Fisika Pedia: medan magnet
Home medan magnet
Showing posts with label medan magnet. Show all posts
Showing posts with label medan magnet. Show all posts

Soal dan pembahasan GAYA LORENTZ

Comment   

Gaya lorentz disebut juga gaya magnetik
1. Soal Gaya lorentz pada kawat lurus.
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)

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.

Berikut link soal dan pembahasan medan magnet induksi baca selengkapnya:

- part #1: medan magnet induksi pada kawat

- part #2: gaya lorentz

- part #3: 25 soal medan magnet induksi 

terimakasih semoga bermanfaat. saran, kritik dan petanyaan di kolom comment atau facebook fisika fsm blog

soal dan pembahasan MEDAN MAGNET

Comment   

Pemabahasan soal pilihan ganda dan esai / uraian Medan magnet atau induksi magnetik pada kawat lurus panjang, lingkaran, kumparan selenoida dan Toroida. 

1. 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

pembahasan soal induksi magnetik dan gaya lorentz

Comment   
Medan MAGNET dan GAYA LORENTZ (soal dan pembahasan)
1.        Perhatikan faktor-faktor berikut! 
(1)   luas penampang kawat
(2)   permeabilitas
(3)   hambatan dalam kawat
(4)   arus yang mengaliri kawat
yang memengaruhi besarnya induksi/medan magnet pada suatu kawat lurus yang dialiri listrik adalah ….
A.    (1) dan (2)
B.     (1) dan (3)
C.     (1) dan (4)
D.    (2) dan (3)
E.     (2) dan (4)
Jawab: E
pembahasan:
rumus kuat medan magnet / induksi magnetik (B)

B berbanding lurus oleh permeabilitas (μ) , kuat arus (I) dan jarak (a) 

2. Sebuah penghantar lurus panjang dialiri arus 2 A seperti tampak pada gambar disamping. Besar dan arah induksi magnet di titik P adalah …. (µo = 4π × 10-7 Wb/Am)

A.    8 × 10-5 T, masuk bidang kertas
B.     6 × 10-5 T, keluar bidang kertas
C.     4 × 10-5 T, masuk bidang kertas
D.    2 × 10-5 T, keluar bidang kertas
E.     1 × 10-5 T, masuk bidang kertas

Jawab: E
pembahasan

diketahui:
I = 2A
μo = 4π . 10-7 Wb/A.m
a = 4 cm = 0,04 m

ditanyakan: B


         4π. 10-7 . 2
B = _____________ 
          2π. 0,04

B = 10-5 Tesla 

3. Perhatikan gambar berikut!
berdasarkan gambar diatas, arah gaya magnetik yang dialami kawat yang berada di antara dua magnet tersebutadalah ….
A.    ke arah B
B.     ke kiri
C.     ke kanan
D.    tegak lurus masuk bidang kertas
E.     tegak lurus keluar bidang kertas
Jawaban: E
pembahasan:
Arah gaya magnetic  / gaya lorentz dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan aturan gaya Lorentz. Jika arah arus dari A ke B dan arah kuat medan magnetik dari utara ke selatan maka arah gaya magnetik tegak lurus keluar bidang kertas. (F = telapak tangan, B = 4 jari, I = jempol)

4. Seutas kawat panjang memiliki arus sebesar I ampere yang berjarak a meter dari sebuah titik sehingga memiliki kuat medan magnetik sebesar B. Jika kawat diletakkan sejauh 2a dari titik tersebut, besar induksi magnetiknya adalah ….
A. B
B. 2B
C. 4B
D. 1/2 B
E. 1/4B

pembahasan:
rumus induksi / medan magnetik

B berbanding lurus dengan I, dan
B terbalik dengan a

B₁ : B₂ = a₂ : a₁
B : B₂ = 2a : a
B₂ = 1/2 B

5. Dua buah kawat lurus panjang diletakkan sejajar pda jarak 2 cm satu sama lain dialiri arus seperti gambar. Jika arus yang mengalir kedua kawat sama besar 2A, maka induksi magnetik pada titik P adalah …. (µ0 = 4π×10-7 Wb/Am)
A.    8×10-5 T keluar bidang gambar
B.     8×10-5 T masuk bidang gambar
C.     4×10-5 T masuk bidang gambar
D.    4×10-5 T masuk bidang gambar
E.     0 T
Jawaban:
Diketahui:
µ0 = 4π×10-7 Wb/Am
i1 = i2 = 2A
a = 1 cm = 1×10-2 m
Ditanyakan: B
pembahasan:

6. Suatu kawat dilengkungkan dengan jari-jari 40 cm dan dialiri arus listrik seperti pada gambar. 
Besar dan arah induksi magnetik di titik P (µ0 = 4π × 10-7 Wb/Am) adalah ….
A.    2,5π × 10-7 T ke dalam bidang
B.     5 × 10-7 T ke luar bidang
C.     5π × 10-7 T ke dalam bidang
D.    1 × 10-6 T ke luar bidang
E.     π × 10-6 T ke dalam bidang
Jawaban: E

7. Kawat L dan M sejajar berarus listrik seperti pada gambar!
Besar dan arah gaya magnetik persatuan panjang yang dialami kawat L dan M sebesar …. (µo = 4π × 10-7 Wb/mA)
A.    48 × 10-7 N/m tolak menolak
B.     24 × 10-7 N/m tarik menarik
C.     48 × 10-6 N/m tarik menarik
D.    36 × 10-6 N/m tolak menolak
E.     48 × 10-4 N/m tolak menolak
Jawaban: C
pembahasan:
- gaya lorentz pada kawat sejajar
Diketahui:
µo = 4π × 10-7 Wb/mA
IL = 4A
IM = 6 A
a = 10 cm = 1×10-1 m
Ditanyakan: F/l
Jawab:
Jadi, besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat L dan M sebesar 48 × 10-6 N/m tarik menarik.

8. Dua kawat sejajar dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar. Jika µ0 = 4π × 10-7 Wb/Am, maka besar dan arah gaya magnetik persatuan panjang yang dialami kedua kawat adalah ….
A.    10-5 N/m, tarik-menarik
B.     3 ×  10-5 N/m, tolak-menolak
C.     3 ×  10-5 N/m, tarik-manarik
D.    6 ×  10-5 N/m, tolak-menolak
E.     6 ×  10-5 N/m, tarik-menarik

Jawaban: E
Pembahasan soal gaya lorentz pada kawat lurus sejajar
Diketahui:
  
Apabila ada dua buah kawat yang arahnya sama maka gaya magnetik persatuan panjang memiliki arah tarik menarik. Adapun besarnya gaya magnetik dapat ditetukan dengan perhitungan sebagai berikut.

9. Dua kawat sejajar panjang sama 1 m dan dialiri arus listrik dengan arah yang sama. Berapakah gaya lorentz yang dialami oleh kedua kawat......(µ0 = 4π × 10-7 Wb/A m)
A.    2×10-5 N tolak menolak
B.     3×10-5 N tolak menolak
C.     5×10-5 N tolak menolak
D.    7×10-5 N tolak menolak
E.     9×10-5 N tolak menolak
Jawaban: A
10. Seutas kawat penghantar panjang terletak diantara kutub-kutub magnet dan dialiri arus sebesar I ampere. Arah gaya Lorentz yang dihasilkan adalah ….
A.    searah dengan A
B.     searah dengan B
C.     searah dengan C
D.    searah dengan D
E.     searah dengan I

Jawaban: A
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arus yang mengalir searah dengan arah jempol, sedangkan arah medan magnet searah dengan keempat jari lainnya. Arah medan magnet dari utara menuju selatan sehingga arah gaya Lorentz searah dengan A.

Berikut link soal dan pembahasan medan magnet induksi baca selengkapnya:

- part #1: medan magnet induksi pada kawat

- part #2: gaya lorentz

- part #3: 25 soal medan magnet induksi 



Notification
Ini adalah popup notifikasi.
Done