RELATIVITAS KHUSUS(SOAL DAN PENYELESAIAN)

 Panjang pesawat olang alik waktu diam di bumi sebesar 10 meter, saat pesawat tersebut bergerak dengan kecepatan 0,6 c. menurut orang di bumi panjang roket tersebut adalah….
A. 5 m
B. 6 m
C. 7 m
D. 8 m
E. 10 m
jawab: D
pembahasan

L = L₀ . γ'

L = 10 . 0,8 = 8m

2. Dhea dan Dhita adalah saudara kembar. Dhita berkelana diantariksa dengan pesawat antariksa berkecepatan 0,6 c. setelah 16 tahun berkelana Dhita pulang ke bumi, maka menurut Dhea perjalanan Dhita telah berlangsung selama….
A. 12 tahun
B. 15 tahun
C. 20 tahun
D. 10 tahun
E. 8 tahun
jawab: A
pembahasan:
t = to/γ'

t = 16/0,8 

t = 20 tahun

 
3. Suatu benda bergerak lurus sepanjang sumbu x pada kerangka M dengan kelajuan 0,4 c. Sedangkan kerangka M  bergerak dengan laju 0,8 c terhadap kerangka M’. laju benda tersebut menurut orang yang berada pada kerangka M’ sebesar….
A. 0,2 c
B. 0,5 c
C. 0,8 c
D. 0,9 c
E. 1,2 c
jawab: D

pembahasan:

berdasarkan teori klasik newton 

v1+v2 = 0,4 c + 0,8 c = 1,2 c

pembanding:

1 + v1.v2 = 1 + 0,4.0,8 = 1,32

relativitas kecepatan:

v= 1,2 c/1,32 =  0,9 c

4. Sebuah balok memiliki massa jenis 7200 kg/m³ dengan ukuran panjang, lebar dan tinggi berturut - turut 5 cm , 4 cm, 2 cm bergerak dengan kecepatan 0,8 c relativ terhadap bumi dengan arah sejajar dengan sisi panjang balok. Massa jenis balok berdasarkan pengamatan orang yang berada di laboratorium di bumi adalah…kg/m³.
A. 20.000
B. 12.000
C. 11.250
D. 9.000
E. 8.500

jawab: A

pembahasan soal relativitas massa jenis:

massa diam

mo = ρ . V = 7200 . 5 . 4 . 2

mo = 288000

massa setelah bergerak:

m = mo/γ'

m = 288000/0,6 = 480000

panjang balok setelah bergerak (karena balok bergerak searah panjang, maka ang terjadi relativitas hanya sisi panjang saja).

relativitas panjang:

L = Lo . γ'

L = 5 . 0,6  = 3

volume balok setelah bergerak:

V = p . l . t = 3 . 4 . 2 

V = 24 m^3

sehingga, massa jenisnya sekarang adalah:

ρ = m/V

ρ = 480000 : 24 = 20000

5. Jika laju partikel 0,6 c, maka perbandingan massa relativistic partikel itu terhadap massa diamnya adalah….
A. 5 : 3
B. 25 : 9
C. 5 : 4
D. 25 : 4
E. 8 : 5

jawab: C

pembahasan soal No 5 perbandingan massa relatif

m : mo

mo/ γ' : mo

mo / 0,8 : mo

1/0,8 : 1

1 : 0,8

10 : 8

5 : 4

6. Suatu sumber cahaya menghasilkan pulsa dengan frekuensi 2.10¹⁵Hz. pesawat AO bergerak sejajar dengan permukaan bumi dengan kecepatan 0,86 c menggunakan pulsa ini untuk dikirimkan ke bumi secara tegak lurus. Frekuensi pulsa yang dicatat oleh pengamat di bumi adalah…Hz
A. 8,6.10¹⁴
B. 10¹⁵
C. 2.10¹⁶
D. 72.10¹⁷
E. 7.10¹⁸ 

jawab: B

pembahasan soal relativitas frekuensi dan waktu:

rumus peiode:

T = 1/f 

T = 1 : 2. 10^-15

T = 0,5 . 10^-15

relativitas waktu;

T = t : γ'

T = 0,5 . 10^-15 : 0,5 = 10^-15 detik

sehingga nilai f relativitas sekarang adalah

f = 1/T

f = 10¹⁵ Hz

7. Satu gram massa berubah semua menjadi energy. Energy tersebut digunakan untuk mengangkat air setinggi 1 km. jika g = 10m/s² dan c = 3.10⁸ m/s, air yang dapat diangkat…m3.
A. 3.10^5
B. 9.10⁶
C. 3.10⁶
D. 9.108
E. 3.108

jawab: B

pembahasan soal relativitas energi einstein

E = m.c²

E = 10^-3 . (3.10⁸)²

E = 10^-3 . 9.10¹⁶

E = 9 .10¹³ Joule

enegi m dirubah menjadi energi potensial

E = m . g . h

E = ρ . V . g . h

9.10¹³  = 1000 . V . 10 . 1000

V = 9.10^{13 - 7}

V = 9.10⁶

8. didalam pesawat yang bergerak 0,6 c seoang astronot menembakkan sinar senter dengan kecepatan sinar sebesar c pada suatu cermin yang berjarak 2 meter didepannya,. menurut orang yang melakukan pengamatan di bumi kecepatan cahaya sebesar...

a. c

b. 0,8 c

c. 0,5 c

d. o,6 c

e. 1,6 c

jawab; A

pembahasan:

kecepatan cahaya selalu tetap untuk semua kondisi pengamat

9. didalam pesawat yang bergerak 0,6 c seoang astronot menembakkan sinar senter dengan kecepatan sinar sebesar c pada suatu cermin yang berjarak 3 meter didepannya, menut orang yang diam di bumi jarak cermin dari astronot sebesar...

Jawab 

Pembahasan 

L = Lo .γ' 

L = 3 . 0,8 = 2,4 m

10. didalam pesawat yang bergerak 0,6 c seoang astronot menembakkan sinar senter dengan kecepatan sinar sebesar c pada suatu cermin yang berjarak 3 meter didepannya, waktu untuk cahaya kembali ke astronot sebesar...

Jawab :

Pembahasan :

Menutu astronot

S = c.t

3 = 3.10⁸ . t

t = 10^-8 detik 

Waktu bolak balik :

t = 2.10^-8

Menurut orang yang di bumi

t = to / γ'

t = 10^-8 : 0,8

t = 1,25.10^-8 detik 

Waktu bolak balik 

t = 2,5 . 10^-8 detik

11. massa diam benda adalah 8 kg saat bergerak massanya menjadi 10 kg. kecepatan geak benda tersebut adalah...

a. 05c

b. 0,6 c

c. 0,8 c

d. 0,86 c

e. 1 c

jawab: B

pembahasan:

m = mo/ γ'

γ' = mo/m

γ' = 8/10 = 0,8

karena γ' = 0,8 maka v = 0,6 c

http://fisikasekolahmadrasah.blogspot.com

MEDAN MAGNET(SOAL DAN PENYELESAIAN)

 kawat lurus panjang dialiri arus sebesar 8 A dengan arah seperti gambar!

besar dan arah medan magnet ditik x yang berjarak 2 cm dari kawat adalah....

a. 8.10^-5 Tesla masuk bidang kertas

b. 8.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

c. 4.10^-5 Tesla masuk bidang krtas

d. 4.10^-5 Tesla kluar bidang kertas

c. 2.10^-5 Tesla keluar bdang kertas

jawab: A

pembahasan dan penyelesaian: 

     μo. I
B = _________
      2πa
    4π.10-7.8
B = ____________
    2π.2.10-2
B= 8.10-5 Tesla

arah: masuk bidang kertas sesuai kaidah tangan kanan

2. kawat berebntuk busur lingkaran dengan jari - jari 2 cm dialiri arus sebesar 6 A dengan arah seperti gambar!

besar dan arah medan magnet di titik x (pusat lingkaran) dari kawat adalah....

a. 2π.10^-5 Tesla masuk bidang kertas

b. 8π.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

c. 4π.10^-5 Tesla masuk bidang krtas

d. 4.10^-5 Tesla kluar bidang kertas

c. 2.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

jawab: A

pembahasan dan penyelesaian: 

     μo.I.N
B = _________
      2a
     4π.10-7.6. (120/360) 
B = _________________________
           2.2.10-2
B= 2π.10-5 Tesla

arah: masuk bidang kertas ( karena arus searah jarum jam)

3. kawat berbentuk busur setengah lingkaran dengan jari - jari 2 cm dialiri arus sebesar 8 A dengan arah seperti gambar!

besar dan arah medan magnet di titik x (pusat lingkaran) dari kawat adalah....

a. 2π.10^-5 Tesla masuk bidang kertas

b. 8π.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

c. 4π.10^-5 Tesla masuk bidang krtas

d. 4.10^-5 Tesla kluar bidang kertas

c. 2.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

jawab: C

pembahasan dan penyelesaian: 

     μo.I.N
B = _________
      2a
     4π.10-7.8. (1/2) 
B = _____________________
           2.2.10-2
B= 4π.10-5 Tesla

arah: masuk bidang kertas ( karena arus searah jarum jam)

4. kawat berbentuk busur 1/4 lingkaran dengan jari - jari 2 cm dialiri arus sebesar 8 A dengan arah seperti gambar!

besar dan arah medan magnet di titik x (pusat lingkaran) dari kawat adalah....

a. 2π.10^-5 Tesla masuk bidang kertas

b. 8π.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

c. 4π.10^-5 Tesla masuk bidang krtas

d. 4.10^-5 Tesla kluar bidang kertas

c. 2.10^-5 Tesla keluar bidang kertas

jawab: A

pembahasan dan penyelesaian: 

     μo.I.N
B = _________
      2a
     4π.10-7.8. (1/4) 
B = _____________________
         2.2.10-2
B = 2π.10-5 Tesla

arah: keluar bidang kertas / menuju pembaca  karena arus berlawanan jarum jam

5. Kumparan kawat tembaga berbentuk selenoida dengan 100 lilitan dengan panjang 8 cm dialiri arus sebesar 4 A. Maka besar medan induksi magnetik ditengah kumparan sebesar....

a. 2π.10^-5 Tesla 

b. 8π.10^-5 Tesla

c. 4π.10^-5 Tesla 

d. 4.10^-5 Tesla 

c. 2.10^-5 Tesla 

Kunci jawaban: A

pembahasan dan penyelesaian: 

     μo.I.N
B = _________
      L
     4π.10-7.4.100
B = _________________________
           8.10-2
B= 2π.10-3 Tesla

6. Kawat toroida memiliki jari jari 4 cm terdiri atas 200 lilitan tembaga, dialiri arus listrik 5 Ampere sehingga menjadi magnet. Besar medan magnet tepat dipusat toroida sebesar......

a. 2π.10^-5 Tesla 

b. 8π.10^-5 Tesla 

c. 4π.10^-5 Tesla 

d. 4.10^-5 Tesla 

c. 5.10^-5 Tesla 

jawab: C

pembahasan dan penyelesaian: 

     μo.I.N
B = _________
      2πa

     4π.10-7.5.200
B = __________________
       2π.4.10-2
B= 5.10-3 Tesla

soal esai No. 1

1. Dua buah kawat panjang A dan B sejajar berarus listrik berturut turut 2 A dan 3 A terpisah sejauh 4 cm. Tentukan besar medan magnet ditengah kedua kawat. Jika:

a. Kawat kiri-A arah arusnya ke atas dan kawat kanan-B ke bawah

b. Arah arus Kedua kawat sama sama ke atas.

pembahasan dan penyelesaian: 

a. pembahasan:

- kawat A

     μo.I.
B = _________
      2πa

     4π.10-7.2
B = ____________
     2π.2.10-2
B= 2.10-5 Tesla
arah: masuk

- kawat B

     μo.I
B = _________
      2πa

     4π.10-7.3
B = ______________
     2π.2.10-2
B= 3.10-5 Tesla
arah: masuk

- total  medan magnet di tengah kawat

Btotal  = (2 + 3).10^-5 = 5.10^-5

b. pembahasan

Btotal  = ( 3 - 2).10^-5 = 10^-5

soal esai No. 2 : tentukan besar medan magnet di titik pusat lingkaran di bawah

pembahasan dan penyelesaian:

- kawat 1: 1/2 lingkaran 

     μo.I.N
B1 = _________
      2a
     4π.10-7.8. (1/2) 
B1 = ____________________
        2.2π.10-2

B1 = 4.10-5 Tesla

arah: masuk bidang kertas ( karena arus searah jarum jam)

- kawat 2: kawat lurus

     μo. I
B2 = _________
      2πa
    4π.10-7.8
B2 = ____________
    2π.2.10-2
B2 = 8.10-5 Tesla

arah: keluar dari kertas menuju pembaca sesuai kaidah tangan kanan

- resultan medan magnet di pusat karena pengaruh dua kawat

 B total = B1 - B2 

B =  4.10^-5 - 8.10^-5 =  - 4.10^-5 Tesla

Demikian soal dan pembahasan medan magnet, untuk soal dan pembahasan medan magnet sub bab gaya lorentz pada kawat dan muatan yang bergerak bisa di buka pada menu pembahasan fisika kelas xii sma. Semoga bermanfaat

ELEKTOMAGNETIK(SOAL DAN PENYELESAIAN)

 https://hermananis.com/soal-dan-pembahasan-ksn-fisika-dan-osn-fisika-tingkat-sma/

Soal Gaya lorentz pada kawat lurus.

Sebuah penghantar 4 m dialiri arus listrik 0,5 A berada tegak lurus dalam medan magnet 10 T. Jika kuat arus listrik yang mengalir 400 mA, hitunglah gaya Lorentz yang dialami kawat.

Pembahasan:

Diketahui:

l = 4 m; B = 10 T; I = 0,5 A

Ditanya:

F = …

Penyelesaian:

F = B x I x l

= 10 x 0,5 x 4

= 20 N

2. Sebuah penghantar listrik dialiri arus listrik dari arah selatan ke utara. Jika penghantar melewati medan magnet ke atas, kemanakah arah gaya Lorentz?

Pembahasan:

Arah arus I ke utara dan arah medan B ke atas maka depan telapak tangan (F) adalah arah timur. Penyimbolan untuk komponen yang menjauhi kita adalah (+), sedangkan yang mendekati kita adalah (-). Penyimbolan ini berlaku untuk semua komponen.

Suatu kawat berarus listrik 20 A dengan arah ke atas berada dalam sebuah medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sebuah sudut 30o terhadap kawat. Apabila panjang kawat 20 meter. Berapa besarnya gaya Lorentz yang akan dialami kawat?

Pembahasan

Diketahui

I = 20 A

B = 0,5 T

α = 30o

l = 20 m

Penyelesaian

FL =Bil sin α

FL = 0.5 20 20 sin 30o

FL = 100 N

Jadi besar gaya Lorentz yang dialami  kawat tersebut adalah 100N.

Sebuah kawat penghantar memiliki panjang 12 m tegak lurus berada dalam sebuah medan magnet sebesar 90 tesla.Jika kuat arus listrik yang mengalir pada kawat sebesar 0,02 mA, berapakah besar gaya Lorentz-nya?

Diketahui :

L = Panjang kawat = 12 m
B = Medan magnet = 90 T
I = Kuat arus = 0,02 mA = 2 x 10^{-5 A}

Ditanya F = Gaya Lorentz ?

Pembahasan: F = B.I.L

F = 90 x 2 x 10^-5 x 12

F = 216 x 10^-4 N

F = 0,0216 N

Jika gaya Lorentz yang dialami sebuah kawat penghantar yang panjangnya 5 m adalah 1 N dan arus yang mengalir pada kawat sebesar 2 mA,

Berapakah besar medan magnet yang dialami kawat penghantar tersebut?

Diketahui :

F = Gaya lorentz = 1 N
L = Panjang kawat = 5 m
I = Kuat arus = 2 mA = 2 x 10^-3A

Ditanya B = Medan magnet ?

Pembahasan: B = F / I x L

B = 1 / 2 x 10^-3 x 5

B = 1 / 10^-2

B = 1 / 0,01

B = 100 Tesla

Ke manakah arah gaya Lorentz, jika:

a. arah arus ke sumbu z dan arah medan magnet ke sumbu y.

b. arah arus ke sumbu –y dan arah medan magnet ke sumbu x.

a. arus (I) ke sumbu z, medan magnet (B) kesumbu y maka Gaya lorentz ke arah sumbu x

b. arah arus (I) ke sumbu -y, arah medan magnet ke sumbu x, maka gaya lorent ke sumbu arah -z.

Sebuah kawat lurus panjang 20 cm dialiri arus sebesar 4A berarah ke atas. Berada pada medan magnet 10 T yang berarah masuk bidang kertas. Besar dan arah gaya lorentz pada kawat tersebut adalah....

A. 4N masuk
B. 8N ke kiri
C. 5N ke kanan
D. 6 N ke atas
E. 2N ke kiri
Jawab: B
Pembahasan dan penyelesaian :
F = B . I . L = 10 . 4. 0,2 = 8 N
Arah: ke kiri (kaidah tangan kanan)

Perhatikan gambar berikut! Seutas kawat berada di antara dua magnet yang memiliki induksi magnet sebesar 0,02 Tesla. Jika besarnya arus yang mengalir pada kawat adalah 5 A,

Tentukan :
a) Besarnya gaya magnet yang bekerja pada kawat sepanjang 10 cm
b) Arah gaya magnet dengan mengacu pada arah angin pada gambar

Pembahasan
a) Besarnya gaya magnet pada  kawat sepanjang 1 meter yang berada dalam  medan magnet  Tesla B  dan dikenai arus listrik kuat sebesar  i  Ampere dengan sudut antara arah  B  dan  arah i  sebesar  θ  adalah:



b) Arahnya besar gaya ditentukan dengan aturan tangan kanan
4 jari → arah B
Jempol → arah i
Telapak Tangan → arah F

Jika terdapat dua kutub magnet, maka arah B adalah dari kutub Utara ke kutub Selatan, sehingga arah F berada di lapangan baca atau jika mengikuti arah mata angin, arahnya ke bawah.

Pertanyaan No. 2
Perhatikan gambar berikut!



Ke manakah arah gaya magnet pada kawat?

Pembahasan
Seperti soal nomor satu, arah gayanya adalah meninggalkan bidang bacaan atau meninggalkan bidang gambar atau mendekati pembaca.

Pertanyaan No. 3
Dua buah kawat dengan konfigurasi seperti gambar di bawah ini!



Tentukan besar dan arah gaya magnet yang bekerja pada kawat II sepanjang kawat 0,5 meter!

Pembahasan
Besar gaya magnet jika dua kawat penghantar arus didekatkan adalah :



Arah gaya : Jika kedua arus mempunyai arah yang sama, maka kedua kawat
akan tarik menarik.
kawat akan tolak menolak,

jadi arah gaya pada kawat II adalah ke kiri (ditarik mendekati kawat I)

Soal No. 4
Tiga kabel disusun seperti gambar!



Menentukan besar dan arah gaya magnet pada kawat II pada kawat sepanjang 1 meter

Pembahasan
a) Kawat II dipengaruhi oleh dua kawat lainnya, yaitu kawat I dan III.Gaya

yang timbul pada kawat II akibat pengaruh kawat I diberi nama F 21  sbb :



Arah ke kiri

Gaya yang timbul pada kawat II akibat pengaruh kawat III nama F 23  sebagai berikut :



Arah ke kiri

Resultan gaya kedua nama F 2 :



Arah ke kiri

Soal TIDAK. 5
Kawat A dan kawat B berjarak 2 meter dengan arus masing-masing 1 A dan 2 A.



Tentukan di mana kawat C harus diletakkan agar resultan gaya pada C nol!

Pembahasan
Agar resultan gaya magnet pada C menjadi nol, maka kedua gaya akibat pengaruh kawat A dan B harus berlawanan arah. Posisi yang mungkin adalah jika kawat C diletakkan di sisi kiri A atau di sisi kanan B (ingat: Jika dua arus memiliki arah yang sama maka kedua kabel akan menarik, jika dua arus berlawanan arah maka keduanya kawat akan saling tolak-menolak Misalnya ambil

posisi C disebelah kiri A dan beri nama jaraknya dengan x



Posisi kawat C 2 meter disebelah kiri kawat A atau 4 meter disebelah kiri kawat B

Soal No.6
Tiga buah kawat pembawa arus A,B dan C membentuk segitiga sama sisi.Kawat A membawa arus dengan arah keluar daerah baca,kawat B dan C adalah arus dengan arah masuk daerah baca disusun seperti pada gambar di bawah ini!



Tentukan:
a) Besarnya gaya magnet yang bekerja pada kawat B untuk kawat sepanjang 1 meter
b) Arah gaya magnet yang bekerja pada kawat B

Pembahasan
a) Kawat B akan didorong oleh kawat A dan ditarik oleh kawat C. Ilustrasi seperti pada gambar di bawah



Interaksi kawat B dan A menghasilkan F BA  :



Interaksi kawat B dan C menghasilkan F BC  :



Hasil gaya magnet kedua disebut F B :



Masukkan data, dan Anda akan mendapatkan hasilnya :



b) Salah satu cara menentukan arah F B  dengan dekomposisi vektor gaya SMA kelas 10, ilustrasi gambar berikut:





Arah F B  adalah 60 o  terhadap sumbu X.

Pertanyaan No. 7
Dua kawat lurus sejajar berjarak 20 cm satu sama lain. Jika kedua kawat dialiri arus listrik 0,5 A dan 4 A, dan µo = 4π .10–7 Wb.A–1.m–1 maka pada masing-masing kawat gaya per meter sama dengan...
A. 2 × 10–6 N
B. 4 × 10–6 N
C. 2π × 10–6 N
D. 8 × 10–6 N
E. 4π × 10–6 N
(Pertanyaan Ebtanas 1993)

Pembahasan
Gaya magnet pada paralel lurus kawat yang dialiri arus listrik



Sampai dengan



pertanyaan no. 8
Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain memiliki arus masing-masing 1 A dalam arah yang sama. Antara kedua kawat akan terjadi...
A. Gaya tarik 4×10 7  N
B. Gaya tolak 2×10 7  N
C. Gaya tarik 2×10 7  N
D. Gaya tarik 2× 10 – 7  N
E. Gaya tolak sama dengan 2×10 -7  N
(Pertanyaan Ebtanas 1998)

Pembahasan
Seperti sebelumnya, gaya magnet pada kawat lurus sejajar yang dilalui arus listrik



Gaya yang dihasilkan adalah tarik-menarik

Soal No. 9
Seutas kawat sepanjang 10 cm tegak lurus dalam medan magnet. Jika kerapatan fluks magnet 0,2 tesla dan arus yang mengalir pada kawat adalah 45 A, gaya yang dialami kawat adalah...
A. 10,5 x 10 −4  N
B. 2,55 x 10 −2  N
C 7,50 x 10 − 1  N
D. 0,90 N
E. 2,25 N
(gaya Lorentz – Sipenmaru 1984) Data

Soal Diskusi : l = 10 cm = 0,1 m i = 45 A B = 0,2 T F =.... F = Bil F = 0,2 x 45 x 0,1 F = 0,90 N No soal. 10 Pada gambar di atas tergambar kawat lurus pq dialiri arus listrik sebesar I1













 = 10 A dan kawat segi empat abcd dialiri arus I 2  = 5 A. resultan gaya yang dialami kawat segi empat abcd adalah ....micronewtons.
A. 20
B. 60
C. 120
D. 180
E. 220

Pembahasan
Akibat medan magnet yang berasal dari I1, terdapat 4 gaya yang bekerja pada persegi panjang abcd yang masing-masing diberi nama F ab , F bd , F cd  dan F da


Perhatikan kabel ab dan kabel cd. Posisi kawat dari sumber medan magnet (kawat pq), panjang kawat dan kuat arus yang melewati kedua kawat adalah sama. Jika gaya Lorentz dihitung pada keduanya akan sama. Terlihat pada gambar bahwa arah kedua gaya pada ab dan cd berlawanan, sehingga resultan keduanya adalah nol.

Tetap menentukan gaya lorentz yang bekerja pada kawat bc dan kawat da, setelah itu dikurangi, karena berlawanan arah.



Sampai dengan resultan kedua gaya tersebut :



Pembahasan gaya Lorentz yang bekerja pada muatan dapat dibaca pada artikel yang berjudul Beban Gaya Lorentz.

2. Soal gaya lorentz pada kawat lurus sejajar.
Dua buah kawat lurus dialiri arus dengan arah seperti gambar! 

tentukan besar gaya lorentz per satuan panjang dan apa yang terjadi dengan kedua kawat
A. 2.10^-5 N/m tarik menarik

B. 10.10^-5 N/m tolak menolak

C. 12.10^-5 N/m  tarik menarik

D. 20.10^-5 N/m tolak menolak

E. 24.10^-5 N/m tarik menarik

jawab: C
pembahasan dan penyelesaian:

- rumus gaya lorentz 

 F        µo . I1 . I2
___  =  _____________
 L           2πa

F        4π.10-7.4.3
___  =  _________________
 L         2π.2.10-2

F/L =  12.10-5 N/m

- arah: kedua kawat tarik menarik / saling mendekat karena arus searah

3. Soal gaya lorentz pada kawat lurus sejajar.

Dua buah kawat lurus dialiri arus dengan arah seperti gambar! 

jika kedua kawat terpisah sejauh 2 cm. tentukan besar gaya lorentz per satuan panjang dan apa yang terjadi dengan kedua kawat

A. 8.10^-5 N/m tarik menarik

B. 10.10^-5 N/m tolak menolak

C. 12.10^-5 N/m  tarik menarik

D. 8.10^-5 N/m tolak menolak

E. 4.10^-5 N/m tarik menarik

jawab: D
pembahasan dan penyelesaian:

- rumus gaya lorentz 

 F        µo . I1 . I2
___  =  _____________
 L           2πa

F        4π.10-7.2. 4
___  =  _________________
 L         2π.2.10-2

F/L =  8.10-5 N/m

- arah: kedua kawat tarik menarik / saling mendekat karena arus searah

4. soal gaya lorentz pada muatan negatif

sebuah elektron ( q = 1,6 .10^-19 C ) bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 . 10⁸  m/s mamasuki medan magnet homogen sebesar 20 Tesla secara tegak lurus seperti gambar. maka besar gaya lorentz dan lintasan elektron adalah...

A. 7 . 10^-10 N searah jarum jam

B. 2 . 10^-10 N searah jarum jam

C. 3,2 . 10^-10 N searah jarum jam

D. 17,2 . 10^-10 N searah jarum jam

E. 7,2 . 10^-10 N searah jarum jam

jawab: E

pembahasan:

- rumus gaya loentz

F = B . q . v

F = 20 . 1,6 .10^-19 2 . 10⁸

F = 7,2 . 10^-10 N

- arah: sesuai kaidah tangan kanan maka gaya lorentz berarah ke bawah sehingga elektron akan bergerak dengan lintasan serah jarum jam.

5. soal gaya lorentz pada muatan positif

sebuah elektron ( q = 1,6 .10¹⁹ C ) bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 . 10⁸  m/s mamasuki medan magnet homogen sebesar 20 Tesla secara tegak lurus seperti gambar. maka besar gaya lorentz dan lintasan elektron adalah...

A. 7 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

B. 2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

C. 3,2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

D. 17,2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

E. 7,2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

jawab: E

pembahasan:

- rumus gaya loentz

F = B . q . v

F = 20 . 1,6 .10^-19 2 . 10⁸

F = 7,2 . 10^-10 N

- arah: sesuai kaidah tangan kanan maka gaya lorentz berarah ke atas sehingga elektron akan bergerak dengan lintasan berlawanan arah jarum jam.

 

https://fisikasekolahmadrasah.blogspot.com