Rangkuman Materi Medan Listrik Beserta Kumpulan Contoh Soal
Wednesday, 10 October 2018
RangkumanMateri Medan Listrik Beserta Kumpulan Contoh Soal - Hellooo, sahabat Gamma. Pada kesempatan kali ini saya ingin berbagi kepada sahabat gamma tentang salah satu materi : Listrik Statis, yaitu bagian Medan Listrik.
Tujuan dari artikel kali ini adalah agar teman teman bisa memahami apa itu Medan Listrik. Baik untuk mempersingkat waktu langsung saja saya mulai.
Baca Juga : Konsep Hukum Coulomb dan Kumpulan Contoh Soal Serta Penjelasannya
Baca Juga : Konsep Hukum Coulomb dan Kumpulan Contoh Soal Serta Penjelasannya
MEDAN LISTRIK
Ketika suatu matan q liletakkan pada sebuah ruangan, maka muatan tersebut akan menimbulkan medan disekitarnya. Medan ini disebut sebagai “Medan Listrik”. Medan listrik adalah suatu daerah yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik. Bagaimana cara kita mengukur besarnya medan listrik yang diberikan oleh sebuah muatan pada jarak tertentu (r). Untuk mengukur medan listrik maka kita membutuhkan suatu muatan uji (+q0) yang diletakkan pada jarak r, besarnya medan listrik yang ditimbulkan akan berbanding lurus dengan besarnya gaya tarik atau gaya tolak coulomb yang dialami oleh muatan uji dan berbanding terbalik dengan besarnya muatan uji tersebut. Hubungan tersebut dapat ditulis sebagai berikut:
Dimana E adalah medan listrik (N/C), F adalah gaya coulomb (N) dan q0 adalah muatan uji (C). Arah dari medan listrik selalu mengikuti arah gaya listrik. Atau arah medan listrik selalu keluar dari kutub positif dan masuk ke kutub negatif.
Bersarnya gaya coulomb yang dialami oleh muatan uji adalah
Jadi besarnya medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji pada jarak r adalah
Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa besarnya medan listrik yang diraskan pada suatu titik, bergantung pada besarnya muatan sumber (sumber medan listrik) dan jarak suatu titik terhadap sumber. Ketika muatan uji diletakkan jauh dari muatan sumber maka medan listrik yang dirasakan akan kecil, sebaliknya jika muatan uji diletakkan dekat dengan sumber maka medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji akan semakin besar.
Untuk muatan titik yang jumlahnya n-muatan dan tersebar, kuat medan listrik yang suatu titik akibat muatan muatan tersebut merupakan “penjumlahan vektor dari medan listrik akibat tiap muatan”.
Suatu atom hidrogen terdiri dari 1 elektron yang bergerak mengelilingi proton pada jarak rata-rata 5,3.10^(-11). Berapakah kuat medan listrik yang dirasakan oleh elektron? (Gunakan k = 9.10^9 N.m^2/C^2)
Contoh Soal Medan Listrik 2.
Dua buah muatan masing masing besarnya adalah 16μC dan 9μC diletakkan pada koordinat x dengan jarak anatara kedua muatan adalah 60 cm (Lihat gambar dibawah ini). Muatan pertama diletakkan pada pusat koordinat. Dimanakah letak titik A agar kuat medan listriknya sama dengan nol.
Solusi:
Diketahui
q1 = 16μC = 16.10^(-6) C
q2= 9μC = 9.10^(-6) C
r1 = x
r2 = 0,6 - x
Ditanya : x =...?
Karena kuat medan listrik yang dirasakan pada titik A harus nol (EA = 0).
Jadi, agar kuat medan listrik yang pada titik A sama dengan nol maka, muatan tersebut harus diletakkan di antara dua muatan tersebut pada jarak 0,343 m dari q1 dan 0,257 m dari q2.
Jika besar muatan qA = qB = 2 μC dan qc = 9 μC. Tentukan besar medan listrik yang dirasakan oleh muatan A.
Solusi:
A bermuatan positif sedangkan B bermuatan negatif, maka akan terjadi gaya tarik menarik. Sedangkan, A dan C bermuatan positif maka akan terjadi gaya tolak menolak. Berikut adalah gambar ilustrasi arah medan listrik akibat gaya tarik dan tolakan coulomb.
Jika, r12 = 3 cm dan r23 = 5 cm. Tentukan kuat medan listrik yang dialami oleh masing masing muatan.
Solusi:
Diketahui:
q1 = 4 C
q2 = 8 C
q3 = 12 C
r12 = 3 cm
r23 = 5 cm
Berdasarkan dalil pythagoras, maka diperoleh r13 = 4 cm.
Ditanya: Tentukan besar gaya yang dialami oleh masing masing muatan?
TINJAU MUATAN q1 (Eq1)
Medan listrik yang bekerja pada muatan q1 adalah sebagai berikut.
Medan E12 hanya memberikan kontribuasi medan ke arah (-y) sedangkan gaya E13 hanya memberikan kontribusi medan ke arah (-x)
TINJAU MUATAN q2 (Eq2)
Medan listrik yang bekerja pada muatan q2 adalah sebagai berikut.
Medan E21 hanya memberikan kontribusi medan ke arah (+y) sedangkan medan E23 memberikan kontribusi medan ke arah (-x) dan (+y)
Untuk besar medan listrik yang bekerja pada q3, coba teman-teman kerjakan dan tuliskan di kolom komentar. Jika ada pertanyaan atau ada kekeliruan yang penulis lakukan mohon berikan kritik dan sarannya. Terimkasih telah berkunjung.
Bersarnya gaya coulomb yang dialami oleh muatan uji adalah
Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa besarnya medan listrik yang diraskan pada suatu titik, bergantung pada besarnya muatan sumber (sumber medan listrik) dan jarak suatu titik terhadap sumber. Ketika muatan uji diletakkan jauh dari muatan sumber maka medan listrik yang dirasakan akan kecil, sebaliknya jika muatan uji diletakkan dekat dengan sumber maka medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji akan semakin besar.
Untuk muatan titik yang jumlahnya n-muatan dan tersebar, kuat medan listrik yang suatu titik akibat muatan muatan tersebut merupakan “penjumlahan vektor dari medan listrik akibat tiap muatan”.
Baca Juga :
- 8 Manfaat Belajar Ilmu Fisika Dalam Kehidupan Sehari-Hari
- Listrik Statis, Contoh Soal dan Fenomena Listrik Statis - Materi Fisika Kelas 9 Semester 1
- 11 Fenomena Fisika Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Contoh Soal Medan Listrik 1.
Suatu atom hidrogen terdiri dari 1 elektron yang bergerak mengelilingi proton pada jarak rata-rata 5,3.10^(-11). Berapakah kuat medan listrik yang dirasakan oleh elektron? (Gunakan k = 9.10^9 N.m^2/C^2)
Contoh Soal Medan Listrik 2.
Dua buah muatan masing masing besarnya adalah 16μC dan 9μC diletakkan pada koordinat x dengan jarak anatara kedua muatan adalah 60 cm (Lihat gambar dibawah ini). Muatan pertama diletakkan pada pusat koordinat. Dimanakah letak titik A agar kuat medan listriknya sama dengan nol.
Solusi:
Diketahui
q1 = 16μC = 16.10^(-6) C
q2= 9μC = 9.10^(-6) C
r1 = x
r2 = 0,6 - x
Ditanya : x =...?
Karena kuat medan listrik yang dirasakan pada titik A harus nol (EA = 0).
Jadi, agar kuat medan listrik yang pada titik A sama dengan nol maka, muatan tersebut harus diletakkan di antara dua muatan tersebut pada jarak 0,343 m dari q1 dan 0,257 m dari q2.
Contoh Soal Medan Listrik 3:
Hitung besar kuat medan listrik pada titik C yang diletakkan diantara titik A dan B. Dimana jarak titik C yaitu 10 cm dari muatan A(qA = 20μC) dan 20 cm dari muatan B(qB = 12μC). (Lihat gambar berikut).
Contoh Soal Medan Listrik 4.
Perhatikan gambar dibawah ini.
Jika besar muatan qA = qB = 2 μC dan qc = 9 μC. Tentukan besar medan listrik yang dirasakan oleh muatan A.
Solusi:
A bermuatan positif sedangkan B bermuatan negatif, maka akan terjadi gaya tarik menarik. Sedangkan, A dan C bermuatan positif maka akan terjadi gaya tolak menolak. Berikut adalah gambar ilustrasi arah medan listrik akibat gaya tarik dan tolakan coulomb.
Contoh Soal Medan Listrik 5
Tiga buah muatan positif diletakkan pada sebuah segitiga seperti pada gambar di bawah ini.
Jika, r12 = 3 cm dan r23 = 5 cm. Tentukan kuat medan listrik yang dialami oleh masing masing muatan.
Solusi:
Diketahui:
q1 = 4 C
q2 = 8 C
q3 = 12 C
r12 = 3 cm
r23 = 5 cm
Berdasarkan dalil pythagoras, maka diperoleh r13 = 4 cm.
Ditanya: Tentukan besar gaya yang dialami oleh masing masing muatan?
TINJAU MUATAN q1 (Eq1)
Medan listrik yang bekerja pada muatan q1 adalah sebagai berikut.
Medan E12 hanya memberikan kontribuasi medan ke arah (-y) sedangkan gaya E13 hanya memberikan kontribusi medan ke arah (-x)
TINJAU MUATAN q2 (Eq2)
Medan listrik yang bekerja pada muatan q2 adalah sebagai berikut.
Medan E21 hanya memberikan kontribusi medan ke arah (+y) sedangkan medan E23 memberikan kontribusi medan ke arah (-x) dan (+y)
Untuk besar medan listrik yang bekerja pada q3, coba teman-teman kerjakan dan tuliskan di kolom komentar. Jika ada pertanyaan atau ada kekeliruan yang penulis lakukan mohon berikan kritik dan sarannya. Terimkasih telah berkunjung.