SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA LISTRIK STATIS

mr.iksan

10/19/2013 11:46:00 PM

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

1) Dua buah partikel bermuatan berjarak R satu sama lain dan terjadi gaya tarik-menarik sebesar F. Jika jarak antara kedua muatan dijadikan 4 R, tentukan nilai perbandingan besar gaya tarik-menarik yang terjadi antara kedua partikel terhadap kondisi awalnya!
Pembahasan
$F=k\frac{q_1q_2}{r^2}$

$\100dpi \\\frac{F_2}{F_1}=\left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2\\\\atau\\\\F_2=\left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2 \times F_1\\F_2=\left(\frac{R}{4R}\right)^2\times F\\F_2=\frac{1}{16}F$

2) Tiga buah muatan A, B dan C tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q_A = + 1 μC, Q_B = − 2 μC ,Q_C = + 4 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B !
Pembahasan:
Pada muatan B bekerja 2 buah gaya, yaitu hasil interaksi antara muatan A dan B sebut saja F_BA yang berarah ke kiri dan hasil interaksi antara muatan B dan C sebut saja F_BC yang berarah ke kanan. Ilustrasi seperti gambar berikut:

$\100dpi \\F_{BA}=k\frac{q_B\,q_A}{r_{AB}^2}=9\times 10^9\frac{(2.10^{-6})(10^{-6})}{1^2}=18\times 10^{-3}\,\,N$

Karena kedua gaya segaris namun berlawanan arah maka untuk mencari resultan gaya cukup dengan mengurangkan kedua gaya, misalkan resultannya kasih nama : Arah sesuai dengan F yaitu ke kanan .

3) Dua buah muatan tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q = + 1 μC, Q = − 2 μC dan k = 9 x 10 N m C tentukan besar dan arah kuat medan listrik pada titik P yang terletak 4 cm di kanan Q !

Pembahasan:

Rumus dasar yang dipakai untuk soal ini adalah dimana E adalah kuat medan listrik yang dihasilkan suatu muatan, dan r adalah jarak titik dari muatan sumber. Harap diingat lagi untuk menentukan arah E : "keluar dari muatan positif" dan "masuk ke muatan negatif" Perhatikan ilustrasi pada gambar!

Langkah berikutnya adalah menghitung masing-masing besar kuat medan magnet E dan E kemudian mencari resultannya jangan lupa ubah satuan centimeter menjadi meter. Supaya lebih mudah hitung secara terpisah satu persatu saja,.. Arah ke arah kanan.

$\100dpi \\E_1=k\frac{q_1}{r_1^2}=9\times 10^9 \left(\frac{10^{-6}}{(4\times 10^{-2})^2}\right)=\frac{9}{16}\times 10^7\,\,N/C\\ E_2=k\frac{q_2}{r_2^2}=9\times 10^9 \left(\frac{2\times 10^{-6}}{(6\times 10^{-2})^2}\right)=\frac{8}{16}\times 10^7\,\,N/C \\E_P=E_1+E_2=\frac{17}{16}\times 10^7=1,06\times 10^7\,\,N/C$

4. Dua buah muatan masing - masing Q₁ = 1 μC dan Q₂ = 4 μC terpisah sejauh 10 cm.

Tentukan letak titik yang memiliki kuat medan listrik nol !(Tipikal Soal UN)
Pembahasan

Letak titik belum diketahui sehingga ada tiga kemungkinan yaitu di seblah kiri Q₁, di sebelah kanan Q₂ atau diantara Q₁ dan Q₂. Untuk memilih posisinya secara benar perhatikan ilustrasi berikut ini dan ingat kembali bahwa kuat medan listrik "keluar untuk muatan positif" dan "masuk untuk muatan negatif". Namakan saja titik yang akan dicari sebagai titik P.

Ada 2 tempat dimana E₁ dan E₂ saling berlawanan, ambil saja titik yang lebih dekat dengan muatan yang nilai mutlaknya lebih kecil yaitu disebelah kiri Q₁ dan namakan jaraknya sebagai x.
$\100dpi \\\,\,E_1=E_2\\k\frac{q_1}{r_1^2}=k\frac{q_2}{r_2^2}\\\frac{q_1}{r_1^2}=\frac{q_2}{r_2^2}\\\frac{1}{x^2}=\frac{4}{(10+x)^2}\\\\akarkan \,\,kedua\,\,ruas\\\\\frac{1}{x}=\frac{2}{10+x}\\2x=10+x\\x=10\,\,cm$
Letak titik yang kuat medannya nol adalah 10 cm di kiri Q₁ atau 20 cm di kiri Q₂.

SOAL DAN PEMBAHASAN FISIKA LISTRIK STATIS

mr.iksan

Posting Komentar

Soal dan Pembahasan Fisika: Jarak dan Perpindahan

fisikane.web.id

Contact form