Fisika Soal dan Jawaban materi vektor

Kuis Fisika15 Oktober 2015
1. Diberikan 2 buah vektor a=2i-4j-k dan b=3i-j+2k
Carilah axb dan a.b
Jawab:

a.b  (axiˆ  a y ˆj  az kˆ).(bxiˆ  by ˆj  bz kˆ)

a x b  (aybz  by az )iˆ  (azbx  bz ax ) ˆj  (axby  bx a y )kˆ
2.

a. Berapa R ekivalen jika setiap resistor mempunyai hambatan 2?
b. Berapa kapasitansi ekivalen jika C=2F
Jawab:
a. Rekivalen=4
b. Cekivalen=1F
3.

Pada saat t=0 saklar ditutup sehingga arus listrik mengalir dan kapasitor mulai terisi. Bagaimana
kebergantungan tegangan terhadap waktu? Gambarkan grafik V terhadap waktu.

Jawab:

BACA KEMBALI MATERI CHARGING (PENGISIAN) KAPASITOR

1

4. Tentukan besar induksi magnet disuatu titik yang berjarak 2cm dari kawat lurus panjang
yang berarus listrik 30A
Jawab:  

 0 .i
 3.10 4 T  3.10 4 W / m 2
2r

5. Induksi magnet pada pusat solenoida yang panjangnya 24cm dan terdiri dari 100 lilitan
adalah 3x10-4T. Tentukan kuat arus yang mengalir pada solenoida tersebut!
 0 .N 2 .i

Jawab:
l
i  1.8 A
6. Suatu solenoida terdiri dari 300 lilitan berarus 2A. Panjang solenoida 30cm. Berapa

induksi magnet ditengah2 solenoida?
 .N .i 4 .10 7..300.2
B 0

l
3.10 2

B  8 .10  4 T
7. Berapakah arus yang melalui R1, R2 dan 2 ?

Jawab:

2

Arus yang melalui 2 adalah 0.003-0.03=-0.027A

3

8. Pada konfigurasi muatan berikut ini q1=10-7C, q2=2 q1, q3=-4 q1 dan d = 10 cm.
Hitunglah:

a. Energi potensial listrik antara masing-masing pasangan muatan
b. Energi potensial listrik konfigurasi tersebut.
Pada konfigurasi muatan berikut ini q1=10-7C, q2=2 q1, q3=-4 q1 dan d = 10 cm. Hitunglah:
a. Energi potensial listrik antara masing-masing pasangan muatan
2
2q
q q
2(10 7 C ) 2
 18  10  4 V
V12  k 1 2  k 1  (9  10 9 Nm 2 / C 2 )
(0,1m)
d
d

q1  q3
 4q1
 4(10 7 C ) 2
k
 (9  10 9 Nm 2 / C 2 )
 36  10  4 V

(0,1m)
d
d
2

V13  k

q q
 8q1
 8(10 7 C ) 2
 (9  10 9 Nm 2 / C 2 )
 72  10  4 V
V23  k 2 3  k
(0,1m)
d
d
b. Energi potensial listrik konfigurasi tersebut.
Vtot  V12  V13  V23  (18  10 4 )  (36  10 4 )  (72  10 4 )  9  10 3 V
2

9. Kapasitor keping terdiri dari dua buah keping sejajar, masing-masing luasnya 200 cm2,
berjarak 0,4 cm dalam udara. (a) Berapakah kapasitansinya? (b) Kalau kapasitor
dihubungkan dengan sumber 500 V, berapa muatan yang terhimpun didalamnya, berapa pula
energi kapasitor, dan berapa F antara kedua kepingnya?(c)Jika cairan (K=2,60) diisikan
dalam ruang kapasitor, lebih banyak muatan akan mengalir dari sumber 500 V terhimpun
dalam kapasitor: berapakah tambahan muatan ini.
Penyelesaian :
a). Besar kapasitansinya :
  A (8,85  10 12 C 2 / Nm 2 )(2  10 2 m 2 )

 44,25 pF
C 0
d
(0,004m)
b). Jumlah muatan, energi kapasitor, dan gaya tarik antara bidang kapasitor :
* Q  C  V  (44,25  10 12 F )(500V )  22,125nC

* E  12 CV 2  12 (44,25  10 12 F )(500V ) 2  5,53  10 6 Joule

 0 A V 2

(8,85  10 12 C 2 / Nm 2 )(2  10  2 m 2 )(500V ) 2
*F 

 1,38  10 3 N
2
2
2d
2(0,004m)
c). Jika cairan (K=2,60) disikan dalam ruang kapasitor, muatan yang mengalir :
*    0  K  (8,85  10 12 C 2 / Nm 2 )(2,60)  2,301  10 11 C 2 / Nm 2

*C 

A
d



(2,301  10 11 C 2 / Nm 2 )(2  10 2 m 2 )

 1,1505  10 10 F
0,004m

* Q  C  V  (1,1505  10 10 F )(500V )  5,7525  10 8 C  57,525nC

4