Contoh Soal Gaya Magnet dan Pembahasannya

Contoh Soal Gaya Magnet dan Pembahasannya


1.

Sebuah proton ditembakan dengan kecepatan 500 m/s searah dengan sumbu x selama proton bergerak berada dalam pengaruh medan magnet yang arahnya ke sumbu z negatif yang besar medan magnetnya tertera pada gambar soal di atas, besar muatan proton juga tertera pada gambar soal di atas. Besar dan arah gaya magnet yang timbul pada muatan adalah ?



 Jawab


Menghitung besar gaya magnet yang sedang bergerak melalui medan magnet adalah

Besar gaya yang dialami ketika proton melewati medan magnet adalah

2.

Sebuah elektron bergerak dalam bidang sumbu x dan sumbu y seperti terlihat pada gambar dengan besar kecepatan 500 m/s, arah medan magnet membentuk sudut   terhadap sumbu y. Besar gaya dan arah yang dialami elektron adalah ?


Jawab

Menghitung besar gaya pada muatan di bawah pengaruh medan magnet adalah

Besar gaya yang dialami elektron adalah

Arah gaya bisa ditentukan dengan aturan tangan kiri untuk elektron, arah gaya yang timbul pada elektron keluar bidang gambar.




3.

Sebuah kawat panjang 0,4 meter dialiri arus 2 A dan berada dalam medan magnet yang membentuk sudut tiga puluh derajat seperti pada gambar. Besar dan arah gaya yang dialami oleh kawat tersebut adalah ?

Jawab


 

Gunakan rumus di bawah ini untuk menghitung besar gaya yang dialami oleh kawat ketika berada dalam medan magnet

Kemudian dengan dengan menggunakan aturan tangan kanan kita bisa menentukan arah gaya yang timbul masuk bidang gambar

 4.

Dua buah kawat sejajar berjarak 10 cm diberi arus, kawat pertama diberi arus 2 A kawat kedua diberi arus 4 A. Besar dan arah gaya yang timbul pada kawat persatuan panjang adalah ?


Jawab

Besar gaya persatuan panjang yang timbul antara dua buah kawat lurus yang disejajarkan adalah

Besar gaya magnet persatuan panjang yang timbul adalah

Arah gaya yang timbul dengan menggunakan atauran tangan kanan seperti tarik-menarik ditunjukan pada gambar jawaban soal di atas


5.

Sebuah proton melintas di samping kawat lurus berarus 2 A dengan besar kecepatan 500 m/s seperti pada gambar di atas. Besar dan arah gaya listrik yang dialami oleh proton tersebut adalah ?

 Jawab

Kita harus hitung dulu besar medan magnet yang diterima proton saat berjarak 5 cm dari kawat lurus

Kemudian kita hitung besar gaya magnet yang dialami proton ketika dipengaruhi oleh medan magnet dari kawat lurus

Besar gaya yang dialami oleh proton adalah

Karena proton mengalami gaya magnet ke sebelah kiri, maka lintasan proton akan berbelok mendekati kawat seperti terlihat pada gambar di atas lintasanya berwarna unggu.




6.

Sebuah proton ditembakan dalam ruang bermedan magnet dengan arah masuk bidang gambar, karena pengaruh medan magnet lintasan proton akan berupa lingkaran dengan jari-jari 50 cm. Besar muatan proton, massa proton dan besar medan magnet tercatat pada gambar di atas. Besar kecepatan proton tersebut adalah ?

Jawab

Proton mengalami percepatan centripetal karena memiliki lintasan yang melingkar. gaya sentipetal akan sebanding dengan gaya magnet pada muatan

Kita bisa dapatkan persamaan kecepatan proton ketika bergerak dengan lintasan melingkar

Perhitungan diatas kita anggap 1,6 dibagi dengan 1,67 mendekati satu, maka besar kecepatannya akan setara dengan