Sebuah alat memancarkan dua partikel bermuatan listrik, kemudian melewati suatu daerah yang bermedan magnet homogen B . Bentuk lintasan partikel ketika berada pada medan magnet dapat dilihat pada gambar berikut. Keduanya memiliki besar muatan masing-masing q A ​ = 2 , 0 μ C dan q B ​ = 3 , 5 μ C serta massanya masing-masing m A ​ = 5 , 6 × 1 0 − 25 kg dan m B ​ = 3 , 2 × 1 0 − 25 kg . Jika Partikel A bergerak dengan kecepatan 80 m/s, jenis muatan partikel B dan besar kecepatannya adalah ….

Pembahasan

Diketahui: R A ​ = 140 cm = 1 , 4 m R B ​ = 160 cm = 1 , 6 m q A ​ = 2 μ C q B ​ = 3 , 5 μ C v A ​ = 80 m / s m A ​ = 5 , 6 × 1 0 − 25 kg m B ​ = 3 , 2 × 1 0 − 25 kg B A ​ = B B ​ = B Ditanya: Jenis muatan partikel dan kecepatan? Jawab: Untuk mengetahui hubungan kecepatan partikel dengan besaran-besaran yang diketahui, kita dapat gunakan persamaan berikut. v = m qBR ​ Untuk mencari v B , kita dapat membuat perbandingan nilai v B dan v A dari persamaan tersebut menjadi v A ​ v B ​ ​ = q A ​ q B ​ ​ B A ​ B B ​ ​ R A ​ R B ​ ​ m B ​ m A ​ ​ Medan magnet B bernilai konstan, maka v A ​ v B ​ ​ = q A ​ q B ​ ​ B A ​ ​ B B ​ ​ ​ R A ​ R B ​ ​ m B ​ m A ​ ​ v A ​ v B ​ ​ = q A ​ q B ​ ​ R A ​ R B ​ ​ m B ​ m A ​ ​ Substitusikan nilai q, R, dan m yang diketahui 80 v B ​ ​ 80 v B ​ ​ 80 v B ​ ​ 80 v B ​ ​ 80 v B ​ ​ v B ​ v B ​ ​ = = = = = = = ​ 2 , 0 μ 3 , 5 μ ​ × 1 , 4 1 , 6 ​ × 3 , 2 × 1 0 − 25 5 , 6 × 1 0 − 25 ​ 2 , 0 μ ​ 3 , 5 μ ​ ​ × 1 , 4 ​ 7 1 , 6 ​ 8 ​ × 3 , 2 × 1 0 − 25 5 , 6 × 1 0 − 25 ​ 2 , 0 3 , 5 ​ × 7 8 ​ × 3 , 2 ​ 4 5 , 6 ​ 7 ​ 2 , 0 3 , 5 ​ × 7 ​ 8 ​ × 4 7 ​ ​ 2 , 0 × 4 3 , 5 × 8 ​ 2 , 0 × 4 3 , 5 × 8 ​ × 80 280 m / s ​ Untuk menentukan jenis muatan pada masing-masing partikel kita bisa menggunakan kaidah tangan kanan untuk jenis muatan positif. Kaidah tangan kanan pada partikel bermuatan (+) Ibu jari atau jempol = arah kecepatan partikel ( v ) Jari telunjuk = arah medan magnet ( B ) Jari tengah = arah gaya magnet ( F ) Kita analisis untuk partikel B Partikel B bergerak ke arah kanan berarti jempol tangan kita arahnya ke kanan. Medan magnet berarah keluar bidang gambar berarti jari telunjuk kita berarah keluar bidang gambar (mendekati pembaca). Sekarang kita perhatikan arah jari tengah kita, ternyata berarah ke bawah. Jika jari tengah berarah ke bawah berarti gaya Lorentz pada partikel B berarah ke bawah, sehingga partikel B bergerak melengkung ke baawah Hal ini sesuai dengan kaidah tangan kanan untuk partikel bermuatan positif. Berarti partikel B dipastikan bermuatan positif. Dengan demikian, partikel bermuatan positif dan bergerak dengan kecepatan 280 m/s. Jadi, jawaban yang tepatadalah A.