soal latihan elmag i
advertisement
SOAL-SOAL LATIHAN Pilihlah tujuh (7) soal saja 1. Bola pejal berjari-jari 2 meter memiliki kerapatan muatan 3 C/m3. a. Hitung medan listrik di dalam dan di luar bola b. Dari jawab a, cari kerapatan muatan pada jarak 3 m dan 1 m dari pusat bola 2. Hitung jawab soal nomor 1 jika kerapatan muatan bola adalah 3r2 C/m3 (dengan r dihitung dari pusat bola) 3. Dua bola konduktor tipis, dengan jari jari a=2 m dan b=4 m disusun sepusat. Bola tipis berjari-jari a memiliki kerapatan muatan S=4 C/m2. Bola tipis berjari-jari b ditanahkan. a. Cari medan listrik di tiap daerah dan berapa kerapatan muatan per luas bola b b. Jika kerapatan muatan bola berjari-jari a adalah S=4e-2t C/m2 (t dalam detik), hitung arus pergeseran yang terjadi antara bola a dan bola b 4. Kawat silinder panjang terbentang sepanjang sumbu z diketahui memiliki rongga berjari jari a dan jari-jari luar kawat b (a<b). Kerapatan arus pada kawat J 2 aˆ z A / m 2 , dengan adalah jarak dihitung dari pusat silinder. a. Tentukan medan magnet di tiap daerah b. Dari jawab a, coba cari kerapatan arus di tiap daerah 5. Kawat lurus sangat panjang terbentang sepanjang sumbu z memiliki jari-jari 2 cm dan kerapatan arus J 2 e 4t aˆ z A / m 2 , ( jarak dari pusat kawat, t dalam detik). Sebelah kanan kawat di bidang yz diletakkan loop bujur sangkar bersisi 4 cm (empat sisi terletak pada z=0 cm, z=4 cm, y=4 cm, dan y=8 cm). a. Hitung fluks magnet yang menembus loop dan emf b. Berapa arus yang mengalir pada loop dan kemana arahnya jika hambatan loop 2 Ohm 6. 7. Sebuah loop penghantar lingkaran berjejari 2 m berhambatan 0,1 ohm diletakkan pada bidang gambar. Di dalam loop terdapat kerapatan fluks magnet yang arahnya masuk bidang gambar. Tentukan arus pada loop dan kemana arahnya jika a. Besarnya B=2t Wb/m2. b. Besarnya B=2exp(-4t) Wb/m2. y 2 cm x 4 cm Batang digerakkan ke kanan dengan laju 2 m/s. Pada t=0 batang berada di x=0. Pada loop bekerja medan magnet B 10 aˆ x aˆ z Tesla. a. Hitung emf batang b. Berapa dan kemana arah arus jika hambatan total loop dan batang 0,1 Ohm 8. 9. Diketahui medan listrik di dalam suatu ruang vakum adalah E r 3 sin 2 cos sin â r V/m. Sebuah permukaan kubus tertutup bersisi 2 m (0< x <2 m; 0< y <2 m; 0< z <2 m) ditempatkan pada ruang tersebut. Tentukan : a. Kerapatan muatan di dalam kubus. b. Fluks listrik yang menembus kubus. Jika kerapatan fluks listrik D 3 y 2 aˆ x 3x 2 yaˆ y 5aˆ z C/m2, carilah rapat muatan dan muatan dalam daerah 0<x,y,z<2? 10. Kerapatan fluks listrik D 10r 3 aˆ r C/m2 di daerah 0<r<1 m. A. a. Cari kerapatan muatan dan kerapatan fluks listrik pada r=0,4 m b. Cari muatan total dalam daerah 0<r<0,4 m c. Jika V=0 untuk r>1 m carilah kerapatan fluks listrik untuk r>1 m 11. Diketahui H y x 2 y 2 aˆ x x x 2 y 2 aˆ y A/m pada bidang z=0 untuk -5 m<x<5 m dan -5m<y<5m. Cari arus total (dalam arah az) yang menembus bidang segiempat z=0, -1 m<x<1 m dan -2 m<y<2 m. 12. Dalam koordinat tabung H 2 2 aˆ A/m untuk 0< ρ <1 m. Cari kerapatan arus dan arus total pada permukaan z=0, 0< ρ <1 m, dalam arah az ? 13. Carilah nilai k agar pasangan medan berikut ini memenuhi persamaan Maxwell bebas sumber di ruang hampa a. E kx 100t aˆ y V/m dan H x 20t aˆ z A/m b. D 5 xaˆ x 2 yaˆ y kzaˆ z C/m2 dan B 2aˆ y mT 12. Kerapatan arus pergeseran J D 5 cos 2.108 t kz aˆ x A/m2 di ruang vakum. Tentukan: a. Kerapatan fluks listrik dan medan listrik b. Kerapatan fluks magnet dan intensitas medan magnet c. nilai k agar kasus ini memenuhi persamaan Maxwell 13. Medan listrik pada suatu daerah berbentuk E aˆ 2 zaˆ z V/m. Hitung Kerapatan muatan di daerah (2 m, 2 m , 2 m)? 14. Kawat sangat panjang sepanjang sb z dialiri arus, jari-jari kawat 2 m. Kerapatan fluks 2 magnet di sekitar kawat untuk >2 m berbentuk B aˆ T. a. Cari rapat arus di daerah tsb (>2 m)? b. Berapa arus yang mengalir pada kawat? c. Cari kerapatan fluks magnet di dalam kawat (<2 m), gunakan Maxwell bentuk integral d. Cari rapat arus di dalam kawat (<2 m)
