simulasi ujian tengah semester solusi

SIMULASI UJIAN TENGAH SEMESTER
SOLUSI
1. Medan Listrik
Perhatikan gambar dibawah ini.
Dua buah bola, masing-masing bermassa 2 gram digantung dengan tali ringan sepanjang 10 cm.
Sebuah medan listrik uniform diberikan searah sumbu-x. Bola memiliki muatan sebesar -5 x 10-8 C
dan +5 x 10-8 C. Tentukan besar medan magnet yang diperlukan untuk membuat bola berada pada
posisi setimbang pada sudut θ = 100
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
2. Medan Listrik
Sebuah proton bergerak dengan kecepatan 4.5 x 105 m/s pada arah horizontal. Proton tersebut
memasuki medan listrik vertikal dengan besar 9.6 x 103 N/C. Dengan mengabaikan gaya gravitasi,
tentukan
a. waktu yang diperlukan proton untuk berpindah 5 cm ke arah horizontal
b. perpindahan vertikal selama berpindah 5 cm ke arah horizontal
c. Komponen kecepatan horizontal dan vertikal setelah berpindah sejauh 5 cm
Massa proton : 1.67 x 10-27 kg
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
3. Potensial Listrik
Perhatikan dua buah cincin konduktor tipis seperti tampak pada gambar. Jari-jari cincin dalam
adalah 15 cm dengan muatan 10 nC. Jari-jari cincin luar adalah 30 cm dengan muatan -15 nC.
Tentukan masing-masing pada area A, B dan C dengan dengan V = 0 pada r = ∞
a. Medan listrik E
b. Beda Potensial
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
4. Hukum Gauss
Sebuah bola plastik berjari-jari 10 cm memiliki muatan jenis yang seragam diseluruh bagiannya.
Medan listrik pada 5 cm dari pusat bola adalah 86 kN/C menuju ke pusat. Hitung besar medan
listrik pada 15 cm dari pusat bola.
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
5. Kapasitansi dan dielektrik
Sebuah kapasitor plat paralel di udara memiliki jarak antar pelat (separasi) sebesar 1,5 cn dan luas
plat nya adalah 25 cm2. Plat diisi dengan beda potensial 250 V dan dilepaskan dari sumbernya.
Kapasitor kemudian dicelupkan ke dalam air suling. Tentukan
a. Muatan pada pelat sebelum dan sesudah dicelup
b. Kapasitansi dan beda potensial setelah dicelup
c. perubahan energi kapasitor
asumsikan cairan merupakan insulator dan nilai konstanta diaelektrik air = 80
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
6. Kapasitansi dan dielektrik
Sebuah muatan Q ditempatkan pada kapasitor yang berkapasitansi C. Kapasitor terhubung dengan
rangkaian seperti tampak pada gambar dengan saklar terbuka dan sebuah kapasitor tak bermuatan
dengan kapasitansi 3C. Saklar kemudian ditutup dan rangkaian mencapai kesetimbangannya. Dalam
Q dan C, tentukan
a. beda potensial final antar plat pada masing-masing kapasitor
b. muatan masing-masing kapasitor
c. energi akhir yang tersimpan di masing-masing kapasitor
d. tentukan besar energi dalam resistor —energi dalam bisa berupa panas--
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
7. Arus DC
Dengan mengambil nilai R = 1 kΩ dan ε = 250 V. Tentukan besar dan arah arus pada kawat
horizontal antara a dan e
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
8. Rangkaian RC
Sebuah rangkaian seperti tampak pada gambar telah terhubung lama.
a. Berapakah beda tegangan yang melalui kapasitor
b. Jika baterai dilepaskan, berapa lama kapasitor akan mencapai 1/10 dari tegangan mula-mulanya
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
9. Medan Magnet
Medan magnet bumi pada suatu tempat memiliki arah vertikal, menuju ke bawah dan memiliki
besar 50 μT. Sebuah proton bergerak horizontal menuju ke arah barat pada medan magnet ini
dengan kecepatan 6.2 x 106 m/s.
a. Kemana arah dan berapa besar dari gaya magnetik yang dialami oleh muatan ini?
b. Berapakah radius gerakan dari proton ini?
qp = 1.6 x 10-19 C
Mp = 1.67 x 10-27 kg
Simulasi-Solusi-Eric Hartono
10.
Sumber Medan Magnet
2 buah kawat sejajar, masing-masing memiliki massa per satuan panjang 40 g/m, ditopang dengan
tali sepanjang 6 cm seperti tampak pada gambar. Kedua kawat membawa arus sebesar I dan
keduanya saling menolak sedemikian hingga sudut θ yang dibentuk oleh kawat penahan adalah 160
a. Apakah arus memiliki arah yang sama atau berlawanan?
b. Tentukan besar arus yang terjadi
Simulasi-Solusi-Eric Hartono