SMART SOLUTION UN FISIKA SMA 2013 (SKL 5 Indikator 5.5 Gaya Lorentz)
Smart Solution
UJIAN NASIONAL
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013
Fisika SMA
Disusun Oleh :
Pak Anang
5.5. Menentukan arah dan besar gaya magnetic (gaya Lorentz) pada kawat berarus listrik atau muatan
listrik yang bergerak dalam medan magnet homogen.
Gaya Lorentz
Satu Kawat Berarus
�
� = �ℓ sin �
Muatan Bergerak
�
Arah gaya Lorentz ditunjukkan oleh
arah telapak tangan
�=
�
sin �
�
Arah gaya Lorentz ditunjukkan oleh
arah telapak tangan (jika muatan +)
arah punggung tangan (jika muatan −)
Arus Searah
�
Dua Kawat Sejajar
Berarus
� =� =�=
� � �
��
ℓ
�
�
�
� dan � tarik-menarik
menarik
Arus Berlawanan Arah
�
�
�
�
� dan � tolak-menolak
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 180
CONTOH SOAL
Menentukan gaya Lorentz pada sebuah kawat berarus listrik
1. Kawat lurus sepanjang 20 cm dialiri arus listrik 2 A dan diletakkan dalam medan magnet 0,4 T.
Gaya Lorentz yang dialami kawat jika diletakkan tegak lurus arah medan magnet sebesar ....
A. 0,16 N
TIPS SUPERKILAT:
B. 0,24 N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. 0,32 N
D. 0,64 N
� = �ℓ = × × =
Pasti jawabannya A
E. 0,80 N
2. Dalam suatu medan magnet homogen , × − T diletakkan sebuah kawat sepanjang 1 m
yang dialiri arus sebesar 20 A. Sudut yang dibentuk antara arah arus dan arah medan magnet
30°. Gaya Lorentz yang muncul pada kawat sebesar ....
A. 0,03 N TIPS SUPERKILAT:
B. 0,06 N Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. 0,12 N
D. 0,24 N
Pasti jawabannya D
� = �ℓ sin θ =
× × × =
E. 0,48 N
3. Dalam suatu medan magnet homogen 0,032 T diletakkan kawat lurus berarus listrik 20 A secara
tegak lurus. Jika panjang kawat 100 cm, gaya Lorentz yang timbul sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
D. , × − N � = �ℓ = × × =
Pasti jawabannya E
E. , × − N
4. Perhatikan gambar berikut!
+
+
+
�
Kawat berarus 5 ampere sepanjang 20 cm diletakkan dalam medan magnet 0,01 T dengan arah
dan sudut seperti pada gambar. Besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat yaitu ....
A. 0,01 N ke −
TIPS SUPERKILAT:
B. 0,02 N ke +
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. 0,03 N ke −
� = �ℓ = × × =
N
D. 0,04 N ke +
+
Pasti
jawabannya
E
ℎ
�
�
E. 0,05 N ke −
5. Perhatikan gambar di bawah ini!
�
TIPS SUPERKILAT:
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
� = �ℓ =
× ×
=
Kawat berarus listrik 2 A melintasi medan magnet homogen 0,05 T. Jika panjang kawat 30 cm,
besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat adalah ....
A. 0,02 ke kiri
ℎ�
�
��
� � � ℎ
� �
B. 0,02 ke kanan
Jempol ke atas
C. 0,03 ke kiri
Empat jari masuk bidang.
D. 0,03 ke kanan
�
ℎ�
�
� �� �. Pasti jawabannya C
E. 0,05 ke kiri
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 181
Menentukan gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak pada medan magnet homogen
6. Sebuah partikel bermuatan 2 �C bergerak dengan kecepatan ×
m/s di udara melewati
−
medan magnet homogen bernilai ×
T secara tegak lurus. Gaya Lorentz yang dialami
partikel tersebut sebesar ....
A. × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. × − N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting
C.
× − N
saja
D. × − N
�=
= × × = Pasti jawabannya D
E. × − N
7. Dalam pengaruh medan magnetik , × − T, sebuah partikel bergerak dengan kecepatan ×
m/s dan membentuk sudut 30° terhadap arah medan magnet. Jika muatan partikel , ×
− 9
C, gaya magnetik yang dialami partikel tersebut sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
D. , × − N
Pasti jawabannya B
�=
sin � =
×
× × =
×
=
E. , × − N
8. Muatan listrik + C bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s pada
arah sumbu X yang positif. Terdapat medan magnet B sebesar 40
Wb/m2 dalam arah positif seperti pada gambar di samping.
Besar dan arah gaya magnetik adalah ....
TIPS SUPERKILAT:
A. , ×
N arah (−)
�=
=
× ×
= .
N
B. , ×
N arah (+)
ℎ
�
�
−
Pasti
jawabannya
A
C. , × − N arah (−)
D. , × − N arah (+)
E. , × − N arah (−)
9. Perhatikan gambar di samping!
Muatan listrik sebesar − coulomb yang bergerak searah sumbu (+)
melintasi medan magnet yang searah sumbu (+). Besar dan arah gaya
magnetik yang timbul jika kecepatan elektron 10 m/s yaitu ....
A. 1.000 searah sumbu (+)
B. 1.000 searah sumbu (−) TIPS SUPERKILAT:
=
×
×
= .
N
C. 2.000 searah sumbu (+) � =
Pasti
jawabannya
D
ℎ
�
�
−
D. 2.000 searah sumbu (−)
E. 3.000 searah sumbu (−)
+
+
−
+
=
T
+
+
10. Perhatikan gambar berikut
+
+
+
Gerak muatan listrik
m/s
Muatan listrik sebesar +2 coulomb melintasi medan magnet sebesar 10 T seperti pada gambar.
Besar dan arah gaya magnetik yang diterima muatan tersebut yaitu ....
A.
N arah +
TIPS SUPERKILAT:
B.
N arah −
�
=
=
× × =
N
C.
N arah −
+
ℎ��
Pasti jawabannya E
D.
N arah +
E.
N arah +
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 182
11. Perhatikan gambar berikut!
Muatan listrik 3 �C melintasi medan magnet 0,06 T dengan kecepatan 25 m/s. Gaya Lorentz
yang dialami oleh muatan itu sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
B. , × − N
C. , × − N
Pasti jawabannya D
�=
= × ×
= ×
=
D. , × − N
E. , × − N
12. Perhatikan gambar berikut!
�
Elektron bermuatan , × − 9 C memasuki medan magnet sebesar − T dengan kecepatan
100 m/s. Gaya magnetik yang dialami elektron sebesar ....
A. , × − N TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
= ×
× =
Pasti jawabannya A
D. , × − N � =
−
E. , ×
N
Menentukan gaya Lorentz pada dua kawat sejajar yang berarus listrik
13. Dua buah kawat lurus yang masing-masing memiliki panjang 60 cm diletakkan sejajar. Kawat
pertama dialiri arus 40 A dan kawat kedua 20 A. Arah aliran arus listrik searah. Gaya magnetik
per meter dari kedua kawat sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
�× ×
� � ��
D. , × − N
=
=
=
≈ , ≈ , Pasti jawabannya B
−
�×
�
ℓ
E. , ×
N
14. Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain dialiri oleh arus listrik yang masing-masing
1 A dengan arah yang sama. Di antara kedua kawat akan terjadi ....
TIPS SUPERKILAT:
A. Gaya tarik-menarik sebesar ×
N/m
B. Gaya tolak-menolak sebesar ×
N/m
�× − × ×
� � ��
C. Gaya tarik-menarik sebesar ×
N/m
=
=
= × − N/m
−
�
�
×
ℓ
D. Gaya tarik-menarik sebesar ×
N/m
E. Gaya tolak-menolak sebesar × − N/m Karena searah maka tarik-menarik Pasti jawabannya D
15. Dua kawat sejajar sepanjang 1 m berarus listrik 6 A dan 9 A berjarak 18 cm satu sama lain. Jika
kedua arus berarah sama, maka besar dan arah gaya Lorenz yang ditimbulkan oleh kedua kawat
tersebut adalah ....
TIPS SUPERKILAT:
A. × − N, tarik-menarik
B. � × − N, tolak-menolak
�× − × ×
� ��
ℓ=
× = × − N/m
�=
C.
× − N, tolak-menolak
−
�
×
×
�
D. � × − N, tarik-menarik
Karena searah maka tarik-menarik Pasti jawabannya A
E.
� × − N, tarik-menarik
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 183
16. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.
17. Contoh soal lainnya menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi
terus posting tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di http://pakanang.blogspot.com. Terima kasih.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 184
PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012
1.
Perhatikan gambar berikut!
�
�
Jika arus listrik I dialirkan pada kawat AB, maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah ....
A. ke arah B
TRIK SUPERKILAT:
B. ke kiri
Arah gaya magnetik ditunjukkan arah telapak tangan.
C. ke kanan
D. tegak lurus masuk bidang kertas Jadi arahnya adalah tegak lurus keluar bidang kertas
menuju mata pengamat!
E. tegak lurus keluar bidang kertas
Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut
disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal
20November 2012 yang lalu.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.
Terimakasih,
Pak Anang.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 185
UJIAN NASIONAL
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013
Fisika SMA
Disusun Oleh :
Pak Anang
5.5. Menentukan arah dan besar gaya magnetic (gaya Lorentz) pada kawat berarus listrik atau muatan
listrik yang bergerak dalam medan magnet homogen.
Gaya Lorentz
Satu Kawat Berarus
�
� = �ℓ sin �
Muatan Bergerak
�
Arah gaya Lorentz ditunjukkan oleh
arah telapak tangan
�=
�
sin �
�
Arah gaya Lorentz ditunjukkan oleh
arah telapak tangan (jika muatan +)
arah punggung tangan (jika muatan −)
Arus Searah
�
Dua Kawat Sejajar
Berarus
� =� =�=
� � �
��
ℓ
�
�
�
� dan � tarik-menarik
menarik
Arus Berlawanan Arah
�
�
�
�
� dan � tolak-menolak
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 180
CONTOH SOAL
Menentukan gaya Lorentz pada sebuah kawat berarus listrik
1. Kawat lurus sepanjang 20 cm dialiri arus listrik 2 A dan diletakkan dalam medan magnet 0,4 T.
Gaya Lorentz yang dialami kawat jika diletakkan tegak lurus arah medan magnet sebesar ....
A. 0,16 N
TIPS SUPERKILAT:
B. 0,24 N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. 0,32 N
D. 0,64 N
� = �ℓ = × × =
Pasti jawabannya A
E. 0,80 N
2. Dalam suatu medan magnet homogen , × − T diletakkan sebuah kawat sepanjang 1 m
yang dialiri arus sebesar 20 A. Sudut yang dibentuk antara arah arus dan arah medan magnet
30°. Gaya Lorentz yang muncul pada kawat sebesar ....
A. 0,03 N TIPS SUPERKILAT:
B. 0,06 N Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. 0,12 N
D. 0,24 N
Pasti jawabannya D
� = �ℓ sin θ =
× × × =
E. 0,48 N
3. Dalam suatu medan magnet homogen 0,032 T diletakkan kawat lurus berarus listrik 20 A secara
tegak lurus. Jika panjang kawat 100 cm, gaya Lorentz yang timbul sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
D. , × − N � = �ℓ = × × =
Pasti jawabannya E
E. , × − N
4. Perhatikan gambar berikut!
+
+
+
�
Kawat berarus 5 ampere sepanjang 20 cm diletakkan dalam medan magnet 0,01 T dengan arah
dan sudut seperti pada gambar. Besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat yaitu ....
A. 0,01 N ke −
TIPS SUPERKILAT:
B. 0,02 N ke +
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. 0,03 N ke −
� = �ℓ = × × =
N
D. 0,04 N ke +
+
Pasti
jawabannya
E
ℎ
�
�
E. 0,05 N ke −
5. Perhatikan gambar di bawah ini!
�
TIPS SUPERKILAT:
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
� = �ℓ =
× ×
=
Kawat berarus listrik 2 A melintasi medan magnet homogen 0,05 T. Jika panjang kawat 30 cm,
besar dan arah gaya magnetik yang dialami kawat adalah ....
A. 0,02 ke kiri
ℎ�
�
��
� � � ℎ
� �
B. 0,02 ke kanan
Jempol ke atas
C. 0,03 ke kiri
Empat jari masuk bidang.
D. 0,03 ke kanan
�
ℎ�
�
� �� �. Pasti jawabannya C
E. 0,05 ke kiri
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 181
Menentukan gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak pada medan magnet homogen
6. Sebuah partikel bermuatan 2 �C bergerak dengan kecepatan ×
m/s di udara melewati
−
medan magnet homogen bernilai ×
T secara tegak lurus. Gaya Lorentz yang dialami
partikel tersebut sebesar ....
A. × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. × − N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting
C.
× − N
saja
D. × − N
�=
= × × = Pasti jawabannya D
E. × − N
7. Dalam pengaruh medan magnetik , × − T, sebuah partikel bergerak dengan kecepatan ×
m/s dan membentuk sudut 30° terhadap arah medan magnet. Jika muatan partikel , ×
− 9
C, gaya magnetik yang dialami partikel tersebut sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
D. , × − N
Pasti jawabannya B
�=
sin � =
×
× × =
×
=
E. , × − N
8. Muatan listrik + C bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s pada
arah sumbu X yang positif. Terdapat medan magnet B sebesar 40
Wb/m2 dalam arah positif seperti pada gambar di samping.
Besar dan arah gaya magnetik adalah ....
TIPS SUPERKILAT:
A. , ×
N arah (−)
�=
=
× ×
= .
N
B. , ×
N arah (+)
ℎ
�
�
−
Pasti
jawabannya
A
C. , × − N arah (−)
D. , × − N arah (+)
E. , × − N arah (−)
9. Perhatikan gambar di samping!
Muatan listrik sebesar − coulomb yang bergerak searah sumbu (+)
melintasi medan magnet yang searah sumbu (+). Besar dan arah gaya
magnetik yang timbul jika kecepatan elektron 10 m/s yaitu ....
A. 1.000 searah sumbu (+)
B. 1.000 searah sumbu (−) TIPS SUPERKILAT:
=
×
×
= .
N
C. 2.000 searah sumbu (+) � =
Pasti
jawabannya
D
ℎ
�
�
−
D. 2.000 searah sumbu (−)
E. 3.000 searah sumbu (−)
+
+
−
+
=
T
+
+
10. Perhatikan gambar berikut
+
+
+
Gerak muatan listrik
m/s
Muatan listrik sebesar +2 coulomb melintasi medan magnet sebesar 10 T seperti pada gambar.
Besar dan arah gaya magnetik yang diterima muatan tersebut yaitu ....
A.
N arah +
TIPS SUPERKILAT:
B.
N arah −
�
=
=
× × =
N
C.
N arah −
+
ℎ��
Pasti jawabannya E
D.
N arah +
E.
N arah +
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 182
11. Perhatikan gambar berikut!
Muatan listrik 3 �C melintasi medan magnet 0,06 T dengan kecepatan 25 m/s. Gaya Lorentz
yang dialami oleh muatan itu sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
B. , × − N
C. , × − N
Pasti jawabannya D
�=
= × ×
= ×
=
D. , × − N
E. , × − N
12. Perhatikan gambar berikut!
�
Elektron bermuatan , × − 9 C memasuki medan magnet sebesar − T dengan kecepatan
100 m/s. Gaya magnetik yang dialami elektron sebesar ....
A. , × − N TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
= ×
× =
Pasti jawabannya A
D. , × − N � =
−
E. , ×
N
Menentukan gaya Lorentz pada dua kawat sejajar yang berarus listrik
13. Dua buah kawat lurus yang masing-masing memiliki panjang 60 cm diletakkan sejajar. Kawat
pertama dialiri arus 40 A dan kawat kedua 20 A. Arah aliran arus listrik searah. Gaya magnetik
per meter dari kedua kawat sebesar ....
A. , × − N
TIPS SUPERKILAT:
B. , × − N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja
C. , × − N
�× ×
� � ��
D. , × − N
=
=
=
≈ , ≈ , Pasti jawabannya B
−
�×
�
ℓ
E. , ×
N
14. Dua kawat sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain dialiri oleh arus listrik yang masing-masing
1 A dengan arah yang sama. Di antara kedua kawat akan terjadi ....
TIPS SUPERKILAT:
A. Gaya tarik-menarik sebesar ×
N/m
B. Gaya tolak-menolak sebesar ×
N/m
�× − × ×
� � ��
C. Gaya tarik-menarik sebesar ×
N/m
=
=
= × − N/m
−
�
�
×
ℓ
D. Gaya tarik-menarik sebesar ×
N/m
E. Gaya tolak-menolak sebesar × − N/m Karena searah maka tarik-menarik Pasti jawabannya D
15. Dua kawat sejajar sepanjang 1 m berarus listrik 6 A dan 9 A berjarak 18 cm satu sama lain. Jika
kedua arus berarah sama, maka besar dan arah gaya Lorenz yang ditimbulkan oleh kedua kawat
tersebut adalah ....
TIPS SUPERKILAT:
A. × − N, tarik-menarik
B. � × − N, tolak-menolak
�× − × ×
� ��
ℓ=
× = × − N/m
�=
C.
× − N, tolak-menolak
−
�
×
×
�
D. � × − N, tarik-menarik
Karena searah maka tarik-menarik Pasti jawabannya A
E.
� × − N, tarik-menarik
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 183
16. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.
17. Contoh soal lainnya menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi
terus posting tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di http://pakanang.blogspot.com. Terima kasih.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 184
PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012
1.
Perhatikan gambar berikut!
�
�
Jika arus listrik I dialirkan pada kawat AB, maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah ....
A. ke arah B
TRIK SUPERKILAT:
B. ke kiri
Arah gaya magnetik ditunjukkan arah telapak tangan.
C. ke kanan
D. tegak lurus masuk bidang kertas Jadi arahnya adalah tegak lurus keluar bidang kertas
menuju mata pengamat!
E. tegak lurus keluar bidang kertas
Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut
disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal
20November 2012 yang lalu.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.
Terimakasih,
Pak Anang.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 185