Listrik statis - masalah lan solusi

Listrik statis - masalah lan solusi

Gaya listrik

1. Titik A ing medan listrikGedhene medan listrik ing titik A = 0.5 NC^-1Yen muatan 0.25-C dilebokake ing titik A, mula pira gaya listrik ditanggung ing muatan kasebut.

Dikenal:

Medan listrik ing titik A = 0.5 NC^-1

Ngisi daya listrik ing titik A = 0.25 C

Dikarepake: Gaya listrik

Solusi:

F = qE

F = (0.25 C)(0.5 NC)^-1)

F = 0.125 N

2. Rong muatan 5 C lan 4 C dipisahake kanthi jarak 3 meter. Yen konstanta Coulomb yaiku 9 × 10⁹ Nm² C^-2, pira gedhene gaya listrik sing dialami dening rong muatan listrik?

Dikenal:

Muatan 1 (q₁) = 5 C

Muatan 2 (q₂) = 4 C

Jarak antarane muatan 1 lan muatan 2 (r) = 3 meter

Konstanta Coulomb (k) = 9 × 10⁹ Nm² C^-2

Dikarepake: Gedhene gaya listrik (F)

Solusi:

3. Muatan listrik +q₁ = 10 μC ; +q₂ = 20 μC; lan q₃ dipisahake, kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki. Gaya listrik sing ditindakake ing muatan q₂ = 0, mula pira muatan q?₃.

Dikenal:

Muatan 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Muatan 2 (q₂) = 20 μC = 20 x 10^-6 C

Dikarepake: Apa muatan q?₃

Solusi:

Ana rong gaya sing tumindak ing +q₂.

Gaya pertama yaiku gaya tolak antara muatan + q₁ lan muatan +q₂ yaiku F₁₂, menyang tengen.

Gaya listrik total tumindak marang q₂ = 0 banjur q₃ kudu negatif.

Gaya kapindho yaiku gaya tarik-menarik antarane muatan + q₂ lan -q₃ yaiku F₂₃, ngiwa.

Kaloro gaya iki tumindak marang q₂, nduweni gedhene sing padha nanging arah sing ngelawan.

Gaya total tumindak ing +q₂ = 0.

4. Telung muatan q₁, q, lan q₂ padha sejajar. Yen q = 5.0 μC lan d = 30 cm, mula pira gedhene lan arah gaya listrik sing tumindak marang muatan q.

Dikenal:

Muatan 1 (q₁) = 30 μC = 30 x 10^-6 C

Muatan 2 (q₂) = 60 μC = 60 x 10^-6 C

Muatan 3 (q) = 5 μC = 5 x 10^-6 C

Jarak antarane q₁ lan q = d

Jarak antarane q₂ lan q = 2d

d = 30 cm = 0.3 meter

d² = (0.3)² = 0.09

Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ N m² C^-2

Dikarepake: Gedhene lan arah gaya listrik tumindak marang muatan listrik

Solusi:

Ana rong gaya sing tumindak marang q yaiku F₁ nengen (q lan q₁ positif dadi F₁ adoh saka q lan q₁) lan F₂ ngiwa (q lan q₂ positif dadi F₂ adoh saka q lan q₂). Pisanan diitung F₁ lan F₂.

Gaya total yaiku 7.5 Newton. Arah gaya total = arah F₁, titik nengen kanggo ngisi daya q₂.

Lapangan listrik

5. A titik mbukak q ana ing titik P ing medan listrik Diprodhuksi dening muatan (+) saengga ngalami gaya 0.05 N ing arah menyang muatan. Yen gedhene listrik lapangan at titik P yaiku 2 x 10^-2 NC^-1, banjur apa gedhene lan jinis muatan sing nyebabake listrik lapangan.

Dikenal:

Gaya listrik (F) = 0.05 N

Medan listrik (E) = 2 x 10 ^-2 NC ^-1 = 0.02 NC ^-1

Dikarepake: Gedhene lan jinis muatan listrik

Solusi:

Muatan listrik diitung nganggo rumus sing nggambarake hubungan antarane gaya listrik (F), medan listrik (E) lan muatan listrik (q):

F = qE

q = F / E = 0.05 N / 0.02 NC ^-1 = 2.5 Coulomb

Muatan q ngalami gaya listrik ing arah menyang muatan (+) sing ngasilake medan listrik, saengga muatan q negatif.

6. Muatan A lan B dipisahake kanthi jarak 4 meter. Titik C ana ing antarane kaloro muatan kasebut, 1 meter saka titik A. Yen Q_A = –300 μC, Q_B = 600 μC. 1/4 π ε₀ = 9 × 10⁹ N m² C–2, banjur pira gedhene medan listrik ing titik C sing diasilake dening kaloro muatan kasebut.

Dikenal:

Jarak antarane muatan A lan B (r_AB) = 4 meter

Jarak antarane titik C lan muatan A (r_AC) = 1 meter

Jarak antarane titik C lan muatan B (r_BC) = 3 meter

Muatan A (q_A) = –300 μC = -300 x 10^-6 C = -3 x 10^-4 Coulomb

Muatan B (q_B) = 600 μC = 600 x 10^-6 C = 6 x 10^-4 Coulomb

Konstanta (k) = 9 × 10⁹ N m² C^-2

Dikarepake: Medan listrik ing titik C

Solusi:

Medan listrik sing diasilake dening muatan A ing titik C:

daya A negatif saengga arah medan listrik nuduhake muatan A lan adoh saka muatan B (menyang kiwa).

Medan listrik sing diasilake dening muatan B ing titik C:

Muatan B iku positif saengga arah medan listrik adoh saka muatan B lan nuduhake muatan A (ngiwa).

Resultan medan listrik ing titik A:

E = E_A +E_B

E = (27 x 10⁵) + (6 x 10⁵)

E = 33 x 10⁵ N / C

Arah medan listrik nuduhake muatan A lan adoh saka muatan B (menyang kiwa).

7. Bledug 1-mg ngambang ing udhara. Yen muatan bledug kasebut 0.5 μC lan percepatan gravitasi yaiku 10 m/s2, temtokake gedhene medan listrik sing nyangga bledug kasebut.

Dikenal:

Massa bledug (m) = 1 mg = 1 x 10^-6 kg

Muatan bledug (q) = 0.5 μC = 0.5 x 10^-6 C

Akselerasi amarga gravitasi (g) = 10 m/s²

Dikarepake: Lapangan listrik

Solusi:

w = mg

w = bobot bledug, m = massa bledug, g = percepatan gravitasi

Gaya gravitasi tumindak marang bledug:

w = mg = (1 x 10^-6 kg)(10 m/s²) = 10 x 10^-6 kg m/s² = 10 x 10^-6 Newton

Persamaan medan listrik:

E = F/q

E = medan listrik, F = gaya listrik, q = muatan listrik

Ganti F ing persamaan medan listrik karo w ing persamaan bobot:

E = F/q = w/q

E = (10 x 10^-6 N) / (0.5 x 10^-6 C)

E = 10 N / 0,5 C

E = 20 N/C

8. Rong muatan q₁ = 32 μC lan q₂ = -214 μC dipisahake kanthi jarak x, kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki. Ora ana medan listrik ing titik P sing dumunung ing 10 cm saka q₂Golekana x.

Dikenal:

Muatan 1 (Q₁) = 32 µC

Muatan 2 (Q₂) = -214 µC

Jarak titik P saka q₁ = x + 10 cm

Jarak titik P saka q₂ = 10 cm

Dikarepake: x

Solusi:

E₁ = medan listrik sing diasilake dening muatan Q₁Arah medan listrik adoh saka Q₁ amarga Q₁ iku positif. E₂ = medan listrik sing diasilake dening Q₂Arah medan listrik nuduhake Q₂ amarga Q₂ iku negatif.

Ora ana gaya total ing titik p sing dumunung 10 cm saka Q₂

Gunakake rumus kuadrat:

9. Titik sing diisi daya q ana ing titik P ing medan listrik Diprodhuksi déning muatan (+), saéngga nduwèni gaya 0.05 N. Yen muatane +5 × l0^-6 Coulomb, banjur pira gedhene medan listrik ing titik C?

Dikenal:

Gaya listrik (F) = 0.05 Newton

Muatan listrik (Q) = +5 × l0^-6 Coulomb = 0.000005

Dikarepake: Medan listrik ing titik P

Solusi:

E = F / Q

E = 0.05 Newton / 0.000005 Coulomb

E = 5 Newton / 0.0005 Coulomb

E = 10,000 Newton/Coulomb

E = 10⁴ N / C

E = 10⁴ NC^-1

1. Apa iku listrik statis? jawabanListrik statis nuduhake tumpukan muatan listrik ing permukaan obyek. Iki diarani "statis" amarga muatan tetep ana ing sak panggonan tinimbang obah utawa mili kaya ing listrik saiki.
2. Kepiye carane listrik statis digawe? jawabanListrik statis asring diasilake liwat proses pangisian daya triboelektrik, ing ngendi bahan tartamtu dadi bermuatan nalika kena gesekan karo bahan sing beda. Nggosok balon menyang rambut utawa mlaku ing karpet nganggo sepatu bersol karet bisa nyebabake penumpukan muatan statis.
3. Yagene kowe kadhangkala kaget nalika ndemek gagang lawang sawise mlaku ing karpet? jawabanMlaku ing karpet, utamane ing kahanan garing, bisa nyebabake tumpukan muatan statis ing awak. Nalika sampeyan ndemek gagang lawang utawa konduktor liyane, muatan kasebut bisa cepet metu, sing nyebabake kejutan statis.
4. Kepiye kelembapan mengaruhi listrik statis? jawabanKelembapan cenderung nyuda penumpukan listrik statis. Molekul banyu ing udhara bisa mbantu mbuwang muatan listrik. Ing dina sing luwih garing, ana kemungkinan sing luwih dhuwur kanggo ngalami penumpukan listrik statis lan kejutan.
5. Yèn ana bahan sing luwih rentan kena muatan statis, kenapa ora? jawabanMateri-materi kasebut beda-beda kemampuane kanggo nyekel utawa nransfer elektron. Sawetara materi, kayata karet utawa plastik tartamtu, cenderung luwih gampang entuk utawa kelangan elektron tinimbang liyane, saengga luwih rentan kena penumpukan muatan statis.
6. Apa prinsip kerja elektroskop? jawabanElektroskop iku piranti sing digunakake kanggo ndeteksi anané muatan statis. Biasane kasusun saka batang logam sing disambungake menyang rong godhong tipis saka foil logam. Nalika obyek sing diisi daya digawa cedhak karo batang kasebut, godhong-godhong kasebut obah adoh amarga tolakan saka muatan sing padha, sing nuduhake anané listrik statis.
7. Kepiye carane grounding ngilangi muatan statis? jawabanGrounding nyedhiyakake dalan kanggo muatan sing berlebihan kanggo pindhah menyang Bumi, sing minangka wadhah muatan sing akeh banget. Nalika obyek sing diisi daya statis di-ground, muatan ekstra kasebut dinetralisir, nyuda utawa ngilangi penumpukan statis.
8. Yèn kowé weruh percikan api ing silo gandum utawa nalika ngisi bahan bakar pesawat, kenapa iki mbebayani? jawabanGandum sing obah utawa gesekan karo permukaan bisa ngasilake listrik statis, lan uga kanggo aliran bahan bakar. Yen ana tumpukan muatan statis, bisa metu minangka percikan api. Ing lingkungan kanthi gas, bledug, utawa cairan sing gampang kobong (kayata ing silo gandum utawa nalika ngisi bahan bakar pesawat), percikan api iki bisa ngobong bahan sing gampang kobong, sing nyebabake bledosan.
9. Kepriye cara kerja semprotan utawa produk antistatik? jawabanSemprotan lan produk antistatik biasane ngandhut zat sing nggawe permukaan rada konduktif. Kanthi mengkono, nyegah penumpukan muatan statis utawa mbantu ngilangi muatan sing numpuk.

10. Apa sing diarani seri triboelektrik? jawabanSeri triboelektrik iku dhaptar sing ngurutake materi adhedhasar kecenderungane dadi muatan positif utawa negatif nalika digosok karo materi liyane. Materi ing sisih ndhuwur dhaptar cenderung dadi muatan positif, dene sing ing sisih ngisor cenderung dadi muatan negatif.