,1 x 10^-6 j T
d.
9,1 x 10^-6 i T
e.
-9,1 x 10^-5 i T
11. Sebuah
simpal melingkar yang berjari-jari 5 cm memiliki 12 lilitan dan terletak pada
bidang yz. Simpal ini membawa arus 4 A dalam arah yang sedemikian rupa sehingga
momen magnetik simpal ini terletak di sepanjang sumbu z. Maka medan magnetik
pada sumbu z di
z = 15 cm
|
|
z = 3 m
|
|
z = 0 (pusat simpal)
|
12. Arus
pada simpal melingkar dengan jari-jari 8 cm dan memberikan medan magnetik sebesar
2 G di pusat simpalnya adalah
Select one:
a.
20.5 A
b.
25,5 A
c.
25,6 A
d.
24,5 A
13. Medan
magnetik di pusat solenoid yang panjangnya 20 cm, jari-jari 1,4 cm dan 600
lilitan yang menyalurkan arus 4 A adalah
Select one:
a.
1,5 x 10^-4 T
b.
1,5 x 10^-2 T
c.
3,1 x 10^-2 T
d.
1,5 x 10^-3 T
14. Partikel alfa dengan muatan q = +2e dan massa m = 6,6 E-27 kg dipancarkan dari sumber radioaktif
dengan laju 1,6 E7 m/det. Berapa kuat medan magnet yang diperlukan untuk
membelokkan partikel-partikel ini menjadi lintasa lingkaran dengan radius r = 0,25 m?
QVB = mv2 / r
membatalkan v di mana mungkin
qb = mv / r
b = (mv) / (qr)
= (6,6 E-27 * 1,6 E7) / (2e * 0.25)
= 1.32 T
- Sebuah proton
bergerak dalam lintasan melingkar yang tegak lurus terhadap medan magnet
1,15 T. Radius lintasannya adalah 8,4 mm. Hitung energi proton dalam eV.
qb = mv / r
v = qbr / m
= e * 1,15 * 0,0084 / 1,6726 E-27 kg
= 925315 m / s
Sekarang menemukan energi kinetik dan
mengkonversi ke eV
E = 1/2 mv ^ 2
= 7.16 E-16 J/1.602×10-19 J
1 eV = 1.602×10-19 J
= 4469 eV
16. Kabel penghubung
digunakan untuk menghidupkan mobil mogok sering membawa arus 15 A. Berapa
kuat medan magnet yang jauhnya 15 cm? Berapa persen nilai ini dibandingkan
dengan medan magnet Bumi?
Gunakan rumus B = m0I / (2PR) dan memecahkan
untuk B = (4PE-7) (15) / ((2p) (-(0.15)) = 2E-5 T.
Sekarang untuk menemukan persentase ...
Menggunakan medan magnet kami hanya menemukan, membagi bahwa dengan medan
magnet bumi (0.55 E-14 T) 2E-5/0.55E-14 = 0.36 atau 36%.
-
Pasangan kawat yang panjang berfungsi penghantar arus dc 25 A ke (dan dari) instrumen. Jika kawat-kawat tersebut memiliki diameter yang dapat diabaikan tetapi berjarak 2 mm, berapa medan magnet pada lokasi 10 cm dari titik tengah keduanya, pada bidang mereka (Gambar 1)? Bandingkan dengan medan magnet Bumi.
Gunakan rumus B = m0I / (2PR) dua kali, kedua
kali dengan arus 25,0 A, tapi satu kawat 9,9 cm dari titik, yang lain 10,1 cm
dari titik.
B = B1-B2 karena arus dalam arah yang berlawanan,
sehingga bidang akan di arah yang berlawanan. Dan karena kita perlu menemukan
titik tengah, mengurangi mereka! Gunakan rumus B = m0I / (2PR) dan pasang di
nilai!
B = [4PE-7 (25) / (2p (0,0101))] - [4PE-7 (25) /
(2p (0,099 ..))] = 1.0E-6T up
Ini adalah (1.0E-6) / (5.0E-5) = 0,02 = 2% dari medan bumi
- Tiga kawat paralel yang panjang berjarak 38 cm satu
sama lain. (Jika dilihat sepanjang kawat-kawat ini, ketiganya ada di tiga
sudut sebuah segitiga sama sisi). Arus pada masing-masing kawat adalah 8
A, tetapi pada kawat A berlawanan dengan arus kawat B dan C (pada Gambar
2). Tentukan gaya magnet per satuan panjang pada masing-masing kawat yang
disebabkan oleh dua yang lainnya.
Jawab
(a) | Ftot | pada A disebabkan B dan C:
| F 2 | / L = | F 3 | / L = [µo
I1 I2] / [2 (pi) r] = gaya / panjang
Ftot pada A poin atas, karena komponen
samping membatalkan.
| Ftot| = 2 | F2 | cos(30o )=
5.84 E-5 N
(b) | Ftot | pada B disebabkan A dan C:
Dengan simetri, | Ftot | is 60o
di bawah garis yang menghubungkan B dan C
| F tot | / L = (| Ftot |y / L) sin(60o)
/ L
| F tot | / L = 3.4 E-5 N/m
(c) sama, gaya pada C 60o bawah garis
pergi dari C dan B,
| F tot| / L = 3.4 E-5 N/m
- Dua kawat panjang dioerientasikan sedemikian
sehingga keduanya tegak lurus satu sama lain, dan paling dekat berjarak 20
cm (Gambar 3). Berapa besar medan magnet di titik tengah antara keduanya
jika yang atas membawa arus 20 A dan yang bawah membawa 5 A?
Medan magnet yang dibuat oleh kawat atas di tempat tujuan adalah
Bt = μ0IT/2πR =. 2 E-7 * 20 / 0,1 = 4
E-5 T
Hal ini diarahkan ke kanan.
Medan magnet yang dibuat oleh kawat bawah di tempat tujuan adalah
Bb = μ0IB/2πR = 2 E-7 * 5 / 0,1 = 1 E-5
T
Hal ini diarahkan di luar halaman.
Total medan magnet dengan demikian
Btot = (Bt2 + Bb2)
1/2 = (16 +1) 1/2 E-5 = 4,123 E-5 T
Gaya
20. Loop kawat persegi panjang
tergantung vertikal seperti gambar. Medan magnet B mengarah horisontal, tegak
lurus terhadap kawat, dan menunjuk ke luar halaman pada semua titik. Medan
magnet B hampir seragam sepanjang bagian horisontal kawat ab (panjang l
– 10 cm) yang dekat dengan pusat magnet besar yang menghasilkan medan tersebut.
Bagian atas loop kawat bebas dari magnet. Loop tergantung dari penyeimbang yang
mengukur gaya ke bawah (sebagai tambahan terhadap gaya gravitasi) sebesar F =
3,48 x 10^-2
N ketika kawat membawa arus I = 0,245 A. Berapa besar medan magnet B di pusat
magnet?
F = B.I.l
3,48
E-2 N = B x 0,245 A x 0,1 m
B
= (3,48 E-2 N) / (0,245 A x 0,1 m) = 1,42 T
21. Kawat horisontal membawa arus I1
= 80 A dc. Berapa besar arus I2 yang harus dibawa kawat paralel
kedua yang berada 20 cm di bawahnya sehingga kawat tidak jatuh karena
gravitasi? Kawat yang lebih rendah memiliki massa 0,12 g per meter panjangnya.
F/L = mg/L =
(0,12x10^-3 kg)(9,8/s^2)/1m = 1,176x10^-3 N/m
F/L
= m°I1I2/2πL
maka
I2 dapat diperoleh sebagai berikut :
I2
= 2πL/m°I1 (F/L) =
2π(0,2 m) . (1,176x10^-3 N/m) / (4πx10^-7 T.m/A)(80 A) = 14,7 A
Postingan
Posting Komentar