Dua buah muatan masing-masing q1=2q dan q2=q dengan massa masing-masing m1=m dan m2=2m bergerak dengan kelajuan yang sama memasuki suatu medan magnet homogen B. Perbandingan jari-jari lintasan yang dibentuk muatan q dan 2q adalah ….

Pertanyaan

Dua buah muatan masing-masing $\style{font-family:Arial}{\style{font-size:14px}{q_1=2q}}$ dan $\style{font-family:Arial}{\style{font-size:14px}{q_2=q}}$ dengan massa masing-masing $\style{font-family:Arial}{\style{font-size:14px}{m_1=m}}$ dan $\style{font-family:Arial}{\style{font-size:14px}{m_2=2m}}$ bergerak dengan kelajuan yang sama memasuki suatu medan magnet homogen B. Perbandingan jari-jari lintasan yang dibentuk muatan q dan 2q adalah ….

1 : 2
2 : 1
1 : 4
4 : 1
3 : 2

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$begin mathsize 14px style m subscript 2 equals 2 m blank m subscript 1 equals m blank q subscript 1 equals 2 q blank q subscript 2 equals q blank R subscript 2 blank colon R subscript 1 space ? end style$

Suatu muatan yang awalnya bergerak lurus memasuki suatu daerah bermedan magnet homogen akan memiliki lintasan berbentuk lingkaran, di mana gaya Lorentz yang muncul pada muatan akan berperan sebagai gaya sentripetal, sehingga

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript L end cell equals cell F subscript s p end subscript end cell row cell q v B end cell equals cell fraction numerator m v squared over denominator R end fraction end cell row R equals cell fraction numerator m v over denominator B q end fraction end cell end table end style$

Diperoleh hubungan bahwa besarnya jari-jari lintasan sebanding dengan massa partikel, dan berbanding terbalik dengan besarnya muatan, sehingga jika diambil perbandingan jari-jari lintasan dari kedua muatan tersebut, maka

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript 2 over R subscript 1 end cell equals cell fraction numerator m subscript 2 q subscript 1 over denominator m subscript 1 q subscript 2 end fraction end cell row cell R subscript 2 over R subscript 1 end cell equals cell fraction numerator 2 m blank 2 q over denominator m blank q end fraction end cell row cell R subscript 2 over R subscript 1 end cell equals cell 4 over 1 end cell end table end style$

Jadi, jawaban yang benar adalah D.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

A. Acfreelance

Terakhir diupdate 04 Oktober 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

Sebuah proton dan sebuah deuteron dipercepat melalui beda potensial yang sama dan diarahkan secara sejajar menuju medan magnet homogen. Di dalam medan magnet tersebut, proton bergerak dalam lintasan b...

Pembahasan Soal:

Pada soal diketahui bahwa

Beda potensial yang diberikan pada proton dan deuteron: $begin mathsize 14px style V subscript d equals V subscript p equals V end style$

Jari-jari lintasan proton dalam medan magnet: $begin mathsize 14px style R subscript p equals r end style$

Perlu diingat bahwa proton memiliki massa 1 sma dan sementara deutron 2 sma (m_d = 2m_p), akan tetapi muatan keduanya sama (q_d = q_p)

Ketika sebuah muatan dipercepat dari keadaan diam dengan diberikan beda potensial, maka kecepatan yang dicapai oleh muatan tersebut dapat diketahui dengan

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell E P end cell equals cell E K end cell row cell q V end cell equals cell 1 half m v squared end cell row v equals cell square root of fraction numerator 2 e V over denominator m end fraction end root end cell end table end style$

Untuk mengetahui jari-jari lintasan deuteron, kita perlu mengetahui perbandingan kecepatan proton dan deuteron setelah diberi beda potensial terlebih dahulu.

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell v subscript p over v subscript d end cell equals cell fraction numerator square root of fraction numerator 2 q subscript p V over denominator m subscript p end fraction end root over denominator square root of fraction numerator 2 q subscript d V over denominator m subscript d end fraction end root end fraction end cell row cell v subscript p over v subscript d end cell equals cell square root of m subscript d over m subscript p end root end cell row cell v subscript p over v subscript d end cell equals cell square root of fraction numerator 2 m subscript p over denominator m subscript p end fraction end root equals square root of 2 end cell row cell v subscript p end cell equals cell square root of 2 v subscript d end cell end table end style$

Ketika proton dan deuteron bergerak memasuki medan magnet secara tegak lurus terhadap arah medan, gaya magnet akan mengubah arah kecepatan keduanya sehingga keduanya akan membentuk lintasan yang melingkar. Dalam hal ini, gaya magnetik berperan sebagai gaya sentripetal, sehingga

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript m end cell equals cell F subscript s end cell row cell q v B end cell equals cell fraction numerator m v squared over denominator R end fraction end cell row R equals cell fraction numerator m v over denominator q B end fraction end cell end table end style$

Dengan demikian, jari-jari lintasan deuteron dapat kita ketahui dengan menggunakan perbandingan sebagai berikut

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript p over R subscript d end cell equals cell fraction numerator fraction numerator m subscript p v subscript p over denominator q subscript p B end fraction over denominator fraction numerator m subscript d v subscript d over denominator q subscript d B end fraction end fraction end cell row cell R subscript p over R subscript d end cell equals cell fraction numerator m subscript p v subscript p over denominator m subscript d v subscript d end fraction end cell row cell r over R subscript d end cell equals cell fraction numerator m subscript p open parentheses square root of 2 v subscript d close parentheses over denominator 2 m subscript p v subscript d end fraction equals fraction numerator 1 over denominator square root of 2 end fraction end cell row cell R subscript d end cell equals cell square root of 2 r end cell end table end style$

Jari-jari lintasan deuteron adalah $begin mathsize 14px style square root of 2 end style$ r.

Jadi, jawaban yang benar adalah D.

Roboguru

Sebuah positron mula-mula bergerak dalam suatu gerak lurus menuju ke kiri dan memasuki suatu daerah yang mengandung medan listrik dan medan magnetik. Medan listrik diarahkan menuju ke bawah, seperti d...

Pembahasan Soal:

Elektron bergerak menuju daerah bermedan listrik yang berarah ke dasar kertas, maka pasti ada muatan negatif didasar kertas tersebut dan dipuncak kertas terdapat muatan positif. Karena positron bermuatan positif maka positron akan ditarik ke dasar kertas sehingga timbul gaya tarik menarik atau gaya listriknya kearah dasar kertas.

Kemudian gunakan kaidah tangan kanan, dengan ibu jari adalah kecepatan maka medan magnet arahnya keluar bidang kertas atau mendekati pengamat. $space space space$

Jadi, jawaban yang benar adalah C.

Roboguru

Sebuah elektron bermassa m bergerak dengan energi kinetik EK tidak akan menumbuk lempeng berjarak d dari tempat mulai elektron bergerak jika medan magnet sebesar B diberikan di permukaan. Apabila pada...

Pembahasan Soal:

Besar medan magnetnya dapat dinyatakan dengan

$begin mathsize 14px style B equals square root of fraction numerator 2 mEK over denominator e squared d squared end fraction end root end style$

Kemudian selesaikan dengan perbandingan dari medan magnet ketika satu elektron dan medan magnet ketika terdapat dua elektron, maka

$begin mathsize 14px style B subscript 1 over B subscript 2 equals fraction numerator square root of fraction numerator 2 m subscript 1 EK subscript 1 over denominator e subscript 1 superscript 2 d subscript 1 superscript 2 end fraction end root over denominator square root of fraction numerator 2 m subscript 2 EK subscript 2 over denominator e subscript 2 superscript 2 d subscript 2 superscript 2 end fraction end root end fraction end style$

Karena jarak elektron ke permukaan lempeng sama, maka dapat dicoret dalam persamaan, sehingga persamaan sekarang menjadi

$Error converting from MathML to accessible text.$

Jadi, jawaban yang benar adalah A.

Roboguru

Suatu partikel bermuatan positif bergerak ke kanan membentuk sudut 750 terhadap medan magnet yang arahnya menembus bidang. Lintasan gerak partikel tersebut akan berbentuk ….

Pembahasan Soal:

Dengan menggunakan kaidah tangan kanan maka akan didapatkan bahwa arah gaya magnet adalah ke atas, namun karena θ kurang dari $begin mathsize 14px style 90 to the power of 0 end style$ maka mula-mula partikel akan belok dulu ke atas dan akhirnya akan bergerak berbentuk heliks atau spiral.

Jadi, apabila arah medan magnet dan kecepatannya di atas $begin mathsize 14px style 0 to the power of 0 end style$ dan di bawah $undefined$ maka partikel tersebut akan bergerak dengan lintasan heliks atau spiral.

Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Roboguru

Sebuah partikel bermassa 80 miligram bermuatansebesar 4 × 10-8 C. Partikel tersebut ditembakkan secara horizontal dengan kecepatan 2 × 104 m/ s secara tegak lurus terhadap medan magnet homogen. Jika p...

Pembahasan Soal:

Pada soal diketahui bahwa

$begin mathsize 14px style m equals 80 blank mg equals 8 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent blank kg q equals 4 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent blank straight C v equals 2 cross times 10 to the power of 4 blank straight m divided by straight s end style$

Partikel ditembakkan secara horizontal tegak lurus terhadap medan magnet namun tidak berubah arah, artinya gaya magnet yang dirasakan oleh partikel sama dengan gaya beratnya.

Dengan demikian, besar medan magnet di tempat tersebut dapat diketahui dengan

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript m end cell equals W row cell q v B end cell equals cell m g end cell row B equals cell fraction numerator m g over denominator q v end fraction end cell row B equals cell fraction numerator open parentheses 8 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses open parentheses 10 close parentheses over denominator open parentheses 4 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent close parentheses open parentheses 2 cross times 10 to the power of 4 close parentheses end fraction end cell row B equals cell 1 blank straight T end cell end table end style$

Besar medan magnet yang digunakan adalah 1 T.

Jadi, jawaban yang benar adalah D.

Roboguru