Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
f-it .l-"-Jt utl fl--tFil.Ft MA\<AAM sotg.tAyJfo
Pembinaan Tahap I Tim IPhO IndonesiaUniversity Hotel, Yogyakarta, 5 Oktober 2016
IV t. Sebuah kawat berbentuk persegi dengan panjang sisi / dan hambatan
total R ditarik keluar dari daerah yang merniliki medan magnet konstan
B (medan magnet mengarah ke luar, menuju ke pembaca). Amati
kondisi ketika sisi kiri kawat berada di area medan B sepanjang;r,
a. Berapa gaya yang dibutuhkan unfuk menarik kawat tersebut ke
kanan dengan kecepatan konstan v?
b. Tunjukkan bahwa energi yang diperlukan untuk menarik kawat
tersebut ke kanan dari x = ro (lebih kecil dari t/^12) menjadi
x = 0 sama dengan energi disipasi dari resistor.
j3
Jika dua buah kawat dialiri arus listrik dengan arah yang sama didekatkan, maka kedua
kawat akan mengalami gaya tarik-menarik. -Berdasarkan fakta ini, apa yang akan terjadi
pada distribusi MnHs[ii paAa sebuah penghantar listrik yang terbuat logam padat
ikonduktor yang baik) dengan jad-jari tertentu jika dialiri listrik? Perkirakan _tfuekuantitatif suatu besararr yang dapat diukur karena efek tersebut! (Diketahui : rapat elektron-'konduksi logam tefsebuf berada- pada orde lgze *-e dan muatan elektron adalah 1',6 x10-1e c).
Logam berbentuk silinder pejal berotasi dengan kecepatan sudut a.l terhadap sumbu simetri
,rotikul"yu. Silinder tersebut berada di dalam medan magnet homogen B yang berarah
sejajar denga., sumbu rotasinya. Bagaimana distribusi dari rapat muatan di dalam silinder
tersebut?
l,
l^ Sebuah cincin logam (konduktor) denganjari-jarir = 0,1 m dapat berotasi terhadap
sumbu Ciameter vertikalnya dengan kecepatan sudut tetap. Di tengah-tengah sumbu
vertikal cincin tersebut terdapat jarum kompas yang secara horisontal mengarah ke
kutub utara-selatan magnet bumi. Ketika kawat tersebut berputar terhadap sumbu
diameter vertikal sepuluh putaran per sekoii, jarum kompas mengalami rata-rata
psrgessran arah sebesar dua derajat terhadap arah normalnya. Berapakah nilai
hambatan dari bahan lingkaran logam tersebut?
Terdapat sebuah solenoida panjang dengan jari-jari 2R yang di dalamnya terdapat
solenoida lain (coaxial) dengan jari-jari R yang sama panjang. Kedua solenoida inijuga memiliki jumlah lilitan per satuan panjang yang sama. Pada saat yang
b."tu*uutt, keduh solenoida dialiri listrik dengan arah yang sama yang meningkat
secara linear terhadap waktu. Besar arus pada solenoida kecil adalah dua kali arus
pada solenoida besar. Di antara kedua solenoida terdapat sebuah partikel bermuatan
yang awalnya diam. Karena meningkatnya arus, partikel mulai bergerak berputar
denganjari-jari r. Tenhrkan besarjari-jari r tersebut!
Sebuah sistem yang disebut dengan unipolar dynamo terdili atas keping logam
berbentuk silinder pejal tipis berjari-jari r, kumparan, dan batang logam yang
disusun seperti pada gambar. Salah satu ujung kumparan disambungkan dengan
keping logam dan ujung kumparan yang lain disambur'gkan dengan batang logam.
Kumparan tersebut memiliki hambatan R dan sejumlah n lilitan per satuan
panjang. Sistem tersebut diletakkan dalam arah sejajar dengan vektor medan
magnet bumi Bs. Berapa besar arus yang terbaca pada Amperemeter A ketika
keping logam berputar dengan kecepatan sudut al? Tunjukkan bahwa daya yang
dubutuhkan untuk memutar keping logam sama dengan laju panas yang dihasilkan
oleh hambatan pada kumparan!
-\ r,Jl
j
-./ l_-_-s-*t \\
\\\*:/ ).r
(s
,i6
{\
ijrL^Jl ,uS[-r";t @,
F0A0.fl) r?Ro evE l.,r zo tql'-tdl
-, Nvlr^\kr^
d'inwo
A'x' -n M =qKUSr d+
--? u
b4dL
b WfuA
dd , B-4v-AxFTV.,\,rt\n{i n- q(tt W ki'o!'l tr*
\s\'(#[ '
urtuu- w-aq^k'-
v.*
^ttY UAJ"
kelnr ka,r V
attu, XN\
a"tsy u
s171c,l \ '
,r,r'0,rl,ilt',t ';a^ *"Yilt.(u'an -i d0t-'^L'
*
€J, ,t"'l'r,"lt r.
T, &tn)*MAqch\Ad
PilLpl trllLxP"t t"t Pof pfti/lo
Fe L'4-rPH f'to -t'
ua,\r, vvnV" \ u4h!9
V,tprc^ 6U*fr^1*f*,"
-\/
f"
T , Fr ax1{ t tz ur "({"
F :!1, l;fn( J^^^a^^ f,--{-'
t t A,t, -J J^.?
F . f,,li.d-lnr6^^ Ti: 3qa, (^r,t^kt p^")^ 6^T^t^araF I
{' '!&B-A,ttrvruvt' &'
r
l'fr'.J ' YG
)/l/l'\,cVh{t.'
f, , lxBfi
fabtr- tui. nu{", I
T, ' q.f5x\l -tybfLK
t, 'MV {,p
vattta + -- {,J-t-
P ' 49''v
f -- 4 Btx'u(*
[-0.+o ru rvvto gvsrur zat+ {t-ro ,[ f/ i'-y'ril'f*,n+lL r't'^O"'ot\tD utah ar-
kFilqfr
W,
ye,g Ayvb'hw
gf)
I f./wJr,pd
- I 4&',i/ -
/pY)
1 rt'rt'&
- < lt'u*sY-
w- I B?gn7-)P
drl" S"*1 !t"&ivLE^k
l4'v,wf . t v , t'p
('/*
x\
\ r\o -*, )
-u *N)vt't'n'
P'vro'nn b^fu.-ov
"r^r.rf iigUl .
,TF
t,V-"
ttv =
l^/-.
!3
I
{
'l
?=4wfLP
t"J,
? = 4|'tg'0 {t-n(I
lra,t)
)e = dr,
w6,^{| 4,v' c" ( x d'x
Jr.yYo
fLI {b &\}x AxJ-vo L
$J :
$ur :
il= {B'u(u' '-@x,t
9YT-.
-
?K
wTu*It, bd virco-
?tVU Artll4 UrA to t"l-t +"v
PevFvtt f-to-1fVr.elrm'1uV/tuv^ bainro- uqahot Ua^9
G) v\ tut,"' *^-il" u'q'^rwh'
g.o\lrna, \u 1 d^&'ap**" o\d^ Vo',\"loeov
e)
n \.vrq1 ^ P^)r+ n-{'*i t'r- ngvt,,r^"' vd;c.l
Cu rr^lt"* )
J4V,^^lM
VE NT
, /.{o 1 w': lta I Cr/
€Jt
WMfl,
E:-aA.l
- tl d
F., Il-)fB&.\dl
t Fc"rl
-----l
I grl, lt,, l rl|
-
|j ,l
,Jf'at: Y Wa
v tnri/' Yay'q^I
fw-M"cr) \
\- -tr; I
7o.-Te
/vs '.Bvub : IV"l.'lr .
V
At^, U)
|-nr L
I
?L{,cpt ilwA aila I o I Ly'A NT-z)
?01,+TNAr t- ro-d
3-q-u
V:1r
V 1"/l- a
7*
V : T'u/
V ' r'/L+
1n I'tL'a-
A^" tr) ' V /tl^ ) w" L,l
12 c.) - CI 'U"1u vL(
14/ \?lfcr)' ryl ((
7-
r\- .,v, lr atJ
ot' uALl c1e
-lz,
\o: - tl4!! r'\
1 'q
\/-: VlLl a"-"-
1
W1"'rna
\"'\Zt
[fi: 4 6Pqatar {w'twct"'vd\/w4-
D,o - J--) V
ne
l'I{^'
NL q
v n0 \2
ro*p "rD t? Hp r u tNT u r+ f r-to\
rr.-J' J-='Jlq^'l f+'E 5ar,..
i: C
t
E
>)IAA :
-*,/ '
flpoLr\/U-
Ay L') Ir)-,
fu" Cr)
zTLclL.
'F rcr+ar) - D cr) '-& , (l^wk)
l ;urq^
-+-
tG:' ,
Ft uk M,LA 14 rvt g o !(2 (k
^rTOPIMrwar 1-t0 - ].
Mffi=
^u\
Fttl.U tt^4tL&(41^ fof lLlliln)
(fm-rUtr 1'lo -cg
V.
f-']';1 Jb;t ult fa,
W)444
M.* A:A, i + 47 +At"
ln ai)
li ' lu ln /^'F^rt . ! ai;r 4' "rii+ #
lu w
)uW'\4
Ai-= f dui +7dv; + adwu^t
I A,-qtn lrdw)'
A-l^ ' A,4 7h/vlw
(u+/t,) - Tcu) '# 'ttt
) iltL.) ) ndu ol,w
rq'J
dr -ffh aolvdw
L lnlh) JLT1^
\ r' ph
[ , " .i r. [*, [o^1n) -*
0t^)\ n ,r.d '\fi[o \ -'J
) )" u +) [o,to)lft(r-h) I
]w' r
F:
r
(
we| TD trdo f,v6NT zot? tn, I
1'1
1v
qf = onuic
aE ! qSA ' Mo0t(-lt
I cr) , v*w-r -LIVBI
I cc) 'fui t o+'l[q r
Fr,) - f 6arutc + *rtilL1 - l
E'r,l' tY .ol"iv- {
)d. tri + a&-* +.&Qf 't 9-f ln'l
f A.i[# 0")Juj ? Y[l- [e,qu) *,].\7 4' frLt,nu/
/ 7i
,(,')l(fiu)"
(t"u)'
- u . ' [r,t@-( vi ; L;.z<& '?ol
v
r Azi
(^tQ t
B
$ "rur? ar{
4 y -- -rutewf ev
A*,
4 i^)'dL
!=fTLrtB trlu 4 eC)--s arul b'
g$J ; "r"s #&g^'e'tr^l^ i
kz4,l- )b. I t3-dA :rl
dd:Tq-r-tB e^
n
T, ?K
\A"J.j*"
,l*^/."
-,11-I l1;41, ) n'
=/kJ t */--1rL d
aru" utP
v,^huv -9. f .W{,
-- ts: sinQ
?
*r{rh a*trof ' a\'rcv' V'x'I\E J
+r*c5a)" dh$l^
,v\
ft4I ltt "Nl--J rv'
it{'6,u
il"
P€L4rMl 1' lf -s"f l,llpt * PA{tfl,t folPu4tvTo'
u'lr(-
Tur't, ^, I'ndl
rn/J'Zz(
ara,t-)ar,^m 5otttr'
F-ixl ro r?vto Ev Eoil T"0 $
-U^be '-
r:r\)
ii-rlt ^^lt
f
-\ 7l
Ag' = (&'*4 )\'--/ g *(8'uttlq)
ECI , (B'v* 4)
9
\
l
1-
I *"{ & A+'
Jt)
r((t-*r"4) Afr
)j-r T
I fo* l*,l))16 D
[l lraq - /t^,&
' $lv$w_t *rpZL
<$'\"z.4) : b+tflw ,<9*"'-8')
L?
1f."-4) = |
f
:.LT
cv*tQ) -- I
T
orrLfl r I+ rrrrdI
?,
R +-($''irtQ)
nrJ,5- ilo
-Q dk
rt ftw Mrtaa 2a rltt Cotpf+wm
Pru+z-ttll f 1-iry'fT- '\-
TIat lfa\ t)-' i)" Ib\>
9tr: k
= 9'tto
[. -rl
- Al"Abwz1P
.hntd 7(: \l
IfL, i c.v xu'\ J.rt
7tIfIat)(,r
r[Ati)o
tt I cor-zl
b
ff-t)
(r- t
:{
--l.L
2<^>L *k
v^N
--4U =
N
^k'
I4d
J-1u)
- ,, O) :O
<w,t4 2 ;
c c^^tQ ) -:
(ai e^4
6rla.lnfrt'
Fo:%WY1k
4 n &' o*-0)
, n - -- ,(Lit$t^, (tv,{A^n".o.t* { V o'\ ;p ^+,
' (^Q aoslT i o
6^l^a Ag - lL ,r(r: = 4("n 3l4l-or IP
\
T
ja
PdAg {D \?Yr'o 9vttr'r1 ?,Dr+ lr-,0 \ . - ,, ^i, flf-
^,- )\ 'J=-Jc-Jr q.VA
w A0 I L0 , /Lrtc^r{^---
4t.
Anruw C ^, ila TLw(-----: -
7 tt^/,A0 4fu
flupr /,#l/Aqq @€ortMxn
\ev*rPar J-ro-6'
PoAD rD rPt{O rveNT )opls - to I.-
n
? ^1" I*? du"t)'/L
truln ln,alta-wa1 -
AaW, tg"? o,alytf,L 1-
I s & = llu-WI
6a' L -- il- r'/v
&ov^
t'-)t ii* jr tlr r^':\-"
,/grvna>,"Jo
(oop e1n,^e-c)
\ l*f a,-yuta I
[oo7 'vyal.
0
yr"e)o^ ,*af,rct J^' [ugf :o
ftlcpr /44PA PPU ( o rP(4^/7D
/2Ft*wr+f /- to-'l'
4 )V
i ., -)r]KE -bk'
lr ) L ),bf -al'l+B-AAJ JA
A-
lo n
[u dA) tto
W d),.",'a
Jd * g,- W* + f>tT (r'- r])
tl.-tu(l + *s)(b,'o',)
$rlf," * ttlt- (b,-$r\
tJ.IollI' + nB' zAAlt'
,ttrltrur 2 + ?iltTIvL-
-.n),T nL'
Lz = ttl'Tn a^tffi'(re*h:M*ca'l+ vt wftaf )
too ? o\^,\l!.re 2
{ P'' d'L ' l/^ I4 !''
b, L - Br'l- ' I't'2'l'ru '- iltu 2t'nl
q, -[9' , il^2ia15 , -- M" LTn + lJ'trn^roln
g, -- 3 A'Lo T^ l't *#^"^ t
( .,r^\n : 1u.c<Nlt * '*-t-nt)
)Aatry*
ffia")6--jM1TEr
L
ffi,ffi
I --.:gLtrn\1^ t e
Eanr'
E , &'4+il'W'ryz;trdt
aaAo' dM c'o'tlu'Yub
tl u
F'E'IF.: n n/r Jt * LL n TB' lI
LAkf/Lv
f r , rhf 6f ; ryr(
#-:-+--(\^
'dIz
-- llr,{w(a AI + z/Lt,!n,n-^L'[1t{L
ll"n'tur'dtAt
ftp'Ldr
A*
.d(
1 Z,U,thnf!dt
*J+*I
Po*o 'rD t?\rr6 tVFN-r LolT ls- u,
!rl" rwt'r' lural'
JJ' doI!^V
€J'
M,yuf
fo' ,ttt-L- 'MU'l'(
4 g: nr$lu-
u-
-4 &,r
,M7yl
r//_
,t( Ar
dk
-/_ft17
( ; Af\^'I
^-- Lm
l
= (rk('It
L
vl
^t +AV
wtul
ry_:-W
- fru"n4r'l -n-L ^LM
I rt)* l'q,r +zMl
-^^^t\xrvtr
6. n1P' 1 xtru[- J J",.
.\'l- i,lJ-ftq( I flt-iMr rl
M!z,/"
M{/+ t+'1fu'I,y'r
+(''.
p' .t7
rrf, -- f
i-.-rl t'f-tltr-P-t /4rtr-+r24 A,t I otwLlb
f&mrrwr l-toj
€J' ."'/lt'if f-:I
trn- ra\? [f"rD
9VE
E
ry-";'tffit
*
wr
J_u7,(
I-\v!.;
I,
l:
fflcBr WtPtUfotP/*rrro
ft (.4rM4f | -to )?'
hF
N
bo V&A
rdFB, \. l.-AA
V,t rAQ av-
aL/yl r A{dcall-
hf L r'*6.2{tgl
L
t-
t-,
W'U!-, l]=o --'t$'tt
f3,+ g v,r^(rqr,o
j 'E)*
J )\
"10txts)fDV
E
Jv
DV
I
-i; oi l
I
J
t F d,r'ho^
1
4 '</4'#'w{ --st f
-_ e)f Lr o
: - [.r&dt'rI
Iryf ['+'fr
,1wr$
+ ebr7
-2r{:2-
Kr)r' m rgrto EvrruT ','." tr-:)__.;r .,_..;r fir f^"npL^n &; v**'*par-a,rt
I i, )i , tLto T-^'
"BWL ,r,u.N!r,a!- '- //" n L I
t@t
- V n 2)C+)
r^d,^t, /r""Tl* rckrJVt/: V,
waw:
B*,t' g,-//^lil )
fli r'z(
(u, - /t't'^I )
+taka
T)
wa'J"w
[.
cnj (' 6o -
+ u{"/An
wt" tLt^^L
I = c,^.t t{Lo
2i L'
re( *
lar
J r'u
N'vr
,f6ss'fu l,ttt[t**r^rr7"h I
' I gt'n" 1| **tn'rtlr'n )
r4,
W; Pt rk
f1/4-( M/ L*P a slrtL>+turo
fvctrNAt t-10-7
w (-Tru
'-I:a
K erur
v
Ai,
Af -.
&t.ltr,
T:
TTLr
tr( An
P B r/r-l 4pg 7'Ar d Q
lg . ,ul,r &
zt,/I
ry (rarAdLrL I
^, vi,
Js Ti rArd'071 Ji
r" o 4.0
zf,.r'z{L'24
'ry1.
@ w,r$r'e6e
' Y t" 't{' ttt"l i" lt*l €), ty-=;l ii t f*
l: ry{z
P , I"K .
'f 6 c A;ruAt 1- ta-g
f lW pr4uA Pt u rof P (kfvib
TVl J*
-4,DoJP'ryfIu.-
'L ^ Y'r(kV l"
(:
(a
0, f'
, (r:+w f A^Y\) LQ-vwr"lro'l
v-"
^to (rf {i.)* [tau., *
i tr*,r,",r,* n)* ( z+ + d t ^^"
Al
, \rurog' Y tn
z ( LL +c,lr"aua)