1. Sebuah muatan listrik dipindahkan dalam medan listrik homogen dengan gaya sebesar 2√3 N sejauh 20 cm. Jika arah gaya bersudut 30o terhadap perpindahan muata listrik, berapa beda energi potensial listrik tempat kedudukan awal dan akhir muatan listrik tersebut.
Pembahasan
Diketahui:
Gaya (F) = 2√3 N
Jarak (s) = 20 cm = 0,2 m
Sudut (θ) = 30o
Ditanya: Beda potensial listrik
Jawab:
Usaha pemindahan muatan +q dari a ke b sama dengan beda energi potensial listrik di titik a dan b.
ΔEP = ΔW
Apabila arah gaya F terhadap arah perpindahan muatan +q bersudut θ, maka usaha perpindahan muatan +q dari a ke b adalah:
ΔW = F Δs cos θ = (2√3)(0,2)(cos 30) = (0,4√3)(0,5√3) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Jika muatan dan kapasitas kapasitor diketahui berturut-turut sebesar 5 µC dan 20 µF, tentukan beda potensial kapasitor tersebut.
Pembahasan
Diketahui:
Muatan (q) = 5 µC = 5 x 10-6 C
Kapasitas kapasitor (C) = 20 µF = 20 x 10-6 F
Ditanya: Beda potensial kapasitor (V)
Jawab:
Rumus beda potensial kapasitor, kapasitas kapasitor dan muatan:
V = q / C = (5 x 10-6) / 20 x 10-6 = 5/20 = 0,25 Volt
3. Dua muatan titik QA = -4 µC dan QB = 8 µC berjarak 16 cm. Tentukan potensial listrik di suatu titik yang berada di tengah kedua muatan itu.
Pembahasan
Diketahui:
Muatan 1 (QA) = 4 x 10-6 C
Muatan 2 (QB) = 8 x 10-6 C
Jarak (r) = 8 cm = 0,08 m
Konstanta Coulomb (k) = 9 × 109 Nm2/C2
Ditanya: Potensial listrik di C (VC)
Jawab:
VA = k Q / r = (9 × 109)(4 x 10-6) / 0,08 = (36 × 103) / 0,08 = -450 Volt
VB = k Q / r = (9 × 109)(8 x 10-6) / 0,08 = (72 × 103) / 0,08 = 900 Volt
Potensial listrik di C (VC) = 900 – 450 = 450 Volt
