Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak...

Question

Dua buah kawat konduktor yang sejajar dan berjarak L = 1 m dipasang membentuk sudut θ = 30° terhadap bidang horizontal. Ujung bawah kawat terhubung dengan sebuah resistor R = 3 Ω. Sebuah batang konduktor dengan massa m bergeser turun di sepanjang rel, tanpa kehilangan kontak dengan rel sehingga rel dan batang membentuk suatu rangkaian tertutup. Pada daerah tersebut terdapat medan magnetik seragam yang besarnya B = 2 T dan berarah horizontal. Jika batang turun dengan laju konstan v = 3 m/s, massa batang m adalah .... 
 A. 0,2 kg 
 B. 0,4 kg 
 C. 0,6 kg 
 D. 0,8 kg
 E. 1 ,0 kg

A. Maskur · Accepted Answer

Jawaban: A. 0,2 kg

Pembahasan:
Saat batang menuruni bidang miring di dalam medan magnet maka pada batang akan timbul arus induksi
I = B.L.v/R

Keterangan
I = kuat arus (A)
B = induksi magnetik (T)
L = panjang batang (m)
v = kecepatan (m/s)
R = hambatan (ohm)

Karena timbulnya arus induksi, menyebabkan batang dialiri arus listrik di dalam medan magnet, maka pada batang akan timbul gaya lorentz
F = B.I.L

Keterangan
F = gaya lorentz (N)
B = induksi magnetik (T)
I = kuat arus (A)
L = panjang batang (m)

Dik:
L = 1 m
R = 3 ohm
B = 2 T
v = 3 m/s

Karena batang turun dengan laju konstan maka berlaku
w sin θ = F
m.g sin 30 = B sin 30.I.L
m.g sin 30 = B sin 30 (B sin 30.L.v/R)L
m.g.R = B².L².v sin 30
m (10)(3) = (2)²(1)²(3)(1/2)
30 m = 6
m = 6/30
= 1/5
= 0,2 kg

Jadi massa batang m adalah A. 0,2 kg

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa