Kumpulan Soal Fisika Dasar II. Universitas Pertamina ( , 2 jam)

Transkripsi

1 Kumpulan Soal Fisika Dasar II Universitas Pertamina ( , 2 jam)

2 Materi Hukum Biot-Savart Hukum Ampere GGL imbas Rangkaian AC Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 2

3 Hukum Biot-Savart Hukum Ampere Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 3

4 Tentukan besar dan arah medan magnet di titik C. Diketahui jari-jari lingkaran R Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 4

5 Tentukan medan magnet di titik P Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 5

6 Tentukan besar dan arah medan magnet di titik a. Diketahui bahwa bagian lurus sangat panjang Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 6

7 Diketahui i 1 = 2 A, dan jika i 2 = 0,5 A medan magnet di pusat lengkungan bernilai nol. a) Ke manakah arah i 2? b) Berapakah sudut yang dibentuk oleh bagian lengkung? Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 7

8 Dua kawat lurus yang terpisah sejauh d 1 masingmasing dialiri arus sebesar i dengan arah seperti pada gambar. Tentukan medan magnet di titik P Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 8

9 Dua kawat lurus sangat panjang masing-masing dialiri arus i 1 = 3,61 ma dan i 2 = 3i 1 terpisah sejauh d = 16 cm. Pada titik manakah di sumbu-x yang medan magnetnya nol? Jika arus di masing-masing kawat dinaikkan menjadi dua kali lipat, apakah titik dengan B = 0 tersebut bergeser? Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 9

10 Sebuah kawat lurus dibentuk menjadi seperti pada gambar di samping. Kawat kemudian dialiri arus sebesar i sehingga arus pada lengkungan besar searah jarum jam. Jika radius lengkungan besar dan kecil masing-masing R dan r, tentukan besar dan arah medan magnet di titik warna merah untuk kedua bentuk di samping Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 10

11 Kawat panjang berbentuk tabung berjejari 2 cm dialiri arus sebesar 170 A. Tentukan medan magnet di titik berjarak radial: (a) 1 cm, (b) 2 cm (permukaan kawat), dan (c) 4 cm. Jarak radial diukur dari sumbu tabung Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 11

12 Lima kawat luru sangat panjang disusun sejajar seperti pada gambar. Arus yang mengalir masuk bidang gambar adalah i 1 = 2 A, i 3 = 0.25 A, i 4 = 4 A, dan i 5 = 2 A. Sedangkan arus yang keluar bidang gambar adalah i 2 = 4 A. Tentukan besar gaya per satuan luas yang dialami oleh kawat 3 akibat kawat yang lainnya Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 12

13 GGL Imbas Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 13

14 Suatu loopkonduktor berbentuk lingkaran dengan jarijari 12 cm dan hambatan 8,5 ditempatkan tegak lurus terhadap medan magnet seragam B yang besarnya bergantung waktu seperti diperlihatkan pada grafik di samping ini (dengan B S = 0,5 T). Tentukanlah ggl imbas yang muncul pada selang (a) 0 2 sekon, (b) 2 4 sekon, (c) 4 6 sekon Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 14

15 Diketahui sebuah batang logam digerakkan dengan laju 5.0m/s tegak lurus terhadap medan magnet sebesar 0.80-T Panjang logam 1.6 m Jika hambatan lampu 96 ohm. Tentukan (a) emf yang dihasilkan batang (b) arus induksi yg dihasilkan. Hambatan logam dan kawat diabaikan Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 15

16 Suatu loop berbentuk sigiempat denga panajng L=40 cm dan lebar w=25 cm berada di dalam daerah bermedan magnet B = 8x10-2 yt k T/ms, tentukanlah: a) Besarnya ggl imbas b) Arah arus induksi Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 16

17 Diketahu dua buah loop sepusat dipisahkan pada jarak x. Loop kecil berjari-jari r dan loop besar berjarijari R. Loop besar dialiri arus i (lihat gambar di samping). Dengan menganggap x>>r, dan loop kecil bergerak menjauhi loop besar dengan laju v = dx/dt. Tentukanlah: (a) fluks magnet, (b) ggl yang timbul, dan c) arah arus induksi pada loop kecil Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 17

18 Suatu batang dengan panjang L=10 cm ditarik dengan laju v=5 m/s pada suatu rel mendatar (lihat gambar). Di ujung kanan rel terdapat bahan resistor dengan R=4. Pada jarak a =10 mm dari loop tersebut terdapat kawat panjang yang dialiri arus listrik i=100 A. Tentukanlah, a) Ggl imbas, b) arus induksi dan arahnya, c) daya, dan d) Gaya yang diberika pada batang agar v konstan, Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 18

19 Rangkaian AC Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 19

20 Sebuah rangkaian terdiri dari hambatan (40 Ω), induktor (130 mh) dan kapasitor (240 μf) dihubungkan secara seri. Rangkaian dihubungkan dengan tegangan sumber V S = 150 sin (100t) Volt. Tentukan: a) Impedansi rangkaian b) Beda fasa antara arus dengan tegangan sumber c) Arus tiap waktu d) Daya rata-rata rangkaian Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 20

21 Sebuah rangkaian terdiri dari induktor L (120 mh), kapasitor C (0,5 mf) dan resistor R yang dihubungkan dengan arus AC berfrekuensi 60 Hz. Apabila fasa antara tegangan dengan arus adalah 60 o, tentukanlah nilai R. Jika tegangan maksimum sumber adalah 12 V, berapakah daya rata-rata rangkaian? Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 21

22 Sebuah rangkaian terdiri dari sebuah induktor dengan L = 25 mh serta sumber arus AC dengan tegangan rms 12 V. Tentukan arus rms dan amplitudo arus jika frekuensinya 75 Hz Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 22

23 Rangkaian arus AC seri RLC terdiri dari R = 100 Ω, L = 0,4 H dan C = 50 μf dihubungkan dengan sumber AC dengan tegangan maksimum adalah 100 V dan frekuensi 50 Hz. a. Berapakah tegangan gabungan R dengan L? b. Berapakah tegangan gabungan L dengan C? Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 23

24 Sebuah rangkaian LC dengan L = 2,5 mh dan C = 10 pf dihubungkan dengan baterai 15 V. Kemudian rangkaian dihubung singkatkan. a. Tentukanlah frekuensi osilasi rangkaian b. Tentukanlah muatan maksimum dalam kapasitor dan arus maksimum dalam rangkaian c. Tentukanlah muatan dan arus sebagai fungsi waktu d. Tentukanlah energi total yang tersimpan dalam rangkaian Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 24

25 Pada rangkaian di bawah ini, digunakan sumber tegangan dengan amplitudo 12 V dan frekuensi 60 Hz. Saat kedua saklar dibuka, arus mendahului tegangan sumber dengan beda fasa 30,9 o. Jika S1 ditutup dan S2 dibuka, tegangan sumber mendahului arus dengan sudut 15 o. Jika kedua saklar ditutup arus maksimum yang mengalir adalah 447mA. Tentukan nilai R, L, dan C Tutorial FiDas II [Agus Suroso] 25