HUKUM GAUSS

HUKUM GAUSS

HUKUM GAUSS

Hukum Gauss ini didasarkan pada konsep garis-garis medan listrik yang mempunyai arah atau anak panah seperti pada gambar di bawah :

HUKUM GAUSS

HUKUM GAUSS

Hukum Gauss dinyatakan sebagai berikut :"Jumlah garis medan yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup tersebut" Dan di rumuskan sebagai berikut :

HUKUM GAUSS

Kuat Medan Listrik

Adalah vektor gaya Coulumb yang bekerja pada satu satuan muatan yang kita letakkan pada suatutitik dalam medan gaya

+r

q

E

Benda bermuatan listrik Q diletakkan benda uji bermuatan q berjarak r maka besar kuat meda listrik di titik benda uji adalah gaya listrik yang ditimbulkan benda bermuatan di bagi muatan uji

Kuat Medan Listrik

E = medaN listrik (N/C)Q = muatan benda ( C)q = muatan uji ( C)r = jarak dan benda (m)F = gaya ( N )

Kuat Medan Listrik

Aplikasi Soal

1. Jarak dua muatan A dan B adalah 3 meter. Titik O berada di antara kedua muatan berjarak 2 meter dari muatan B. qA = 300 μC dan qB = 600 μC. k = 9 × 109 N m2 C–2. Kuat medan listrik di titik O pengaruh muatan qA dan qB adalah…

Diket : qA = 300 μC qB = 600 μC k = 9 × 109 N m2 C–2Dit : E dititik O ?Jawab : Kuat medan resultan :E = EA + EBE = (2700 x 103 N/C) + (5400 x 103 N/C)E = 8100 x 103 N/CE = 81 x 105 N/C

2. Dua buah muatan masing-masing q1 = -20 μC dan q2 = -40 μC. Bila pada titik P yang berjarak 20 cm dari q2 resultan kuat medan listrik bernilai nol maka nilai x adalah…

Diket : q1 = -20 μC q2 = -40 μC r2 = 0,2 m r1 = xDit : Jarak titik P dari x ?Jawab :

Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P :

3. Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang terpisah sejauh a. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 N/C. Jika titik A tersebut digeser ¼ a mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik di titik A setelah digeser menjadi ...Diket : Ea = 36N/CDit : Ea setelah digeserJawab : Kuat medan listrik yang dihasilkan oleh masing-masing muatan di pertengahan jarak keduanya sama besar dan searah sehingga saling menjumlahkan. Jadi besar kuat medan listrik yang dihasilkan oleh masing-masing muatan di titik A (awal) = 36/2 = 18 N/C.

Jika titik A digeser sebesar ¼ a mendekati salah satu muatan, kuat medan yang dihasilkan oleh muatan yang lebih dekat menjadi 4 kali semula dan yang dihasilkan oleh muatan yang lebih jauh menjadi (4/9) kali semula. Jadi kuat medan listrik di titik A yang baru = 4 x 18 + 4/9 x 18 = 80 N/C

4. Perhatikan gambar berikut ! A- - - - - - - - - - - - - - C - - - - - - - - D - - - - - - - - B qA= -q qB= +qPada titik A dan B terdapat muatan titik, jarak AB = 2AC dan AC = 2 CD. Jika kuat medan listrik di C sebesar E, maka kuat medan listrik di titik D sebesar….Pembahasan :Misal jarak AC = r, sehingga AD = 3/2 r, dan DB = 1/2 r

Kuat medan listrik di titik C dinamakan EEc=Ea+Eb=E

Kuat medan listrik di titik DEd = Ea+ EbEd = Ed = Perbandingan kuat medan listrik di D dan di C adalah

5. Hitung kuat medan listrik pada jarak 1 cm dari sebuah muatan positif 10-6 coulomb

Arah kuat medan listrik E adalah menjauhi muatan sumber q. Besar kuat medan listrik dihitung dengan :

E = k = (9 × 109) x = 9× 107 NC-1.

6. Sebuah muatan positif q1=+8nC berada pada titik asal dan muatan kedua positif q2=+12nC berada pada sumbu x = 4m dari titik asal. Carilah medan lisriknya di sumbu x untuk:(a)P1 yang berjarak x=7m dari titik asal(b) (b) P2 yang berjarak x=3m dari titik asal. Penyelesaian :

= (9,0 × 109 Nm2 /C2) + (9,0 × 109 Nm2 /C2) = 13,5 N/C (arah ke kanan)b) Di titik P2, E = k + k= (9,0 × 109 Nm2 /C2) - (9,0 × 109 Nm2 /C2) = -100 N/C (arah ke kiri)

7. Bola konduktor dengan jari-jari 10 cm bermuatan listrik 500 μC. Titik A, B, dan C terletak segaris terhadap pusat bola dengan jarak masing-masing 12 cm, 10 cm, dan 8 cm terhadap pusat bola. Hitunglah kuat medan listrik di titik A, B, dan C!Penyelesaian :Diket :R = 10 cm = 10-1 m rB = 10 cm = 10-1 mq = 500 μC = 5 × 10-4 C rC = 8 cm = 8 × 10-2 mrA = 12 cm = 12 × 10-2 mDit: a. EA = ... ?b. EB = ... ?c. EC = ... ?Pembahasan :a. Kuat medan listrik di titik A Kuat medan listrik di titik Ab. Kuat medan listrik di titik B

Kuat medan listrik di titik Bc. Kuat medan listrik di titik CEC = 0, karena berada di dalam bola, sehingga tidak dipengaruhi muatan listrik.

8. Sebuah bola kecil bermuatan listrik 10 μC berada di antara keping sejajar P dan Q dengan muatan yang berbeda jenis dengan rapat muatan 1,77 × 10-8 C/m2. Jika g = 10 m/s2 dan permitivitas udara adalah 8,85 × 10-12 C2/Nm2, hitung massa bola tersebut!Diket :q = 10 μC = 10-5 Cσ = 1,77 × 10-8 C/m2g = 10 m/s2ε0 = 8,85 × 10-12 C2/Nm2Ditanya: m = ... ?Pembahasan :

Dari gambar di atas, syarat bola dalam keadaan setimbang adalah jika :F = wq.E = m.g

9. Sebuah konduktor bola berongga diberi muatan -50mC. Bola ini memiliki diameter 12 cm. Hitung kuat medan listrik pada jarak :(a)3cm dari pusat bola, (b)6 cm dari pusat bola, (c) 9 cm dari pusat bola. Penyelesaiaan :

q=-50mC = -50×10-6 C, d = 12 cm, r= 12/2 cmm=6 cm = 6×10-2 m(d)EA = 0 ( di dalam bola)(e)Eb = N/mTanda negatif menyatakan bahwa arah kuat medan listrik adalah radial ke dalam.(c) Ec =N/m

http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=142:contoh-soal-energi-potensial-listrik-1&catid=14:listrik-statis&Itemid=183