kumpulan soal Fisika Dasar II 16Apr2017

Kumpulan Soal Fisika Dasar II
Universitas Pertamina
(16-04-2017, 2 jam)
Materi

Hukum Biot-Savart

Hukum Ampere

GGL imbas

Rangkaian AC
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
2
Hukum Biot-Savart
Hukum Ampere
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
3
Tentukan besar dan arah medan magnet di titik C.
Diketahui jari-jari lingkaran R.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
4
Tentukan medan magnet di titik P
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
5
Tentukan besar dan arah medan magnet di titik a.
Diketahui bahwa bagian lurus sangat panjang.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
6
Diketahui i1 = 2 A, dan jika i2 = 0,5 A medan magnet di
pusat lengkungan bernilai nol.
a) Ke manakah arah i2?
b) Berapakah sudut yang dibentuk
oleh bagian lengkung?
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
7
Dua kawat lurus yang terpisah sejauh d1 masingmasing dialiri arus sebesar i dengan arah seperti pada
gambar. Tentukan medan magnet di titik P.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
8
Dua kawat lurus sangat panjang masing-masing dialiri
arus i1 = 3,61 mA dan i2 = 3i1 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?
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
9
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.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
10
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.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
11
Lima kawat luru sangat panjang disusun sejajar
seperti pada gambar. Arus yang mengalir masuk
bidang gambar adalah i1 = 2 A, i3 = 0.25 A, i4= 4 A, dan
i5 = 2 A. Sedangkan arus yang keluar bidang gambar
adalah i2 = 4 A.
Tentukan besar gaya per satuan luas yang dialami
oleh kawat 3 akibat kawat yang lainnya.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
12
GGL Imbas
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
13
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 BS = 0,5 T).
Tentukanlah
ggl imbas yang muncul pada selang
(a) 0 – 2 sekon,
(b) 2 – 4 sekon,
(c) 4 – 6 sekon
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
14
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.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
15
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
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
16
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
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
17
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,
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
18
Rangkaian AC
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
19
Sebuah rangkaian terdiri dari hambatan (40 Ω),
induktor (130 mH) dan kapasitor (240 μF)
dihubungkan secara seri. Rangkaian dihubungkan
dengan tegangan sumber VS = 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
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
20
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 60o , tentukanlah nilai R.
Jika tegangan maksimum sumber adalah 12 V,
berapakah daya rata-rata rangkaian?
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
21
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.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
22
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?
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
23
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.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
24
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 30,9o. Jika S1
ditutup dan S2 dibuka, tegangan sumber mendahului
arus dengan sudut 15o. Jika kedua saklar ditutup arus
maksimum yang mengalir adalah 447mA.
Tentukan nilai R, L, dan C.
16-04-2017
Tutorial FiDas II [Agus Suroso]
25