RADIASI ELEKTROMAGNETIK - 3

Selamat datang di blog saya,

Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi penyelesaian soal yang saya kutip dari buku MANDIRI 3 FISIKA SMA/MA Kelas XII. Halaman 109 sampai dengan 110. Semoga pengalaman berbagi ini memberikan manfaat buat kita semua.

 

Soal 16

Sebuah pulsa gelombang radar dipantulkan oleh dasar laut yang akan diukur kedalamannya dan pulsa tersebut diterima kembali oleh radar yang berada di atas kapal setelah 8 x 10 ^{– 6} sekon. Jika indeks bias air laut 4/3, hitung kedalaman laut tersebut.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Indeks bias udara, n_u = 1

Cepat rambat bunyi, c = 3 x 10⁸ m/s

Indeks bias air, n_a = 4/3

Waktu, t = 8 x 10 ^{– 6} sekon

 

Ditanya,

Kedalaman dasar laut, d = … ?

 

Penyelesaian :

 

Soal : 17

Sebuah pulsa gelombang radar dipantulkan oleh sebuah benda dan diterima kembali oleh radar setelah 3 x 10^–5 sekon sejak gelombang itu dipancarkan. Tentukan jarak benda tersebut dari stasiun radar.

 

Pembahasan :

Diketahui,

Waktu pergi pulang, t = 3 x 10 ^{– 5} s

 

Ditanya,

Jarak benda tidak dikenal terhadap radar, d = … ?

 

Penyelesaian :

 

Soal : 18

Suatu gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa mempunyai kuat medan listrik sebesar 120 U/m. Hitung besar kuat medan magnetnya.

 

Pembahasan :

 

Catatan

Kuat medan listrik dalam soal ditulis 120 U/m, sesungguhnya adalah 120 V/m (E = 120 V/m).

 

Sehingga kuat medan magnetnya (B) dapat kita hitung sebagai berikut :

 

 

Soal : 19

Hitung kuat medan listrik maksimum dalam suatu daerah jika diketahui kuat medan magnet maksimumnya 2 x 10 ^{– 4} T.

Pembahasan :

 

Soal : 20

Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetik dinyatakan dengan persamaan E = 200 sin (10³ ϖx – ωt) N/C. Hitunglah :

a)   Kuat medan magnet maksimumnya

b)   Panjang gelombang

c)   Frekuensi gelombang elektromagnetik

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

 

Dari persamaan kuat medan listriknya E_m = 200 V/m, maka kuat medan magnetnya B_m.

 

Bagian b)

Panjang gelombang λ

 

Bagian c)

Tidak dapat kita tentukan nilai frekuensinya (f) disebabkan nilai ω tidak diketahui.

  

Soal : 21

Medan listrik dalam suatu gelombang elektromagnetik adalah 30 N/C. Tentukan intensitas nilai rata – rata gelombang elektromagnetik tersebut dan besar kuat medan magnet maksimumnya.

 

Pembahasan :

 

Intensitas radiasi, I :

 

 Medan magnetik maksimum, B_m :

 

 

Soal : 22

Seberkas cahaya memancarkan daya elektromagnetik sebesar 200 W secara merata ke segala arah. Tentukan :

a)   Rapat energi listrik rata – rata pada jarak 2 m dari sumber

b)   Rapat energi magnet rata – rata pada jarak 2 m dari sumber

c)   Intensitas radiasi rata – rata gelombang elektromagnetik

 

Pembahasan :

 

Rapat energi listrik sama dengan rapat energi magnet, uE = uB.

 

Bagian c)

Intensitas radiasi, I :

 

 

Bagian a) dan bagian b)

Rapat energi listrik rata – rata sama dengan rapat energi magnet rata – rata (uE = uB) :

 

 

Soal : 23

Suatu gelombang radar memancarkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertentu. Ternyata gelombang radar tersebut terpantul dari sebuah pesawat dalam waktu 6 μs. Tentukan jarak pesawat tersebut dari radar.

 

Pembahasan :

 

 

Soal : 24

Jika sebuah gelombang elektromagnetik memiliki panjang gelombang 150 nm, hitung besar frekuensi yang dimiliki gelombang elektromagnetik tersebut.

 

Pembahasan :

 

 

Diketahui,

Panjang gelombang, λ = 150 nm = 150 x 10 ^{– 9} nm

 

Ditanya,

Frekuensi gelombang, f = … ?

 

Penyelesaian,

 

Soal : 25

Sebuah stasiun radio VHF menyiarkan programnya pada frekuensi 120 MHz. Jika c = 3 x 10⁸ m/s, tentukan panjang gelombang VHF tersebut.

 

Pembahasan :

 

Soal : 26

Mengapa pada saat kita mendengarkan radio FM bunyinya lebih jernih dibandingkan dengan mendengarkan radio AM.

 

Pembahasan :

 

Radio FM memiliki kualitas suara yang lebih jernih dibandingkan dengan radio AM karena FM menggunakan modulasi frekuensi yang lebih tahan terhadap gangguan dan interferensi, serta memiliki bandwith yang lebih lebar. Sehingga memungkinkan transmisi sinyal audio dengan kualitas yang lebih tinggi. Sementara itu, radio AM menggunakan modulasi amplitudo yang lebih rentan terhadap gangguan dan interferensi.

  

Soal : 27

Sebuah radar memancarkan gelombang dengan frekuensi 2,42 x 10⁸ Hz. Gelombang tersebut dipantulkan oleh pesawat yang sedang bergerak dan radar menerima kembali gelombang pantul tersebut dalam frekuensi 2,42001 x 10⁸ Hz. Jika kecepatan gelombang radar 3 x 10⁸ m/s.

a.    Apakah pesawat tersebut mendekati atau menjauhi radar ?

b.   Berapa kecepatan relatif pesawat terhadap radar ?

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

Frekuensi pergi f = 2,42 x 10⁸ Hz dan frekuensi kembali f’ = 2,42001 x 10⁸ Hz. Karena f’ > f berarti pesawat mendekati radar.

 

Bagian b)

 

 

Catatan : gunakan kalkulator dan hasilnya = 1,00000413

 

 

Soal : 28

Sebuah radar memancarkan gelombang elektromagnetik lalu mengenai pesawat terbang mata – mata dan kembali dalam waktu 8μs. Tentukan jarak pesawat mata – mata tersebut dari radar.

  

Pembahasan :

 

 

Soal : 29

Tuliskan aplikasi dari gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari – hari.

 

Pembahasan :

Televisi dan radio, Komunikasi, Pemanasan, Pengobatan, Pencitraan, navigasi, pengendalian jarak jauh, pemindai barcode, dan lainnya.

 

Soal : 30

Jelaskan sifat – sifat dari gelombang elektromagnetik.

 

Pembahasan :

 

Sifat gelombang elektromagnetik,

1.  Merupakan gelombang transversal

2.  Dapat merambat dalam ruang hampa

3.  Cepat rambat gelombang elektromagnetik c = 3 x 10⁸ m/s

4.  Memiliki sifat dualisme gelombang (sebagai gelombang dan foton)

5.  Dapat mengalami pemantulan, pembiasan, dan difraksi

6.  Dapat mengalami polarisasi

7.  Memiliki spektrum yang luas

8.  Dapat memindahkan energi  

 

 

9 SOAL PTN NDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Selamat datang di blog saya,

Pada kesempatan kali ini kita akan mempelajari beberapa soal tentang induksi Elektromagnetik. Kali ini kita mempelajari soal – soal untuk persiapan seleksi masuk perguruan tinggi negri (PTN). Semoga pengalaman berbagi ini memberikan manfaat buat kita semua.

 

SOAL : 1

Sepotong kawat menembus medan magnet homogen secara tegak lurus dengan laju perubahan fluks 3 Wb/s. Jika laju perubahan fluks diperbesar menjadi 6 Wb/s maka perbandingan GGL induksi sebelum dan sesudah laju perubahan fluksnya adalah...

A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 3 : 4
E. 4 : 1

Pembahasan:

Kunci : A

SOAL : 2

Fluks magnetik kumparan pertama mempunyai 200 lilitan berubah sebesar 0,06 Wb dalam waktu 0,4 s. Pada kumparan kedua, fluks magnetiknya berubah sebesar 0,08 Wb dalam waktu 0,2 s. Bila jumlah lilitan kedua diganti separuh jumlah lilitan kumparan pertama maka perbandingan GGL induksi kumparan pertama dan kedua adalah...

A. 2 : 3
B. 3 : 1
C. 3 : 4
D. 3 : 5
E. 3 : 8

Pembahasan:

Kunci : C

SOAL : 3
Data tabel disamping adalah nilai lilitan dan tegangan pada dua transformator ideal.

Nilai pada tabel yang kosong adalah...

A. V₂ = 3 V dan N₂ = 600 lilitan
B. V₂ = 3 V dan N₂ = 800 lilitan
C. V₂ = 6 V dan N₂ = 600 lilitan
D. V₂ = 2 V dan N₂ = 800 lilitan
E. V₂ = 8 V dan N₂ = 800 lilitan

Pembahasan:

catatan penting bagian 1 kita jadikan primer dan bagian 2 sebagai sekunder.

Menghitung V₂, 

Menghitung N₂,

Kunci : D

SOAL : 4

Sebuah magnet batang digerakkan menjauhi kumparan yang terdiri atas 600 lilitan. Fluks magnetik yang memotong berkurang dari 9.10⁻⁵ weber menjadi 4.10⁻⁵ weber dalam selang waktu 0,015 sekon. Besar GGL induksi yang terjadi antara kedua ujung kumparan adalah...

A. 2 volt
B. 3 volt
C. 4 volt
D. 5 volt
E. 6 volt

Pembahasan : 

Kunci : A

 

SOAL : 5

Sebuah kumparan menembus medan magnet homogen secara tegak lurus sehingga terjadi GGL induksi. Jika kumparan diganti dengan kumparan lain yang mempunyai lilitan 2 kali jumlah lilitan kumparan semula dan laju perubahan fluksnya tetap, maka perbandingan GGL induksi mula-mula dan akhir adalah...

A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 3 : 1
E. 3 : 2

Pembahasan :

 

Diketahui:
N₂ = 2 N₁

∆Φ₁ = ∆Φ₂

Ditanya: ε₁ :  ε₂ = …

Jawab:

Kunci : B

SOAL : 6

Sepotong kawat menembus medan magnet homogen secara tegak lurus dengan laju perubahan fluks 3 Wb. Jika laju perubahan fluks diperbesar menjadi 6 Wb, maka perbandingan GGL induksi sebelum dan sesudah laju perubahan fluksnya adalah...

A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 3 : 4
E. 4 : 1

 

Pembahasan :

Catatan :

Dalam soal tidak ada diceritakan tentang N₁ dan N₂ serta ∆t₁ dan ∆t₂ juga tidak disebutkan. Sehingga nilai N dan t kita asumsikan bernilai sama.

Kunci : A

SOAL : 7

Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar.

Besar dan arah arus induksi pada kawat PQ adalah....

A. 1 ampere dari P ke Q

B. 1 ampere dari Q ke P

C. 4 ampere dari P ke Q

D. 4 ampere dari Q ke P

E. 4,8 ampere dari P ke Q

 

Pembahasan:

 

Diketahui:

L = 50 cm = 0,5 m

B = 0,02 T

v = 2 m/s

R = 0,02 Ω

θ = 90⁰ (tegak lurus)

 

Ditanya: i = ...

 

Jawab:

 

Nilai GGL induksi, 𝛆 :

ɛ = B . L . v sin θ

ɛ = (0,02 T) . (0,5 m) . (2 m/s). (sin 90⁰)

ɛ = 0,02 Volt

 

Nilai kuat arus, i : (gunakan hukum Ohm).

I = V / R = 0,02 V / 0,02 Ω = 1 Ampere

 

Untuk menentukan arah arus gunakan kaidah tangan kanan.

Keterangan :

Ibu jari (Jempol) sebagai arah arus (i)
jari telunjuk sebagai arah kecepatan (v) 
Jari tengah sebagai arah medan magnet (B)
maka arah arus listrik dari P ke Q

Kunci : A

 

SOAL : 8

Perhatikan tabel pengukuran tegangan dan arus dari sebuah transformator ideal berikut.

Berdasarkan data tabel di atas, nilai P dan Q adalah...

A. P = 1000 lilitan dan Q = 8 volt

B. P = 75 lilitan dan Q = 8 volt

C. P = 600 lilitan dan Q = 200 volt

D. P = 1000 dan Q = 25 volt

E. P = 8 lilitan dan Q = 600 volt

 

Pembahasan :

 

Jumlah lilitan Primer, N_P :

Tegangan sekunder, V_S :

Dengan begitu P = N_P = 1.000 lilitan dan Q = V_S = 8 volt.

 

Kunci : A

SOAL : 9
Data spesifik dua buah generator tertera dalam tabel dibawah ini.

Jika generator berputar dengan frekuensi sama, maka perbandingan ggl maksimum generator A dan B adalah...

A. 5 : 3
B. 5 : 1
C. 1 : 2
D. 1 : 3
E. 1 : 5

 

Pembahasan :

Kunci : D