Sebuah batang logam bermassa m = 1 kg dan panjang L = 1 m diletakkan pada suatu rel logam yang terhubung dengan sumber arus konstan sehingga pada rangkaian mengalir arus listrik sebesar I = 0,5 A. Rangkaian tersebut berada pada daerah medan magnetik seragam dengan besar B dan berarah seperti pada gambar. Jika koefisien gesekan statik antara batang dengan rel adalah μs = 0,25 dan percepatan gravitasi adalah g = 10 m/s2 maka nilai B maksimum agar batang tetap diam adalah ….(SBMPTN 2016)

Pertanyaan

Sebuah batang logam bermassa m = 1 kg dan panjang L = 1 m diletakkan pada suatu rel logam yang terhubung dengan sumber arus konstan sehingga pada rangkaian mengalir arus listrik sebesar I = 0,5 A. Rangkaian tersebut berada pada daerah medan magnetik seragam dengan besar B dan berarah seperti pada gambar.

Jika koefisien gesekan statik antara batang dengan rel adalah μ_s = 0,25 dan percepatan gravitasi adalah g = 10 m/s² maka nilai B maksimum agar batang tetap diam adalah ….(SBMPTN 2016)

A. Aulia

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah E.

Pembahasan

Interaksi antara kawat penghantar berarus listrik dengan medan magnet akan menimbulkan gaya Lorentz. Arah gaya Lorentz dapat dicari menggunakan kaidah tangan kanan.

Pada gambar rangkaian tersebut, belum terdapat arah arus listrik. Sehingga dapat kita lakukan pemisalan, yaitu arus listriknya mengarah ke atas batang. Berdasarkan kaidah tangan kanan, jika arah arus listrik (I) ke atas maka gaya lorentz (F_L) akan mengarah ke kiri.

Perhatikan bahwa antara batang dan rel terdapat gaya gesek. Karena batang bergerak ke kiri, maka gaya geseknya (F_g) ke arah kanan (arah gaya gesek melawan arah gerak benda).

Batang tetap diam (kecepatannya konstan), maka berlaku

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell sum F end cell equals 0 row cell F subscript g minus F subscript L end cell equals 0 row cell F subscript g end cell equals cell F subscript L end cell row cell mu subscript s N end cell equals cell I L B space sin space straight theta end cell row cell mu subscript s left parenthesis m g right parenthesis end cell equals cell I L B space sin space 90 to the power of omicron end cell row cell left parenthesis 0 comma 25 right parenthesis left parenthesis 1 right parenthesis left parenthesis 10 right parenthesis end cell equals cell left parenthesis 0 comma 5 right parenthesis left parenthesis 1 right parenthesis left parenthesis B right parenthesis left parenthesis 1 right parenthesis end cell row cell 2 comma 5 end cell equals cell 0 comma 5 B end cell row B equals cell fraction numerator 2 comma 5 over denominator 0 comma 5 end fraction equals 5 space straight T end cell end table end style$

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

5.0 (1 rating)

Pertanyaan serupa

Partikel dengan muatan 2 kali muatan elektron bergerak dalam medan magnet homogen B secara tegak lurus. Besar medan magnet B adalah π/4 tesla. Bila frekuensi siklotron partikel tadi adalah 1.600 Hz, m...

5.0

Jawaban terverifikasi

Tiga buah kawat penghantar masing-masing berarus listrik disusun seperti gambar di bawah. Jarak I1, I2, dan I3 ke titik P masing-masing 10 cm, 5 cm, dan 5 cm. Ketiga kawat penghantar dan titik P be...

819

0.0

Jawaban terverifikasi

Pehatikan gambar di bawah ini! Dua kawat persegi panjang ditempatkan seperti pada gambar. Apabila arus listrik I pada kawat luar mengalir berlawanan dengan arah jarum jam dan berkurang, maka arus...

5.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah proton masuk ke daerah yang bermedan magnet dan bermedan listrik dengan kecepatan awal konstan. Arah medan magnet searah dengan arah medan listrik. Bila kecepatan proton awalnya searah dengan a...

888

0.0

Jawaban terverifikasi

9rb+

5.0

Jawaban terverifikasi