Roboguru

Dua buah batang kawat dialiri arus listrik 15 A dengan arah yang berlawanan. Kawat pertama berada di atas kawat kedua dan keduanya berada dalam posisi mendatar. Jika kedua kawat terpisah sejauh 5 mm, hitung besar massa kawat pertama agar dapat menyeimbangkan gaya tolak yang ditimbulkan oleh arus listrik pada kawat kedua, diketahui panjang kawat 1 m!

Pertanyaan

Dua buah batang kawat dialiri arus listrik 15 A dengan arah yang berlawanan. Kawat pertama berada di atas kawat kedua dan keduanya berada dalam posisi mendatar. Jika kedua kawat terpisah sejauh 5 mm, hitung besar massa kawat pertama agar dapat menyeimbangkan gaya tolak yang ditimbulkan oleh arus listrik pada kawat kedua, diketahui panjang kawat 1 m! 

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Kawatpenghantarsejajari1=i2=15A(berlawananarah)a=5mm=5×103mL=1mg=10m/s2    

Ditanya: m1=...? 

Penyelesaian:

Persoalan tersebut digambarkan sebgai berikut.

 

Gaya tolak yang ditimbulkan merupakan gaya magnetik pada kawat penghantar sejajar yang dirumuskan sebagai:

F=2π×aμ0×i1×i2×L.

Pada saat konfigurasi tersebut, terjadi keseimbangan gaya magnetik dengan gaya berat kawat, sehingga diperoleh:

ΣFy=0F=w12π×aμ0×i1×i2×L=m1×gm1=2π×a×gμ0×i1×i2×Lm1=2π×5×103×104π×107×15×15×1m1=9×104kgm1=0,9gram.      

Dengan demikian, massa kawat pertama adalah 0,9 gram.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 0,9 gram. 

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

Y. Frando

Mahasiswa/Alumni Universitas Negeri Yogyakarta

Terakhir diupdate 12 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Dua kawat sejajar dialiri arus yang sama dan searah mengalami gaya F, serta dipisahkan pada jarak a. Salah satu kawat dipindahkan sehingga gaya yang baru adalah 4F. Jarak kedua kawat sekarang menjadi ...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

I subscript 1 equals I subscript 2 equals I I subscript a w a l end subscript equals I subscript a k h i r end subscript F subscript a w a l end subscript equals F F subscript a k h i r end subscript equals 4 F a subscript a w a l end subscript equals a

Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Sejajar
Gaya lorentz adalah gaya magnetik yang dialami kawat berarus listrik yang diletakkan memotong garis medan magnet. Pada dua kawat lurus dengan arus yang sama diletakkan sejajar sejauh a, gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus:

F equals fraction numerator mu subscript 0 I squared calligraphic l over denominator 2 pi a end fraction

Jawab:

F subscript a k h i r end subscript over F subscript a w a l end subscript equals fraction numerator fraction numerator mu subscript 0 I subscript a k h i r end subscript squared calligraphic l over denominator 2 pi a subscript a k h i r end subscript end fraction over denominator fraction numerator mu subscript 0 I subscript a w a l end subscript squared calligraphic l over denominator 2 pi a subscript a w a l end subscript end fraction end fraction F subscript a k h i r end subscript over F subscript a w a l end subscript equals fraction numerator I subscript a k h i r end subscript squared cross times a subscript a w a l end subscript over denominator a subscript a k h i r end subscript cross times I subscript a w a l end subscript squared end fraction fraction numerator 4 F over denominator F end fraction equals fraction numerator I squared cross times a over denominator a subscript a k h i r end subscript cross times I squared end fraction bold italic a subscript bold akhir bold equals bold 1 over bold 4 bold italic a

Jarak kedua kawat sekarang menjadi bold italic a subscript bold akhir bold equals bold 1 over bold 4 bold italic a

Jadi, jawaban yang tepat adalah Cspace 

1

Roboguru

Sebuah kawat penghantar lurus panjang yang dialiri arus listrik I = 4 A terletak di ruang hampa. Sebuah elektron bergerak lurus sejajar dengan kawat dan berlawanan arah dengan arah arus, dengan laju ....

Pembahasan Soal:

DIketahui
I equals 4 space straight A v equals 5 cross times 10 to the power of 4 space straight m divided by straight s a equals 16 space mm equals 16 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m 

Ditanyakan
Gaya magnet yang dialami elektron (F)

Jawab

Gaya magnet dapat dihitung menggunakan persamaan 

F equals B q v 

dengan nilai yaitu

B equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 πa end fraction 

sehingga

F equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 pi a end fraction q v 

dengan muatan elektron q equals 1 comma 6 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent space straight C maka

F equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 pi a end fraction q v F equals fraction numerator 4 pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent open parentheses 4 close parentheses over denominator 2 pi open parentheses 16 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses end fraction open parentheses 1 comma 6 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent close parentheses open parentheses 5 cross times 10 to the power of 4 close parentheses F equals fraction numerator up diagonal strike 4 pi end strike cross times 10 to the power of negative 7 end exponent open parentheses 4 close parentheses over denominator up diagonal strike 2 pi end strike open parentheses up diagonal strike 1 comma 6 end strike cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses end fraction open parentheses up diagonal strike 1 comma 6 end strike cross times 10 to the power of negative 19 end exponent close parentheses open parentheses 5 cross times 10 to the power of 4 close parentheses F equals 40 cross times 10 to the power of negative 20 end exponent space straight N F equals 4 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent space straight N 

dengan menggunakan kaidah tangan kanan untuk muatan negatif, dimana

Ibu jari = arah arus listrik/arah kecepatan muatan (v)
Empat jari lainnya = arah induksi magnetik (B)
Punggung tangan = gaya lorentz (F)

maka dapat ditentukan bahwa arah gaya yang dialami elektron adalah menuju kawat.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

0

Roboguru

Dua kawat sejajar lurus panjang berjarak 20 cm satu sama lain. Apabila kedua kawat dialiri arus listrik 0,5 A dan 4 A, dan , maka pada setiap kawat bekerja gaya tiap meternya sebesar ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Dua space kawat space lurus space sangat space panjang I subscript 1 equals 0 comma 5 space straight A I subscript 2 equals 4 space straight A a equals 20 space cm equals 20 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m mu subscript 0 equals 4 pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space Wb divided by Am                 

Ditanya: F over l equals... ?             

Penyelesaian:

Pada kawat lurus sangat panjang yang disusun sejajar, besar gaya magnetik yaitu:

F equals fraction numerator mu subscript 0 cross times I subscript 1 cross times I subscript 2 over denominator 2 pi cross times a end fraction cross times l F over l equals fraction numerator 4 pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent cross times 0 comma 5 cross times 4 over denominator 2 pi cross times 20 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction F over l equals 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight N. 

Dengan demikian, pada setiap kawat bekerja gaya tiap meternya sebesar 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight N.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.

0

Roboguru

Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain dialiri arus listrik masing-masing 1 A dengan arah yang sama. Diantara kedua kawat akan terjadi...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

a = 1 m

i = 1 A

Ditanya :

F over l space equals.... space ?

gaya magnet pada kawat penghantar sejajar adalah gaya yang ditimbulkan 2 kawat yang dialiri arus listrik dan masing-masing menimbulkan medan magnet.

Soal ini dapat diselesaikan dengan menggunakan konsep Gaya Lorentz pada dua kawat sejajar.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row F equals cell B. I. L end cell row F equals cell fraction numerator mu subscript 0 I over denominator 2 pi d end fraction. I. L end cell row cell F over L end cell equals cell fraction numerator mu subscript 0 I squared over denominator 2 pi d end fraction end cell row cell F over L end cell equals cell fraction numerator 4 up diagonal strike pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent cross times 1 squared over denominator 2 up diagonal strike pi cross times 1 end fraction end cell row cell F over L end cell equals cell 2 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight N divided by straight m end cell end table end style

Karena kedua kawat memiliki arus yang searah maka akan terjadi gaya tarik-menarik sebesar begin mathsize 14px style 2 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight N divided by straight m end style.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D.

0

Roboguru

Dua kawat lurus panjang dan sejajar, masing­-masing dialiri arus listrik sebesar i. Gaya yang dialami tiap-tiap kawat berbanding lurus dengan ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

               

i subscript 1 equals i subscript 2 equals i    

Ditanya: 

Hubungan Gaya dengan i 

Penyelesaian:

Pada dua kawat lurus sejajar berarus listrik, gaya lorentz yang dialami oleh masing-masing kawat adalah sama, yaitu:

F equals fraction numerator mu subscript 0 cross times i subscript 1 cross times i subscript 2 over denominator 2 pi cross times r end fraction cross times calligraphic l 

Kemudian subtitusikan i1 = i2 = i, sehingga:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row F equals cell fraction numerator mu subscript 0 cross times i cross times i over denominator 2 pi cross times r end fraction cross times calligraphic l end cell row F equals cell fraction numerator mu subscript 0 cross times i squared over denominator 2 pi cross times r end fraction cross times calligraphic l end cell end table 

Terlihat dari persamaan itu, Gaya F sebanding dengan i2. Sehingga gaya yang dialami tiap-tiap kawat berbanding lurus dengan  i squared.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D.

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved