Soal Usaha gaya Listrik, energi potensial listrik dan Potensial Listrik
Soal 1
Sebuah awan berada pada potensial 8,0 × 106 V relatif terhada acuan tanah. Dalam satu kilatan petir muatan 40 C dipindahkdan sari awan ke tanah. Tentukan energi disipasi (energi yang dibuang oleh petir).
Jawab:
energi yang dibuang oleh petir adalah
∆EP = q∆V = (40 C)(0 – 8,0 × 106 V) = –320 MJ
Soal 2
Titik P terletak pada jarak r meter dari muatan q couloumb. Potensial di titik P adalah 300 volt. Kemudian muatan diperbesar menjadi dua kali semula. Tentukan potensial di titik S yang terletak pada jarak r/4 meter dari muatan tersebut.
Jawab:
Potensial listrik pada suatu titik diberikan oleh
V = kq/r, maka
Potensial di titik P adalah VP = kq/r = 300 V
Potensial di titik S adalah VS = k (2q)/(1/4 r) = 8kq/r
Maka
VS = 8VP = 2400 V
Soal 3
Diketahui sebuah muatan listrik 0.02 µC.
a. Tentukan potensial listrik pada jarak r = 20 cm dan r = 50 cm dari muatan tersebut.
b. Berapakah usaha yg diperlukan utk memindahkan muatan 0,02 µC dari titik pada r = 20 cm ke titik pada r = 50 cm ?
Jawab:
(a) Potensial listrik pada jarak r = 20 cm dan r = 50 cm dari muatan tersebut adalah
V = kq/r
V (20 cm) = (9 x 109 Nm2/C2)(0,02 x 10-6 C)/0,2 m = 900 V
V (50 cm) = (9 x 109 Nm2/C2)(0,02 x 10-6 C)/0,5 m = 360 V
(b) Usaha yg diperlukan utk memindahkan muatan 0,02 µC dari titik pada r = 20 cm ke titik pada r = 50 cm adalah
W = –∆EP = –q(V2 – V1)
W = –(0,02 x 10-6 C)(360 V – 900 V) = –1,08 x 10-5 J
Soal 4
Dua muatan q1 = 2 × 10-8 C dan q2 = –2 × 10-8 C terpisah pada jarak d = 2 m. Hitunglah potensial listrik A dan B pada gambar disamping!
Jawab:
Potensial listrik pada suatu titik diberikan oleh
V = kq/r, maka
Potensial listrik pada titik A adalah
VA = kq1/r + kq2/r
VA = (9 x 109 Nm2/C2)(2 x 10-8 C)/2 m + (9 x 109 Nm2/C2)(–2 x 10-8 C)/2 m = 0
Potensial listrik pada titik B adalah
VB = kq1/r1 + kq2/r2
VB = (9 x 109 Nm2/C2)(2 x 10-8 C)/1,5 m + (9 x 109 Nm2/C2)(–2 x 10-8 C)/0,5 m = –240 V
Soal 5
(a) Hitung potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan +200 µC dan –100 µC yang terpisah 50 cm di udara dan (b) Berapa usaha yang diperlukan untuk membawa muatan +25 µC dari titik yang jauh tak berhingga ke titik tersebut?
Jawab:
(a) potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan +200 µC dan –100 µC yang terpisah 50 cm di udara adalah
VP = kq1/r1 + kq2/r2
VP = (9 x 109 Nm2/C2)(2 x 10-4 C)/0,25 m + (9 x 109 Nm2/C2)(–1 x 10-4 C)/0,25 m
= 3,6 MV
(b) usaha yang diperlukan untuk membawa muatan +25 µC dari titik yang jauh tak berhingga ke titik tersebut adalah
W = –∆EP = –q(V2 – V1)
W = –(25 x 10-6 C)(3,6 x 106 V – 0) = –90 V
Sebuah awan berada pada potensial 8,0 × 106 V relatif terhada acuan tanah. Dalam satu kilatan petir muatan 40 C dipindahkdan sari awan ke tanah. Tentukan energi disipasi (energi yang dibuang oleh petir).
energi yang dibuang oleh petir adalah
∆EP = q∆V = (40 C)(0 – 8,0 × 106 V) = –320 MJ
Soal 2
Titik P terletak pada jarak r meter dari muatan q couloumb. Potensial di titik P adalah 300 volt. Kemudian muatan diperbesar menjadi dua kali semula. Tentukan potensial di titik S yang terletak pada jarak r/4 meter dari muatan tersebut.
Jawab:
Potensial listrik pada suatu titik diberikan oleh
V = kq/r, maka
Potensial di titik P adalah VP = kq/r = 300 V
Potensial di titik S adalah VS = k (2q)/(1/4 r) = 8kq/r
Maka
VS = 8VP = 2400 V
Soal 3
Diketahui sebuah muatan listrik 0.02 µC.
a. Tentukan potensial listrik pada jarak r = 20 cm dan r = 50 cm dari muatan tersebut.
b. Berapakah usaha yg diperlukan utk memindahkan muatan 0,02 µC dari titik pada r = 20 cm ke titik pada r = 50 cm ?
Jawab:
(a) Potensial listrik pada jarak r = 20 cm dan r = 50 cm dari muatan tersebut adalah
V = kq/r
V (20 cm) = (9 x 109 Nm2/C2)(0,02 x 10-6 C)/0,2 m = 900 V
V (50 cm) = (9 x 109 Nm2/C2)(0,02 x 10-6 C)/0,5 m = 360 V
(b) Usaha yg diperlukan utk memindahkan muatan 0,02 µC dari titik pada r = 20 cm ke titik pada r = 50 cm adalah
W = –∆EP = –q(V2 – V1)
W = –(0,02 x 10-6 C)(360 V – 900 V) = –1,08 x 10-5 J
Soal 4
Dua muatan q1 = 2 × 10-8 C dan q2 = –2 × 10-8 C terpisah pada jarak d = 2 m. Hitunglah potensial listrik A dan B pada gambar disamping!
Potensial listrik pada suatu titik diberikan oleh
V = kq/r, maka
Potensial listrik pada titik A adalah
VA = kq1/r + kq2/r
VA = (9 x 109 Nm2/C2)(2 x 10-8 C)/2 m + (9 x 109 Nm2/C2)(–2 x 10-8 C)/2 m = 0
Potensial listrik pada titik B adalah
VB = kq1/r1 + kq2/r2
VB = (9 x 109 Nm2/C2)(2 x 10-8 C)/1,5 m + (9 x 109 Nm2/C2)(–2 x 10-8 C)/0,5 m = –240 V
Soal 5
(a) Hitung potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan +200 µC dan –100 µC yang terpisah 50 cm di udara dan (b) Berapa usaha yang diperlukan untuk membawa muatan +25 µC dari titik yang jauh tak berhingga ke titik tersebut?
Jawab:
(a) potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan +200 µC dan –100 µC yang terpisah 50 cm di udara adalah
VP = kq1/r1 + kq2/r2
VP = (9 x 109 Nm2/C2)(2 x 10-4 C)/0,25 m + (9 x 109 Nm2/C2)(–1 x 10-4 C)/0,25 m
= 3,6 MV
(b) usaha yang diperlukan untuk membawa muatan +25 µC dari titik yang jauh tak berhingga ke titik tersebut adalah
W = –∆EP = –q(V2 – V1)
W = –(25 x 10-6 C)(3,6 x 106 V – 0) = –90 V
Post a Comment for "Soal Usaha gaya Listrik, energi potensial listrik dan Potensial Listrik"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!