Contoh soal energi potensial listrik

3 Contoh Soal Energi Potensial Listrik

1. Elektron dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial 12 Volt. Berapa perubahan energi potensial elektron ?
Pembahasan
Diketahui :
Muatan 1 elektron (e) = -1,60 x 10^-19 Coulomb
Beda potensial listrik = tegangan listrik (V) = 12 Volt
Ditanya : Perubahan energi potensial elektron (ΔEP)
Jawab :
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 C)(12 V) = -19,2 x 10^-19 Joule
Tanda negatif artinya energi potensial listrik berkurang. Ketika berada di dekat pelat bermuatan negatif, energi potensial listrik elektron bernilai maksimum. Setelah tiba di dekat pelat bermuatan positif, energi potensial listrik elektron bernilai minimum.

2. Dua pelat sejajar masing-masing bermuatan positif dan negatif. Medan listrik di antara kedua pelat adalah 500 Volt/meter. Jarak antara kedua pelat adalah 2 cm. Tentukan perubahan energi potensial proton ketika bergerak dari pelat bermuatan positif ke pelat bermuatan negatif!
Pembahasan
Diketahui :
Medan listrik di antara kedua pelat (E) = 500 Volt/meter
Jarak antara kedua pelat (s) = 2 cm = 0,02 meter
Muatan proton = +1,60 x 10^-19 Coulomb
Ditanya : Perubahan energi potensial listrik (ΔEP)
Jawab :

Terlebih dahulu hitung beda potensial atau tegangan listrik :

V = E s
V = (500 Volt/meter)(0,02 meter)
V = 10 Volt

Perubahan energi potensial listrik :

ΔEP = q V
ΔEP = (1,60 x 10^-19 C)(10 V)
ΔEP = 16 x 10^-19 Joule
ΔEP = 1,6 x 10^-18 Joule

Ketika berada di dekat pelat bermuatan positif, energi potensial listrik proton bernilai maksimum. Setelah tiba di dekat pelat bermuatan negatif, energi potensial listrik proton bernilai minimum. Jadi ketika bergerak dari pelat bermuatan positif ke pelat bermuatan negatif, energi potensial listrik proton berkurang.

3. Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +9 μC dan muatan di B adalah -4 μC. Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C. Berapa perubahan energi potensial listrik muatan B jika bergerak ke muatan A ?
Pembahasan
Diketahui :
Muatan A (q₁) = +9 μC = +9 x 10⁻⁶ C
Muatan B (q₁) = -4 μC = -4 x 10⁻⁶ C
Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C⁻²
Jarak antara muatan A dan B (r) = 10 cm = 0,1 meter = 10^-1 meter
Ditanya : Perubahan energi potensial listrik muatan B jika bergerak ke muatan A
Jawab :

Muatan B bergerak ke muatan A sehingga energi potensial listriknya berkurang 2,4 Joule.
Hal ini menyerupai benda bermassa yang bergerak ke bawah mendekati bumi sehingga ketinggian dan energi potensial gravitasinya berkurang.