Pertanyaan

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 berjari-jari r , jari-jari lintasan deuteron adalah ….

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 berjari-jari r, jari-jari lintasan deuteron adalah ….

0,5r
r
r
r
r

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

Klaim

Y. Setiaji

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Institut Teknologi Bandung

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang benar adalah D.

Pembahasan

Pada soal diketahui bahwa Beda potensial yang diberikan pada proton dan deuteron: Jari-jari lintasan proton dalam medan magnet: Perlu diingat bahwaproton 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 Untuk mengetahui jari-jari lintasan deuteron, kita perlu mengetahui perbandingan kecepatan proton dan deuteron setelahdiberi beda potensial terlebih dahulu. Ketika proton dan deuteron bergerak memasuki medan magnet secara tegak lurus terhadap arah medan, gaya magnetakan mengubah arah kecepatan keduanyasehingga keduanya akan membentuk lintasan yang melingkar. Dalam hal ini, gaya magnetik berperan sebagai gaya sentripetal, sehingga Dengan demikian, jari-jari lintasan deuteron dapat kita ketahui dengan menggunakan perbandingan sebagai berikut Jari-jari lintasan deuteron adalah r. Jadi, jawaban yang benar adalah D.

Pada soal diketahui bahwa

Beda potensial yang diberikan pada proton dan deuteron:

Jari-jari lintasan proton dalam medan magnet:

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 r.

Jadi, jawaban yang benar adalah D.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

3.0 (1 rating)

Alycia BrKaban

Jawaban tidak sesuai Pembahasan terpotong Pembahasan tidak lengkap

Pertanyaan serupa

Dua buah muatan masing-masing q 1 = 2 q dan q 2 = q dengan massa masing-masing m 1 = m dan m 2 = 2 m bergerak dengan kelajuan yang sama memasuki suatu medan magnet homogen B . Perbandingan jar...

5.0

Jawaban terverifikasi

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...

5.0

Jawaban terverifikasi

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...

0.0

Jawaban terverifikasi

Suatu partikel bermuatan positif bergerak kekananmembentuk sudut 7 5 0 terhadap medan magnet yang arahnya menembus bidang. Lintasangerak partikel tersebut akan berbentuk ….

0.0

Jawaban terverifikasi

Sebuahelektron bergerak medan magnet 20 T dengan kecepatan 500 m/s. Arah kecepatan elektron tegak lurus terhadap arah medan magnet. Besar gaya magnet yang dialami elektron adalah … (e = 1,6 ×10 -19 C)...

5.0

Jawaban terverifikasi