3 soalan tentang persamaan medan elektrik
1. Sebuah bola pengalir dengan jejari 10 cm mempunyai cas elektrik 500 μC. Titik A, B, dan C terletak sejajar dengan pusat bola pada jarak 12 cm, 10 cm dan 8 cm masing-masing dari pusat bola. Kirakan kekuatan medan elektrik pada titik A, B, dan C!
Diketahui:
Jejari bola pengalir (R) = 10 cm = 0.1 m
Cas elektrik (q) = 500 μC = 500 x 10 -6 C
r A = 12 cm = 0,12 m
rB = 10 cm = 0,1 m
rC = 8 cm = 0,08 m
Pemalar Coulomb (k) = 9 x 10 9
Dicari: Kekuatan medan elektrik pada titik A (E A ), pada titik B (E B ) dan pada titik C (E C )
penyelesaian:
a) Kekuatan medan elektrik pada titik A
EA = kq / rA2 = (9 x 109 ) (500 x 10 -6 ) / (0,12) 2 = (4500 x 103 ) / 0,0144 = 312500 x 103 = 3,125 x 108N /C
b) Kekuatan medan elektrik pada titik B
E B = kq / r B 2 = (9 x 10 9 )(500 x 10 -6 ) / (0,1) 2 = (4500 x 10 3 ) / 0,01 = 450.000 x 10 3 = 4,5 x 10 8 N/C
c) Kekuatan medan elektrik pada titik C
E C = 0 kerana berada di dalam bola.
2. Jika cas ujian 4 nC diletakkan pada satu titik, cas tersebut mengalami daya 5 × 10 – 4 N. Berapakah magnitud medan elektrik E pada titik tersebut?
Diketahui:
Cas elektrik ujian (q) = 4 nC = 4 x 10 -9 Coulomb
Daya elektrik (F) = 5 × 10 -4 N
Dikehendaki: Magnitud medan elektrik (E)
penyelesaian:
E = F / q = (5 × 10 -4 ) / (4 x 10 -9 ) = 1,25 x 10 5 N/C
3. Dua cas q B = 12 μC dan q C = 9 μC diletakkan pada bucu segi tiga tepat seperti dalam Rajah. Tentukan kekuatan medan elektrik yang dirasakan pada titik A!
Diketahui:
Cas pada titik B (qB) = 12 μC = 12 x 10 -6 C
Cas pada titik C (qC) = 9 μC = 9 x 10 -6 C
Pemalar Coulomb (k) = 9 x 10 9
r AC = 4 cm = 0,04 m
r AB = 3 cm = 0,03 m
Dikehendaki: kekuatan medan elektrik pada titik A
penyelesaian:
E AC = kq / r² = (9 x 10⁻¹ ) (9 x 10⁻¹ -6 ) / (0,04) ² = 81 x 10⁻¹ / 0,0016 = 5,0 x 10⁻¹N /C
E AB = kq / r² = (9 x 10⁻¹ ) (9 x 10⁻¹ -6 ) / (0,03) ² = 81 x 10⁻¹ / 0,0009 = 9,0 x 10⁻¹N /C
