Sebuah Muatan Listrik Dengan Massa 1 0 Miligram

Sebuah Muatan Listrik Dengan Massa 1 0 Miligram

Soal dan Pembahasan

Potensial dari suatu titik yang berjarak tertentu dari muatan Q adalah 1000 volt. Kuat medan listrik di titik tersebut 100 V/m. Tentukan besar muatan Q tersebut!

4+

Dilansir dari Encyclopedia Britannica, medan listrik merupakan suatu sifat listrik yang diasosiasikan dengan setiap titik dalam ruang saat muatan ada dalam bentuk apapun

Besar dan arah medan listrik dinyatakan dengan nilai E, disebut kuat medan listrik atau intensitas medan listrik atau secara sederhana dsiebut medan listrik.

Adapun persamaan untuk menentukan medan listrik adalah:

KOMPAS.com/RISYA FAUZIYYAH
Persamaan untuk menentukan medan listrik

Sedangkan persamaan untuk menentukan potensial listrik adalah:

V = kQ/R

Sebutir debu bermuatan 4μC dan bermassa 10 mg dapat terapung bebas di dalam medan listrik. Jika g = 10 ms-2, maka besar kuat medan listrik yang mempengaruhi muatan tersebutadalah…

Soal dan pembahasan medan listrik

Post a Comment

Soal 1

Muatan q sama besar tetapi berlainan jenis terpisah sejauh a. Titik x terletak di tengah-tengah kedua muatan tersebut. Kuat medan listrik di titik x sebesar 180 N/C. Berapa kuat medan di titik x jika titik x digeser a/4 ke arah salah satu muatan.

Jawab:
Kuat medan listrik pada titik X akibat kedua muatan adalah

EX = E1 + E2 (lihat gambar (i))

180 = kq/(a/2)2 + kq/(a/2)2 = 8kq/a2
kq/a2 = 22,5 N/C
Jika titik x digeser a/4 ke salah satu muatan (lihat gambar (ii)) maka kuat medan listriknya adalah

Baca :   Sebuah Benda Dapat Tenggelam Dalam Zat Cair Karena

EX’ = E1’+ E2’

EX’ = kq/(a/4)2 + kq/(3a/4)2
= 16kq/a2 + 16kq/9a2
EX’ = 153/9(kq/a2) = (153/9)(22,5)
Ex’ = 382,5 N/C

Soal 2
Suatu tetes minyakm= 3,24 x 1011kg jatuh vertikal dengan kecepatan tetap di antara dua keping sejajar yang bermuatan. Kuat medan listrik di antara dua keping tersebut adalah 1,96 x 109N/C. Tentukan besar dan jenis muatan tetes minyak tersebut.

Jawab;

Massa tetes minyak m = 3,24 x 1011 kg; percepatan gravitasi g = 9,8 m/s2, kuat medan listrik E = 1,96 x 109 N/C dengan arah ke bawah yaitu dari keping positif menuju keping negatif. Jika antar keping tidak ada gaya selain gaya berat mg, maka tetes minyak akan bergerak dipercepat ke bawah. Tapi kenyataannya tetes minyak bergerak dengan kecepatan tetap berarti ada gaya lain selain gaya berat yang arahnya berlawanan dengan gaya berat. Karena tetes minyak berada dalam medan listrik maka gaya yang bekerja pada tetes minyak pastinya ada gaya listrik yang arahnya harus ke atas yang berarti tetes minyak pasti bermuatan negatif. Dengan besar gaya listriknya adalah F =qE, maka dengan menerapkan hukum I Newton,
ΣF = 0
+Fq – mg = 0
qE = mg, maka
q = (3,24 x 1011 kg)( 9,8 m/s2)/(1,96 x 109 N/C)
=
1,62 x 10-19 C

Soal 3
Dua buah muatan listrik 5,0 μC dan –5,0 μC terpisah pada jarak 20 cm. (a) Berapa kuat medan listrik di titik P yang terletak pada garis hubung kedua muatan dan berjarak 5 cm dari muatan positif? (b) Berapa besar gaya listrik yang dialami muatan 3,0 μC jika diletakkan di titik P?

Jawab;
(a) Misalkan q1 = 5,0 μC = 5 x 10-6 C dan q2 = – 5,0 μC = – 5 x 10-6 C, maka letak titik P ditunjukkan pada gambar,
Kuat medan listrik oleh q1, yaitu
E1, berarah ke kanan dan besarnya,
E1 = kq1/r12 = (9 x 109 Nm2/C2)( 5 x 10-6 C)/(0,05 m)2
=
1,8 x 107 N/C

Kuat medan oleh q2, yaitu
E2
berarah ke kanan, dan besarnya adalah
E2 = kq2/r22 = (9 x 109 Nm2/C2)(5 x 10-6 C)/(0,15 m)2
=
2 x 106 N/C

Karena
E1
dan
E2
searah, maka resultan kuat medan listrik di titik P, yaitu
Ep berarah ke kanan dan besarnya
EP = E1 + E2 = 1,8 x 107 N/C + 2 x 106 N/C =
2 x 107 N/C

(b) besar gaya listrik yang dialami muatan 3,0 μC jika diletakkan di titik P adalah
F = qE = (3 x 10-6 C)(2 x 107 N/C) =
60 N

Baca :   Determinan Matriks P Adalah

Soal 4

Dua buah muatan 32μC dan –2,0 μC terpisah pada jarak x. Sebuah muatan uji ditempatkan di titik P kemudian dilepaskan, ternyata muatan tersebut tetap diam. Berapa besar x?

Jawab;
Masing-masing muatan q1 = 32μC dan q2 = -2Μc, muatan uji di titik P tidak bergerak, ini menunjukkan bahwa jumlah medan listrik akibat kedua muatan pada titik P sama dengan nol. Maka berlaku,
E1 = E2
q1/r12 = q2/r22
dengan r2 = 10 cm dan r1 = (x + 10) cm maka,
32μC/(x + 10)2 = 2 μC/(10)2
16 = [(x + 10)/x]2
(x + 10)/x = 4
x + 10 = 40
x = 30 cm
Jadi jarak pisah dari kedua muatan tersebut kira-kira 30 cm.

Share

Sebuah Muatan Listrik Dengan Massa 1 0 Miligram

Sumber: https://apayangkamu.com/sebuah-muatan-listrik-dengan-massa-1-0-miligram-dan-muatan-2

Check Also

Contoh Soal Perkalian Vektor

Contoh Soal Perkalian Vektor. Web log Koma – Setelah mempelajari beberapa operasi hitung pada vektor …