L
1. Sebuah lensa cembung memiliki panjang fokus sebesar 20 cm. Jika objek diletakkan 30 cm dari lensa, berapa jarak gambar dari lensa dan apakah gambar tersebut nyata atau maya?
2. Sebuah beban listrik dengan muatan 10 μC ditempatkan di tengah-tengah garis yang menghubungkan dua muatan titik sebesar 5 μC dan -8 μC. Berapa besar gaya yang dialami oleh beban listrik di tengah-tengah?
3. Sebuah medan magnetik homogen dengan fluks magnetik 0,02 T mengalir melalui lingkaran berbentuk kawat dengan diameter 0,5 meter. Berapa besar induksi magnetik di dalam kawat?
1. Sebuah lensa cembung memiliki panjang fokus sebesar 20 cm. Jika objek diletakkan 30 cm dari lensa, berapa jarak gambar dari lensa dan apakah gambar tersebut nyata atau maya?
2. Sebuah beban listrik dengan muatan 10 μC ditempatkan di tengah-tengah garis yang menghubungkan dua muatan titik sebesar 5 μC dan -8 μC. Berapa besar gaya yang dialami oleh beban listrik di tengah-tengah?
3. Sebuah medan magnetik homogen dengan fluks magnetik 0,02 T mengalir melalui lingkaran berbentuk kawat dengan diameter 0,5 meter. Berapa besar induksi magnetik di dalam kawat?
Jawaban:
1. Untuk mencari jarak gambar dari lensa, kita dapat menggunakan rumus lensa yang menghubungkan jarak objek (u), jarak gambar (v), dan panjang fokus (f) dari lensa cembung:
1/v + 1/u = 1/f
Diketahui:
Panjang fokus (f) = 20 cm = 0,20 m
Jarak objek (u) = 30 cm = 0,30 m
Mari kita hitung jarak gambar (v):
1/v + 1/u = 1/f
1/v + 1/0,30 = 1/0,20
1/v = 1/0,20 - 1/0,30
1/v = 5 - 3
1/v = 2
v = 1/2 = 0,5 m
Jadi, jarak gambar dari lensa adalah 0,5 meter.
Untuk mengetahui apakah gambar tersebut nyata atau maya, kita perlu melihat tanda dari jarak gambar (v). Jika jarak gambar positif (+), maka gambar tersebut nyata. Jika jarak gambar negatif (-), maka gambar tersebut maya.
Dalam kasus ini, jarak gambar (v) positif (+), yaitu 0,5 m, sehingga gambar tersebut nyata.
2. Untuk menghitung besar gaya yang dialami oleh beban listrik di tengah-tengah garis yang menghubungkan dua muatan titik, kita dapat menggunakan hukum Coulomb:
F = k * |q1 * q2| / r^2
Diketahui:
Muatan q1 = 5 μC = 5 x 10^-6 C
Muatan q2 = -8 μC = -8 x 10^-6 C
Muatan q (beban listrik di tengah-tengah) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Konstanta Coulomb (k) = 8,99 x 10^9 N m^2/C^2
Mari kita hitung besar gaya (F):
F = k * |q1 * q| / r^2 + k * |q2 * q| / r^2
F = 8,99 x 10^9 * |5 x 10^-6 * 10 x 10^-6| / r^2 + 8,99 x 10^9 * |-8 x 10^-6 * 10 x 10^-6| / r^2
F = 8,99 x 10^9 * |50 x 10^-12| / r^2 + 8,99 x 10^9 * |-80 x 10^-12| / r^2
F = 8,99 x 10^9 * 50 x 10^-12 / r^2 + 8,99 x 10^9 * 80 x 10^-12 / r^2
F = 4,495 x 10^-2 / r^2 - 7,192 x 10^-2 / r^2
F = - 2,697 x 10^-2 / r^2
Jadi, besar gaya yang dialami oleh beban listrik di tengah-tengah adalah -2,697 x 10^-2 / r^2 Newton.
3. Untuk menghitung besar induksi magnetik di dalam kawat, kita dapat menggunakan hukum induksi magnetik:
B = Φ / A
Diketahui:
Fluks magnetik (Φ) = 0,02 T (tesla) = 0,02 Weber
Diameter kawat (D) = 0,5 meter
Luas penampang kawat (A) dapat dihitung menggunakan rumus luas lingkaran:
A = π * r^2
Diameter (D) = 0,5 meter, jadi jari-jari (r) adalah setengah dari diameter:
r = D / 2 = 0,5 / 2 = 0,25 meter
A = π * (0,25)^2 = 0,1963 m^2
Mari kita hitung besar induksi magnetik (B):
B = Φ / A
B = 0,02 / 0,1963
B = 0,1019 T (tesla)
Jadi, besar induksi magnetik di dalam kawat adalah 0,1019 Tesla.