CONTOH SOAL FISIKA DASAR : MEDAN MAGNETIK

1. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 10 A. Tentukan besar induksi magnetik di suatu titik yang berjarak 5 cm dari kaeat tersebut.

2. Sebuah kawat melingkar dengan jari-jari 20 cm terdiri atas 4 lilitan. Jika kawat tersebut dialiri arus sebesar 5 A, tentukan besar induksi magnetik di pusat kawat melingkar tersebut.

3. Tentukan besar induksi magnetik di pusat dan di ujung sebuah solenoida yang panjangnya 60 cm dengan diameter 3 cm dan terdiri atas 3.000 lilitan, jika arus yang mengalir dalam solenoida tersebut sebesar 5 A.

4. Sebuah toroida dengan jari-jari efektif 40 cm dialiri arus listrik sebesar 10 A dan terdiri atas 600 lilitan. Tentukan besar induksi magnetik di sumbu toroida tersebut.

5. Dalam suatu medan magnetik homogen sebesar 24 mT diletakkan sebuah kawat yang panjangnya 1 m dan dialiri arus listrik sebesar 5 A. Jika sudut yang dibentuk oleh arah arus dan arah medan adalah 30°, tentukan besar gaya yang bekerja pada kawat tersebut.

6. Dua buah kawat lurus sejajar dan panjang terpisah pada jarak 4 cm. Kawat pertama dialiri arus listrik 20 A dan kawat kedua dialiri arus listrik 40 A dalam arah yang sama. Tentukan besar gaya per satuan panjang yang bekerja pada kawat tersebut.

7. Sebuah partikel bermuatan listrik bergerak secara tegak lurus menembus medan magnetik dan medan listrik yang saling tegak lurus. Tentukan besar kecepatan partikel tersebut agar tetap bergerak lurus, jika besar induksi magnetik 0,4 T dan medan listrik 40 kV/m.

8. Sebuah solenoida yang terdiri dari 4.000 lilitan dialiri arus 0,25 A. Jika induksi magnetik di pusat solenoida adalah 2,5 mT, maka tentukan panjang solenoida tersebut.

9. Suatu solenoida yang panjangnya 2 m dan terdiri dari 800 lilitan dengan jari-jari 2 cm dialiri arus listrik sebesar 0,5 A. Tentukan besar induksi magnetik di ujung solenoida.

10. Toroida dengan jari-jari 5 cm terdiri dari 750 lilitan. Jika induksi magnetik yang terjadi di dalam toroida adalah 1,8 mT, maka tentukan arus listrik yang mengalir dalam toroida tersebut.

11. Suatu medan magnetik yang besarnya 0,4 T mampu membelokkan gerak muatan listrik sebesar 5 C yang kecepatannya 50.000 m/s sehingga memiliki lintasam berbentuk lingkaran dengan jari-jari 2 cm. Tentukan massa partikel tersebut.

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : LISTRIK STATIS

1. Sepasang pelat paralel dimuati oleh baterai 24 V. Berapakah usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan +4,0 C dari keping positif ke keping negatif ?

2. Berapakah besar dan arah medan listrik antara dua pelat paralel yang dimuati oleh sumber tegangan 6,0 V dan terpisah sejauh 2,0 mm ?

3. Sebuah elektron dipercepat dalam muatan listrik homogen (1.000 V/m). Berapakah kecepatannya setelah menempuh jarak 0,50 cm dari keadaan diamnya ?

4. Sebuah elektron dalam tabung televisi dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial V = 5.000 V. Tentukan.

a. Berapa perubahan energi potensial elektron ?

b. Berapa kelajuan elekton ?

5. Sebuah bola logam berongga dengan jari-jari 0,20 m diberi muatan 10 nC. Hitung potensial listrik pada titik yang jarak dari pusatnya :

a. 0,10 m

b. 0,20 m

c. 0,40 m

6. Hitung kuat medan dari medan listrik homogen diantara dua keping sejajar jika beda potensial keduanya 50 Volt dan terpisah sejauh 2,5 mm.

7. Kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak 15 cm dari pusat bola berjari-jari 10 cm adalah 80 N/C. Berapa potensial pada titik yang berjarak 5 cm dari pusat bola ?

8. Sebuah kapasitor yang dihubungkan ke baterai 24 V dapat menyimpan muatan 4 mC. Berapa besar kapasitas kapasitor tersebut ?

9. Jarak pisah antarkeping sebuah kapasitor sejajar bermuatan dibuat menjadi setengah kali semula. Maka beda potensial antarkeping adalah ?

10. Sebuah kapasitor diberi muatan +10 nC dan beda potensial di antara kedua pelat kapasitor sebesar 100 V. Kapasitas dan energi yang tersimpan dalam kapasitor tersebut adalah ?

11. Dalam suatu percobaan, diinginkan elektron memiliki kecepatan 1/100 kali kecepatan cahaya setelah ditembakkan sejauh 2,50 mm antara dua pelat sejajar yang bermuatan. Pelat atas bermuatan positif. Tentukan.

a. Berapa tegangan atau potensial yang diperlukan ?

b. Berapa besar medan listrik ?

12. Berapa luas pelat pada kapasitor 1,0 F jika jarak pisahnya 1,0 mm ?

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : CAHAYA

1. Seberkas cahaya datang dari kaca yang mempunyai indeks bias 1,5 dan masuk ke dalam air yang mempunyai indeks bias 1,33. Apabila sudut datang cahaya sebesar 45°, maka berapa besar sudut biasnya ?

2. Di laboratorium, seorang mahasiswa mengamati sinar merah yang berasal dari laser helium-neon (panjang gelombang 633 nm) memasuki lempeng kaca (n = 1,5) dengan sudut datang 30°. Hitunglah.

a. Kelajuan cahaya merah di dalam kaca.

b. Panjang gelombangnya di dalam kaca.

c. Sudut biasanya.

3. Seberkas cahaya laser datang dengan sudut 40° pada sebuah kaca plan-paralel yang indeks biasanya 1,5 dengan ketebalan 8 cm. Hitung pergeseran cahaya antara cahaya datang dan keluar.

4. Seberkas cahaya datang dari kaca yang mempunyai indeks bias 3/2 dan masuk ke dalam air yang mempunyai indeks bias 4/3. Hitung besar sudut kritisnya.

5. Sebuah lensa cembung mempunyai jarak fokus 10 cm. Tentukan jarak dan perbesaran bayangan yang terjadi jika benda terhadap lensa  berada pada jarak

a. 5 cm.

b. 20 cm.

6. Seberkas sinar dengan sudut datang 45° melewati suatu prisma sama sisi yang berada di udara dan terjadi deviasi minimum. Tentukan.

a. Sudut deviasi minimum.

b. Indeks bias prisma.

7. Cahaya matahari datang pada permukaan air yang indeks biasnya 4/3 sehingga menghasilkan cahaya pantul yang terpolarisasi linear. Hitunglah.

a. Sudut polarisasi.

b. Sudut bias.

8. Sebuah sakarimeter memiliki tabung ssepanjang 20 cm yang berisi larutan gula dengan konsentrasi 10% dan sudut putar jenis larutan 6,65°/cm. Tentukan sudut perputaran bidang polarisasi.

9. Apabila indeks bias warna merah dan ungu untuk kaca kerona masing-masing adalah 1,52 dan 1,54. Maka berapa sudut dispersi yang terjadi jika cahaya polikromatis datang pada prisma kaca kerona yang memiliki sudut pembias 15° ?

10. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus mengenai dua celah yang berjarak 0,4 mm. Garis terang ketiga pada layar berjarak 0,5 mm dari terang pusat. Jika jarak layar dengan celah adalah 40 cm, maka berapa panjang gelombang cahaya tersebut ?

11. Jari-jari lingkaran terang pertama pada cincin Newton adalah 1 mm. Jika jari-jari plan-konveks 4 m, maka berapa panjang gelombang cahaya yang digunaka ?

12. Seberkas cahaya monokromatik setelah melalui 2 celah sempit yang berjarak 0,2 cm membentuk pola interferensi pada layar yang berjarak 8 m dari celah tadi. Jika pada layar pertama terjadi pada jarak 0,3 cm dari terang pusat, maka berapa panjang gelombang tersebut ?

13. Sebuah celah ganda disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya 640 nm. Sebuah layar diletakkan 1,5 m dari celah. Jika jarak kedua 0,24 mm, maka berapa jarak 2 pita terang yang berdekatan ?

14. Seberkas cahaya jatuh tegak lurus pada kisi yang terdiri dari 5.000 goresan tiap cm. Sudut deviasi orde kedua adalah 30°, maka berapa panjang gelombang cahaya yang digunakan ?

CONTOH SOAL FISIKA DASAR : GEJALA GELOMBANG

1. Jika beban pada ayunan bergetar dengan periode 0,25 sekon, maka berapa frekuensi getarannya ?

2. Jika beban pada pegas bergetar dengan frekuensi 5 Hz, maka berapa periode getarannya ?

3. Sebuah beban pada ayunan bergerak 15 kali melalui titik tempat beban pertama kali dilepaskan dalam selang waktu 1 menit. Berapa periode dan frekuensi getaran beban ?

4. Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dan fasenya sama adalah 8 cm. Jika periode gelombang 2 sekon, maka berapa cepat rambat gelombangnya ?

5. Dalam 3 sekon terbentuk 30 gelombang, berarti berapa frekuensi gelombangnya ?

6. Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak renggangan dan rapatan berurutan 7,5 cm. Jika cepat rambat gelombang pada slinki 3 m/s, berapa frekuensi gelombangnya ?

7. Pada suatu gelombang stasioner, jarak antara 2 simpul yang berurutan adalah 32 cm. Jika cepat rambat gelombang itu di udara adalah 336 m/s, maka berapa frekuensi gelombangnya ?

8. Sebuah gelombang berjalan sepanjang tali yang sangat panjang dengan amplitudo 15 cm, panjang gelombang 40 cm, dan frekuensi 8 Hz. Perpindahan gelombang pada t = 0 dan x = 0 adalah 15 cm. Tentukanlah.

a. Bilangan gelombang.

b. Periode.

c. Frekuensi angular.

d. Kecepatan fase gelombang.

e. Beda fase gelombang.

f. Persamaan umum fungsi gelombangnya.

9. Sebuah gelombang berjalan memiliki frekuensi 5 Hz, amplitudo 12 cm, dan kecepatan 20 m/s. Tentukanlah.

a. Frekuensi angular gelombang.

b. Bilangan gelombang.

c. Persamaan fungsi gelombangnya.

10. Hitunglah.

a. Kecepatan maksimum gelombang.

b. Kecepatan gelombang pada x = 6 cm dan t = 0,25 s

Untuk sebuah gelombang harmonik berjalan dengan persamaan :

dimana x dan y dalam cm dan t dalam sekon.

11. Hitunglah.

a. Amplitudo.

b. Panjang gelombang.

c. Frekuensi.

d. Kelajuan gelombang.

e. Arah perjalanan gelombang.

Untuk sebuah gelombang transversal yang berjalan sepanjang tali yang sangat panjang dengan persamaan :

dimana x dan y dalam cm dan t dalam sekon.