1. Sebuah kawat lurus tak berhingga dialiri arus sebesar 2A. Berapakah medan magnet yang berada di 4 cm di sekitar kawat tersebut ?

2. Sebuah kawat melingkar sebanyak 500 lilitan di lilitkan pada sebuah roda gigi yang ber diameter 8 cm dan diberi arus sebesar 2A. Berapakah medan magnet yang berada di tengah-tengah kawat melingkar tersebut?

3. Berapakah medan magnet yang dihasilkan oleh toroida berdiameter 20 cm yang dialiri arus sebesar 2 A dan mempunyai 200 lilitan?

4. Berapakah besar dan arah medan magnet yang berada di antara 2 kawat sejajar terhadap sumbu x, lurus tak berhingga dengan arus 2 A dan dipisahkan oleh jarak 20 cm?

5. P

P berada di tengah-tengah setengah lingkaran tersebut (r = 1 m). Berapakah besar dan arah medan magnet yang berada di titik P jika kawat tersebut di aliri arus sebesar 2A? (Kawat lurus di anggap kawat lurus tak berhingga)

6. Seberkas sinar proton(q = 1,6 x 10-19 C) bergerak pada laju 3,0 x 105 m/s melalui

medan magnetik homogen sebesar 20 T yang diarahkan sepanjang sumbu z positif,

seperti gambar dibawah. Kecepatan setiap proton terletak dalam bidang xz pada sudut

sebesar 30o terhadap sumbu z positif. Carilah gaya pada proton tersebut!(Sumber :

Fisika Universitas edisi kesepuluh jilid 2, halaman 297)

y

q

x

B 30o v

z

7. Sebuah magnetron dalam sebuah oven gelombang mikro memancarkan gelombang

elektromagnetik dengan frekuensi f = 2.450 MHz. Berapa kekuatan medan magnetic

yang diperlukan agar electron bergerak dalam lintasan lingkaran dengan frekuensi ini?

(Sumber : Fisika Universitas edisi kesepuluh jilid 2, halaman 303)

8. Sebuah kawat membentuk rangkaian tertutup berarus i = 2A berbentuk setengah

lingkaran seperti pada gambar dibawah. Jari – jari lingkaran dalam dan lingkaran luar

+

secara berurutan bernilai 0,1 m dan 0,25 m. Medan magnet di pusat lingkaran di titik

P adalah?(Sumber : SPMB 2007 Rayon 3)

i

P

9. Berkas proton dipercepat dari keadaan diam dengan suatu beda potensial – 13,5 kV.

Kemudian berkas proton tersebut dilewatkan pada suatu medan magnetic yang tegak

lurus arah berkas sehingga membentuk lintasan melingkar dengan jari – jari 7,5 cm.

Diketahui massa proton mp = 1,67 x 10-27 kg. Tentukan: (sumber : UAS’10)

a. Laju proton

b. Besar medan magnet

c. Periode revolusi proton

10. Dua buah kawat panjang dan lurus terletak sejajar dengan sumbu-z. Kawat pertama

terletak pada posisi x = 0 dan y = 0 dan dialiri arus sebesar 2A ke arah sumbu-z

positif, dan kawat kedua terletak pada posisi x = 0 dan y = 3 serta dialiri arus sebesar

3A ke arah sumbu-z negatif

a. Tentukan arah dan medan magnet yang terjadi di titik (4,0,0)

b.Tentukan gaya per satuan panjang yang dialami oleh kawat pertama(Sumber : UTS

Semester 2 tahun 2002)

Kapasitor dan Dielektrik

11. Pada gambar P26.29, terdapat rangkaian kapasitor dengan besar kapasitor yang identik. Tentukan besar kapasitor totalnya!

12. Tentukan kapasitansi ekuivalen antara titik a dan b dikombinasi kapasitor ditunjukkan pada Gambar P26.29.

13. (a) 3.0 μF Kapasitor terhubung ke baterai 12,0 V.

Berapa banyak energi yang tersimpan dalam kapasitor? (b) Jika kapasitor telah terhubung ke baterai 6,00 V, Berapabanyak energi yang akan disimpan?

14. Dua kapasitor ketika terhubung secara paralel memberikan kapasitansi ekuivalen sebesar 9.00 pF dan memberikan kapasitansi ekuivalen sebesar 2,00 pF ketika dihubungkan secara seri. Tentukan besar kapasitansi masing-masing kapasitor?

15. Sebuah kapasitor (Cx) terisolasi dengan kapasitansi yang tidak diketahui dibebankan dengan beda potensial 100 V. Ketika kapasitor tersebut dihubungkan secara paralel dengan kapasitor dengan kapasitansi 10,0 μF, perbedaan potensial di kombinasi adalah 30,0 V. Hitung kapasitansi (Cx) yang belum diketahui !

16. (Tipler, Contoh 19-5 Halaman 62)

Balok penghantar bujursangkar yang sangat tipis dan memiliki sisi 4 m ditempatkan di

dalam medan seragam luar E = (450 kN/C)i yang tegak lurus terhadap muka – muka

balok tersebut.

a. Carilah densitas muatan pada masing – masing muka balok tersebut

b. Muatan total sebesar 96 µC diberikan pada balok tersebut. Carilah densitas muatan

yang baru pada masing – masing muka dan medan listriknya di dekat masing –

masing muka namun jauh dari ujung – ujung balok tersebut.

17. (Soal Ujian 1 FI-1201 Semester II Tahun 2003/2004 Bagian a)

Bola isolator dengan muatan +Q yang terdistribusi secara merata

pada seluruh volumenya terletak sepusat di dalam sebuah

konduktor berongga yang bermuatan -2Q seperti gambar.

Tentukan medan listrik E pada posisi – posisi r < R, R < r < 3R,

dan r > 3R dan sketsa grafik E terhadap r.

18. (Soal Ujian 1 FI-1201 Semester II Tahun 2005/2006)

Muatan total Q = 10 µC terdistribusi secara uniform pada sebuah

bola isolator berjari – jari R = 1 cm dengan tetapan dielektrik κ =

10.

a. Hitunglah kuat medan listrik di dalam bola !

b. Hitunglah medan listrik di luar bola (medium udara) !

c. Gambarlah kurva kuat medan terhadap r !

konduktor

isolator

3RR

R

19. (Soal Modul Tutorial I Fisika Dasar IIA 2008-2009 Nomor 1)

Kotak tertutup yang berbentuk kubus memiliki rusuk a diletakkan dalam ruang

sedemikian sehingga salah satu sudutnya berada di titik pusat koordinat dan rusuk –

rusuknya sejajar dengan sumbu – sumbu koordinat. Pada titik pusat koordinat diletakkan

muatan titik sebesar +q. Tentukan fluks listrik pada salah satu permukaan yang

berhadapan dengan muatan tersebut!

20. (Soal Modul Tutorial I Fisika Dasar IIA 2008-2009 Nomor 2)

Sebuah kulit bola konduktor tebal yang tidak bermuatan mempunyai jari – jari dalam a

dan jari – jari luar b. Pada titik pusat bola diletakkan muatan –q. Tentukan medan listrik

di dalam rongga bola, di dalam konduktor dan di luar bola serta besar muatan induksi

pada rongga dalam konduktor !

21. Gerak 1D dari sebuah benda dinyatakan dengan grafik kecepatan terhadap waktu seperti pada gambar di bawah ini. Posisi saat t = 0 adalah x = 0 m.

a. Gambarkan grafik percepatan terhadap waktub. Gambarkan grafik posisi (x) terhadap waktu

(Sumber: Phi-wiki Fisika Dasar I: Soal dan Pembahasan 2012)

22. Sebuah sepeda motor bergerak dengan laju 90 km/jam mendekati sebuah mobil yang bergerak pada arah yang sama dengan laju 80 km/jam. Pada saat tersebut, motor berada 50 m di belakang mobil dalam waktu 10 detik. Tentukanlah:a. Percepatan sepeda motor

konduktor tak bermuatan

a

b

-q

010 30 40 45

t

V

50

-25

b. Kelajuan sepeda motor saat menyalip(Sumber: Phi-wiki Fisika Dasar I: Soal dan Pembahasan 2012)

23. Sebuah benda yang mula-mula berada di titik acuan (0,0) memiliki percepatan tetap ā = 3ĵ m/s2 dan kecepatan awal vo = 5î m/s. Tentukan:a. Vektor kecepatan benda v pada saat tb. Vektor posisi benda r pada saat tc. Koordinat benda (x, y) dan laju benda v pada saat t = 2s

(Sumber: Phi-wiki Fisika Dasar I: Soal dan Pembahasan 2012)

24. Diberikan grafik seperti dibawah ini

25. Persamaan kecepatan sebuah partikel adalah v = (vxi + vyj) m/s dengan vx = (4t) m/s dan vy = (5+7t2) m/s.a. Tentukan percepatan rata-rata dalam selang wkatu t = 0 sampai t = 3 sb. Tentukan persaman umum vektor percepatan sebagai fungsi waktuc. Pada saat t = 2 s, tentukanlah koordinat posisi partikel (posisi awal benda adalah pusat

koordinat), persamaan vektor percepatan, serta besar dan arahnya

Source : Fundamentals of Physics Eighth Edition Extended

Chapter 19 (Questions)

(26) A sample of an ideal gas is taken through the cycle process abca shown in Fig. 19.21. The scale of the vertical axis is set by Pb = 7.5 kPa and Pac = 2.5 kPa. At point a, T=200 K. (a) How many moles of gas are in the sample? What are (b) the temperature of the gas at point b, (c) the temperature of the gas at point c, and (d) the net energy added to the gas as heat during the cycle?

Vy(t) (m/s)

60

30

0

-40

3 5 8 10 12t (s)

Sebuah benda bergerak dengan kecepatan Vx(t) = (3t2-4t+5) m/s dan posisi saat t = 0 s dinyatakan dengan r = (74î + 40ĵ) m. Tentukan:

a. Vektor kecepatan v saat t = 1 s dan t = 4 s

b. Percepatan saat t = 4 sc. Posisi saat t = 9 s

(24) At 273 K and 1.00 × 10-2 atm, the density of a gas is 1.24 × 10-5 g/cm3. (a) Find Vrms for the gas molecules. (b) Find the molar mass of the gas and (c) identify the gas. (Table gas islisted in Table 19.1)

(37) At what temperature does the rms speed of (a) H2 (molecular hydrogen) and (b) O2 (molecular oxygen) equal the escape speed from Earth (Table 13-2)? At what temperature does the rms speed of (c) H2 and (d) O2 equal the escape speed from the Moon (where the gravitational acceleration at the surface has magnitude 0.16 g)? Considering the answers to parts (a) and (b), should there be much (e) hydrogen and (f) oxygen high in Earth’s upper atmosphere, where the temperature is about 1000 K?

(44) Under constant pressure, the temperature of 2.00 mol of an ideal monoatomic gas is raised 15.0 K. What are (a) the work W done by the gas, (b) the energy transferred as heat Q, (c) the change ΔEint in the internal energy of the gas, and (d) the change ΔK in the average kinetic energy per atom?

(53) Suppose 4.00 mol of an ideal diatomic gas, with molecular rotation but not oscillation, experienced a temperature increase of 60.0 K under constant-pressure condition. What are (a) the energy transferred as heat Q, (b) the change ΔEint in the internal energy of the gas, (c) the work W done by the gas, (d) the change in the total translational kinetic energy of the gas?

31. Sebuah mesin kalor menerima kalor (Q) sebanyak 600 Joule pada suhu 300 oC, melakukan kerja (W) 100 Joule dan membuang 500 J pada suhu 100 0C. Tentukan efisiensi sebenarnya dan efisiensi ideal (efisiensi Carnot) mesin ini ?

32. Sebuah mesin kalor menyerap kalor sebanyak 3000 Joule (QH), melakukan usaha alias kerja (W) dan membuang kalor sebanyak 1500 Joule (QC). Berapakah efisiensi mesin kalor tersebut?

33. Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K,berapakah kerja mesin tersebut ?

34. Selama setiap siklus, mesin Carnot menyerap 750 J sebagai panas dari reservoir suhu tinggi pada 360 K, dengan resservoir suhu rendah pada 280 K. Berapa besar usaha yang dilakukan per siklus?

35. Dalam sebuah reaktor fusi nuklir hipotetis, bahan bakar nya adalah gas deu-terium bersuhu 7 x 108 K. Jika gas ini digunakan untuk menopersikan makan mesin Carnot

Pb

Volume (m3)

Pressure (kPa)

3.01.0

Pac

dengan TL :100'C, berpa efisiensi mesin? ambil tepak kedua suhu,dan laporkan jawaban Anda dengan tujuh angka penting.

36. Sebuah kawat membentuk loop A-B-C-D-A dengan panjang AB = 25cm BC = 20cm

memiliki hambatan R = 50 Ω. Loop tersebut berada di medan magnet dengan arah

keluar bidang kertas secara tegak lurus yang besarnya B(t) = 4t + 2 Tesla. (Inspirasi

UTS 2009)

A B

D C

a) Berapa fluks magnetic pada loop kawat tersebut pada saat t?

b) Berapakah nilai ggl Induksinya?

c) Tentukan besar arus induksi pada loop dan kemana arahnya?

37.Terdapat kawat berbentuk U yang diletakkan batang logam AB yang dapat bergerak

bebas ke kiri dan ke kanan. B = 0.89 T dengan arah masuk tegak lurus bidang gambar,

berapakah panjang batang tersebut jika diketahui batang bergerak kearah kanan

dengan kecepatan v = 3 m/s dan Ggl induksi yang timbul akibat pergerakan batang

tersebut adalah 4 mV (Original)

A

B

38. Sebuah batang logam (l = 1m) tidak berhambatang diletakkan di rel konduktor tanpa

hambatan dan dapat digerakkan dengan bebas. Sebuah hambatan diletakkan pada

kedua ujung logam R = 0.2 ohm. Rangkaian tersebut diletakkan dalam medan

magnetic B = 800mT dengan arah masuk ke bidang gambar. Jika batang digerakkan

ke kiri dengan laju v = 7.5 m/s hitunglah (a). Besar Ggl induksi batang logam (b).

Besar dan arah arus induksi yang mengalir di hambatan R. (Inspirasi UTS 2007)

A

R

B

39. (Inspirasi Original) Terdapat Batang logam yang digerakkan ke arah kanan dengan

kecepatan V diletakkan di kawat U, dengan medan magnet B dengan arah keluar

bidang gambar, tentukan arah arus induksi pada batang AB

A

B

40. Pada sebuah kawat lurus panjang sekalir mengalir I(t). Sebuah loop bujur sangkar

dengan panjang sisi b terletak di dekat kawat seperti pada gambar. Hitung (a)medan

magnet di titik tengah bujur sangat yang berjarak r dari kawat dan (b) tentukan total

fluks magnet yang menembus loop bujur sangkar. (Inspirasi UAS 2003)

r a

41. Turunkan rumus kapasitansi dari kapasitor sinlinder dan kapasitor bola berongga,

sebagai berikut:

a. C= l

2 kln( ba ) b. C= ab

k (b−a)

seperti yang ditunjukan gambar di bawah,

(a) (b)

sumber: Jennet, Serway. 2004. Physics for Scientist and Engineers. Thomson

Brooks/Cole: USA. Halaman 801-802.

42. Hitung kapasitansi total dari rangkaian dan hitung beda potensial di C=8μF berdasarkan

gambar dibawah ini. (Asumsi: beda ptensial di a dan b adalah V)

sumber: Jennet, Serway. 2004. Physics for Scientist and Engineers. Thomson

Brooks/Cole: USA. Halaman 829.

43. Diberi rangkaian seperti di bawah ini dengan tiap kapasitor memiliki kapasitansi yang

sama, C.

Tentukanlah Ctot di

a. A-B

b. A-C

c. A-D

44. Terdapat dua buah logam, pisau dan obeng pada sistem terbuka. Keduanya memiliki

muatan +30pC dan -30pC dengan beda potensial 40V.

a. Tentukan kapasitansi logam tersebut.

b. Apabila beda potensial di tingkatkan, bagaimanakah nilai kapasitansi? Jelaskan.

c. Beda potensial bertambah 10V, berapakah kapasitansi dan muatan logam?

45. Sebuah kapasitor tersusun atas dua plat sejajar dengan luas 560cm2 yang dipisahkan

dengan jarak pisah 0.40 cm.

a. Hitunglah kapasitansinya.

b. Hitunglah energi simpan dari kapasitor biala diberi sumber listrik 100 V.

c. Apabila rangkaian yang awalnya DC diubah menjadi AC, maka hitunglah energi

simpan dari kapasitor.

d. Jika pada setengah plat diberi bahan dielektrik dengan K=2.9. Hitunglah

kapasitansinya.

46. [ fisika universitas, hal 208 ] Sebuah medan magnet homogen, B = 3,0 G ; terdapat

dalam arah x+. Sebuah proton

( q =+e ) ditembakan melalui medan magnet dengan arah y+ dengan laju 5,0 x 106

m/det.

a. Tentukan besar dan arah gaya pada proton .

b. Ulangi dengan proton diganti oleh elektron.

b

q v

Gambar 1

47. [Ujian I Semester II 2003/2004 ]Medan magnet seragam sebesar 0,1 T berarah tegak lurus memasuki bidang tulis. Jika sebuah proton dalam medan magnet tersebut mempunyai kecepatan 105 m/s ke arah kanan a. Tentukan besar dan arah gaya pada proton (abaikan gravitasi) b. Gambar sketsa lintasan proton dalam medan tersbut. Jelaskan mengapa demikian

c. Jika selain medan magnet ditambahkan medan listrik sebesar 104 N/C ke bawak tegak lurus medan magnetik, berapa gaya total yang dialami proton dan gambarkan sketsa lintasan

48. [ UTS’09 ]Sebuah proton bergerak dengan kecepatan 106 i m/s masuk ke daerah bermedan magnet-0,1 k T dengan posisi titik masuk (0,0,0). Lintasan proton berbentuk setengah lingkaran meninggalkan daerah medan magnet.a. Turunkan hubungan antara jari-jari lintasan proton dengan medan magnet dan

hitunglah jari-jari tersebut.b. Tentukan posisi saat meninggalkan daerah medan magnet.c. Hitung selang waktu proton berada pada daerah medan magnet tersebut.

49. [ fisika universitas, hal 209 ] Diketahui sebuah proton ( q = +e ; mp = 1,67 x 10-27 kg) ditembakan dengan laju 8,0 x 106 m/det pada saat sudut 30o ke medan magnet B = 0,15 T dengan arah x. a. Buatlah sketsa jalur proton tersebutb. Laju dan jari-jari protonc. Perioda proton

B = 0,15 T v = 8 x 106 m/det 0,500v = v˪ ( tegak lurus )

+q ( 0,866v=vb ) x

Gambar 2

50. [ fisika Tipler edisi 2, hal 231 ] Simpal yang melingkar dengan jari-jari 3 cm memiliki 15 lilitan kawat dan menyalurkan arus 2 A.Sumbu simpal ini membuat sudut 30o dengan medan magnetik 6000G. tentukan momen gaya pada simpal tersebut.

51. Pada lokasi tertentu di Filipina, bidang magnet buminya sebesar 39 pT yang

diletakkan horisontal dan diarahkan ke utara. panjang kawatnya sebesar 8cm. Kawat

tersebut membawa arus yang konstan. a. Berapa arus yang bekerja pada kawat? b. Ke

arah manakah arus tersebut?

52.

Gambar di atas menunjukkan dua bagian yaitu bagian atas dan bagian bawah. Bagian

bawah membawa arus sebesar 0.4A yang berupa busur melingkar dengan jari-jari 5cm

dengan sudut 180° dan pusat di titik P. Bagian atas membawa arus sebesar i2

mempunyai busur lingkaran yang berjari-jari 5cm dengan sudut 120° dan berpusat di

titik P. a. Besar dan arah medan magnet yang bekerja pada arus i1 b. Besar dan arah

medan magnet apabila arah arus dibalik?

53. Solenoid memiliki panjang 25cm ,jumlah lilitan sebanyak 200 dan diameter 10

cm. Dialiri arus sebesar 0,29 A. Hitung besar medan magnet dalam solenoid.

54. Sebuah kawat panjang yang mempunyai

arus 5,78mA dibengkokan membentuk

lingkaran dengan jari-jari 1,89 cm. Dalam

notasi vektor, berapa besar medan magnet

pusat C terhadap kawat melingkar a.

Apabila terletak pada bidang , b. Apabila

tegak lurus terhadap bidang setelah diputar 90° pada arah yang berlawanan dari yang

ditunjukkan pada gambar

55. Dua kawat panjang yang terpisah sejauh 8cm. Dua kawat tersebut dialiri arus listrik

yang besarnya sama dan besar medan magnetnya 300pT ketika arus sampai ke

setengah dari panjang kawat. a. Apakah sebaiknya arus yang bekerja searah atau

berlawanan? b. Berapa besar arus yang dibutuhkan?

56. (Soal UTS 1 Fisika Semester II Tahun 2007)

Tinjau sebuah bola pejal isolator berjari-jari R yang mempunyai muatan +Q tersebar

secara merata. Dengan menggunakan Hukum Gauss, tentukanlah medan listrik

sebagai fungsi dari jarak dari pusat bola isolator di dalam dan di luar bola isolator!

57. (Soal UTS 1 Fisika Semester II Tahun 2004)

Sebuah bola isolator berongga digambarkan seperti di bawah. Jari-jari bola adalah R1

dan R2. Terhadap isolator berongga itu diberikan muatan sebesar 5µc dan muatan

tersebar merata dalam bola isolator tersebut. Di pusat bola lalu dimasukkan muatan

sebesar -2µc. Tentukan medan listrik di r<R1 dan r> R2!

R1

R2

58. (Soal Modul Tutorial I Fisika Dasar IIA 2011-2012 Nomor 1)

Sebuah silinder yang panjangnya L dan jari-jarinya r terletak di ruang bermedan

listrik E=2E0(X+1)i. Silinder tersebut terletak sedemikian sehingga sumbunya

berimpit dengan sumbu x positif. Tentukan fluks listrik total pada seluruh permukaan

silinder.

59. (Soal Modul Tutorial I Fisika Dasar IIA 2011-2012 Nomor 4)

Sebuah bola konduktor berongga dengan jejari dalam a dan jejari luar b bermuatan

total -3Q. Sebuah muatan titik +Q diletakkan dipusatnya. Turunkan medan listrik E

untuk r<a, a≤r<b dan r≥b

60. (Soal UTS 1 Fisika Semester II Tahun 2008)

Sebuah bola pejal A yang mempunyai jari-jari a dan bermuatan –Q disusun sepusat

dengan bola logam B bermuatan total +Q. Jejari dalam dan luar bola berongga

tersebut masing-masing adalah 1,5a dan 2a seperti ditunjukkan pada gambar.

Tentukan medan listrik antara kedua bola tersebut!

E=2E0(X+1)i

L

2a

1,5a a

61. Dalam waktu tertentu, sebuah arus emf terinduksi diri dalam sebuah induktor diarahkan seperti yang ditunjukkan di gambar

(sumber: Halliday 9th Edition)

(a) Apakah arus naik atau berkurang?

(b) emf ternduksi 17 V, laju perubahan arus adalah 25 kA/s, cari induktansinya.

62. Anggap emf baterai dalam sirkuit yang bergantung pada t sehingga arus i(t) = 3.0 -5.0t dimana i dalam ampere dan t dalam sekon. Ambil R= $,0 dan L= 6,0 H, tentukan persamaan untuk baterai emf sebagai fungsi dari waktu. (sumber: Halliday 9th Edition)

63. Loop konduksi berbentuk persegi panjang yang sangat panjang dengan lebar L, hambatan R, dan massa m, digantung horizontal, medan magnet yang seragam yang mempunyai arah ke dalam dan hanya berada di atas garis aa. Loop tersebut kemudian dijatkan. Saat jatuh, loop dipercepar sampai kecepatan vt. Dengan mengabaikan gesekan udara, temukan persamaan untuk vt. (sumber: Halliday 9th Edition)

64. Kawat lurus panjang dialiri arus listrik yang berubah terhadap waktu i(t)=(2t + 5) x 10-3, dimana t dalam detik. Di sampingnya diletakkan kawat berbentuk loop segiempat yang memiliki hambatan R = 2ohm. Diketahui L= 20 cm, b= 10 cm, dan a = 5cm.

(a) Tentukan besar dan arah medan magnetik pada titik yang berjarak r dari kawat lurus panjang.

(b) Berapa fluks magnetik total yang melewati loop kawat? Berapa besar ggl induksinya?

(c) Kemana arah arus induksi dalam loop kawat?(sumber: Halliday 9th Edition)

65. Sebutkan hukum Lenz mengenai cara utuk menentukan arah arus terinduksi dalam loop.

66. Your starship passes Earth with a relative speed of 0.9990c. After traveling 10.0 y (your time), you stop at lookout post LP13, turn, and then travel back to Earth with the same relative speed. The trip back takes another 10.0 y (your time). How long does the round trip take according to measurements made on Earth? (Neglect any

effects due to the accelerations involved with stopping, turning, and getting back up to speed).

67. The elementary particle known as the positive kaon (K+) is unstable in that it can decay (transform) into other particles. Although the decay occurs randomly, we find that, on average, a positive kaon has a lifetime of 0.1237 its when stationary-that is, when the lifetime is measured in the rest frame of the kaon. If a positive kaon has a speed of 0.990c relative to a laboratory reference frame when the kaon is produced, how far can it travel in that frame during its lifetime according to classical physics (which is a reasonable approximation for speeds much less than c) and according to special relativity (which is correct for all physically possible speeds)?

68. Caught by surprise near a supernova, you race away from the explosion in your spaceship, hoping to outrun the high-speed material ejected toward you. Your Lorentz factor y relative to the inertial reference frame of the local stars is 22.4.(a) To reach a safe distance, you figure you need to cover 9.00 X 1016 m as measured in the reference frame of the local stars. How long will the flight take, as measured in that frame?(b) How long does that trip take according to you (in your reference frame)?

69. (a) What is the total energy E of a 2.53 MeV electron?(b) What is the magnitude p of the electron's momentum, in the unit MeV/e? (Note that e is the symbol for the speed of light and not itself a unit.)

70. The most energetic proton ever detected in the cosmic rays coming to Earth from space had an astounding kinetic energy of 3.0 X 1020 e V (enough energy to warm a teaspoon of water by a few degrees). What were the proton's Lorentz factor yand speed v (both relative to the ground-based detector)?

71. Figure under this question shows four arrangements of charged particles, all the same distance from the origin. Rank the situations according to the net electric potential at the origin, most positive first.Take the potential to be zero at infinity.

72. The electric potential difference between the ground and a cloud in a particular thunderstorm is 1.2 X 109 V. In the unit electron-volts, what is the magnitude of the change in the electric potential energy of an electron that moves between the ground and the cloud?

73. Figure 24-32 shows a rectangular array of charged particles fixed in place,with distance a = 39.0 cm and the charges shown as integer multiples of q1 = 3.40 pC and q2 = 6.00 pC. With V = 0 at infinity, what is the net electric potential at the rectangle’s center? (Hint: Thoughtful examination can reduce the calculation.)

(Figure 24-32)

74. The electric field in a region of space has the components Ey= Ez= 0 and Ex =(4.00 N/C)x. Point A is on the y axis at y 3.00 m, and point B is on the x axis at x 4.00 m.What is the potential dif- ference VB -VA?

75. A spherical drop of water carrying a charge of 30 pC has a potential of 500 V at its surface (with V =0 at infinity). (a) What is the radius of the drop? (b) If two such drops of the same charge and radius combine to form a single spherical drop,what is the potential at the surface of the new drop?

Sumber: Halliday, Principles of Physics 9th edition.

76. Sebuah partikel mengalami perputaran melingkar dengan jari-jari 13,01 µm pada

suatu medan magnet seragam. Gaya magnet yang bekerja pada partikel tersebut

adalah 1,13 x 10-17 N. Berapa besar energi kinetik partikel tersebut?

77. Sebuah kawat memilik panjang 23 cm, dengan arus sebesar 0,3 A ke arah sumbu x

positif melewati medan magnet B = (2,3 mT)j + (9,1 mT)k. Berapakah besar gaya

magnet dinyatakan dalam vektor?

78. Sebuah proton bergerak di dalam sikotron dengan lintasan berbentuk lingkaran yang

berjari-jari 0,3 m. Besar medan magnet adalah 1,3 T. (a) Berapakah frekuensi osilasi

proton tersebut?

79. Energi kinetik dari sebuah electron yang bergerak melingkar pada suatu medan

magnet seragam adalah 1,3 keV. Jari-jari lingkaran adalah 23 cm. Tentukan kecepatan

gerakan elektron!

80. Magnet dipole bumi bernilai 7 x 1021 J/T. Dengan asumsi bahwa medan magnet

dipancarkan dari inti bumi dan jari-jari bumi adalah 3000 km. Hitung arus yang

diproduksi oleh bumi!

81. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :a. Ilmu Termodinamika

82. Jelaskan apa yang dimaksud dengan :a. Energi

83. Satu mol gas ideal bertekanan awal 1.00 X 106 Pa mengalami proses isotermik pada suhu 300 K sehingga tekanan naik menjadi 2.00 X 106 Pa. Hitunglah usaha yang dilakukan terhadap gas!

84. Suatu gas monoatomik memiliki tekanan 5 X 105 N/m2 pada suhu 350 K. Gas ini mengalami pemuaian volume dari 500 cm3 menjadi 1000 cm3 . Jika proses berlangsung secara isothermal, tentukan usaha yang dilakukan sistem!

85. Satu mol oksigen dipanaskan pada temperature konstan dari 100 . Hitunglah energi kalor yang diperlukan agar volume nya menjadi 3 kali lipat!

86. Sebuah balok bermassa 1kg digantungkan dengan tali (massanya dapat diabaikan) pada sebuah katrol yang bermassa 3,5 kg dengan jari-jari 20cm. Balok kemudian dilepaskan dari keadaan diam. Tentukan: a. Tegangan pada tali

b. Percepatan sudut katrol

87.

(pelangiannisa.blogspot.com)

Gambar diatas melukiskan sebuah titik partikel dengan massa 10 gram mula-mula melakukan gerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 50cm dan kecepatan sudut 4 rad/s . Kemudian pada titik partikel tsb bekerja gaya konstan dengan arah tegak lurus jari-jari lintasannya sehingga titik partikel melakukan gerak melingkar beraturan dengan percepatan sudut 2 rad/s2 . Maka tentukan: a. Momen gaya yang bekerja pada titik partikel terhadap titik Ob. Besar gaya yang bekerja pada titik partikel

88. Sebuah katrol cakram pejal massanya 8 kg dan berjari-jari 10 cm, pada tepinya dililitkan seutas tali yang ujungnya diikatkan beban 4 kg (g = 10 ms–2). Hitung berapa percepatan gerak turunnya beban

89. Sebuah silinder ( I = 12

MR2 ¿ mula-mula dalam keadaan diam kemudian dilepas dan

menggelinding di atas bidang miring kasar tanpa slip. Silinder berjari-jari 8cm dan

kemiringan bidang miring tan θ=34

. Diketahui μk=0,3dan μs=0,5.Hitunglah:

a. Percepatan translasi b. Gaya gesek yang bekerja pada silinder

90. Perhatikan gambar di bawah ini, pada titik O bekerja 3 buah momen gaya sebidang dengan besar dan arah tampak pada gambar. Tentukan momen gaya resultan dari ketiga momen gaya tersebut terhadap titik O!

(pelangiannisa.blogspot.com)91. Pada suatu percobaan interferensi 2 celah yang terpisah sejauh 0,4 mm dan layar yang

berjarak 1 meter di belakang celah, garis terang ke-3 ditemukan terpisah sejauh 7,5

mm dari garis terang pusat. Tentukan panjang gelombang yang dipakai untuk

percobaan!

92. Cahaya monokromatis dengan panjang gelombang 660 nm tampak tegak lurus

mengenai sebuah kisi difraksi dan menghasilkan pola interferensi pada layar di

belakangnya. Jarak antar pita tersebut adalah 6 mm. Bila diinginkan jarak antar pola

terdekat adalah sebesar 5 mm, tentukan panjang gelombang yang harus dipakai!

93. Cahaya suatu sumber melalui dua celah sempit yang terpisah sejauh 0,1 mm. Jika

jarak antara dua celah sempit terhadap layar 100 cm dan jarak antara garis gelap

pertama dengan garis terang pertama adalah 2,95 mm, maka tentukanlah panjang

gelombang yang dipakai!

94. Pada suatu percobaan Young dipergunakan cahaya hijau. Apakah yang dapat

dilakukan untuk memperbesar jarak antara dua buah garis terang yang berdekatan

pada layar?

95. Dua gelombang cahaya koheren berinterferensi. Tentukan beda fase kedua gelombang

di frinji-frinji terang! (n = 1, 2, 3, …)

96. Sebuah katrol bermassa M = 3 kg, jari-jari R = 10 cm (I = 0,5 MR2) digantungkan vertikal. Sebuah balok bermassa m = 1 kg digantungkan dengan tali ideal (massa dapat diabaikan dan dapat mulur) yang dililitkan pada katrol tersebut. Setelah balok dilepaskan dari keadaan diam, tentukan:

a. Percepatan jatuhnya balokb. Tegangan pada talic. Percepatan sudut katrol

97. Batang AC bermassa 30 kg dengan panjang 3 m, pada 2 m dari ujung titik A ditetapkan titik B dimana di titik ini batang dapat berputar. Seorang anak dengan massa 25 kg berjalan dari A ke C. Berapa jarak minimum anak dari titik C agar papan tetap setimbang (ujung batang A hampir terangkat ke atas)?

98. Dari gambar berikut

Gambar dissamping adalah gambar engsel dengan berat AB adalah 30 N dan beban yang bergantung di B memiliki berat 40 N. Sudut yang dibentuk oleh tali pengait dan batang AB adalah 300.

Tentukan tegangan tali!

99. Batang homogen AB dengan berat 50 N yang ujung A diengselkan pada dinding, ujung B digantungi beban 30 N dengan tali, berada dalam kondisi kesetimbangan seperti pada gambar. Berapa besar tegangan tali?

100. Sebuah silinder pejal berjari-jari R = 10 cm dan bermassa 1 kg menggelinding tanpa

selip diatas bidang miring kasar. Kemiringan bidang kasar sebesar Ɵ (tan Ɵ = 34

).

Koefisien gesek kinetik dan statik silinder di bagian bidang miring berturut-turut µk = 0,1 dan µs = 0,2. Silinder mula-mula dalam keadaan diam dan dilepas. Momen inersia silinder

pejal terhadap titik pusat massanya, I=m R2

2.

a. Hitung percepatan linier titik pusat massa silinder.b. Berapa gaya gesek yang bekerja pada silinder?