Gambar 13.7.Arah medan listrik pada dua keping sejajar
13.5 Kuat Medan Listrik
Untuk menentukan kuat medan listrik pada suatu titik, pada titik tersebut ditempatkan muatan pengetes q’ yang sedemikian
kecilnya sehingga tidak mempengaruhi muatan sumbermuatan penyebab medan listrik.
Gaya yang dialami oleh muatan pengetes q’ adalah
2 o
r q.q
4 1
F
πε
=
maka kuat medan listrik E pada jarak r didefinisikan sebagai hasil bagi gaya Coulomb yang bekerja pada muatan uji q’ yang ditempatkan pada
jarak r dari sumber medan dibagi besar muatan uji q’
2 2
r q
k E
r q
4 1
q F
E
= =
=
πε
13.6
Dari persamaan 13.6 jelas bahwa kuat medan listrik sama dengan gaya pada muatan positif q’ dibagi dengan besarnya q’. Dalam
sistem MKS, dimana gaya dalam Newton, muatan dalam coulomb, kuat medan listrik dinyatakan dalam satuan Newton per coulomb.
Dengan memperhatikan
persamaan 13.5.c, maka kuat medan listrik pada suatu bahan dielektrikum adalah
2
r q
K k
E =
13.7
Di unduh dari : Bukupaket.com
C N
10 .
18 C
N 1
, 10
x 20
10 x
9 r
q k
E
6 2
6 9
2
= =
=
−
dengan E
= kuat medan listrik, NC Contoh. 13.3
Hitung kuat medan listrik pada jarak 10 cm dari sebuah muatan Q
1
= 20
μC. Penyelesaian:
r = 10 cm = 0,1 m
Q
1
= 20 μC
k = 9 x 10
9
N m
2
C
2
Contoh. 13.4 Dua buah muatan Q
1
= 30 μC dan Q
2
= -40 μC dipisahkan pada jarak
50 cm satu sama lain. a.
Hitung kuat medan listrik pada Q
2
. b.
Hitung medan medan listrik pada titik A. Titik A berjarak 20 cm dari Q
1
dan 30 cm dari Q
2
. c.
Titik B adalah tempat di mana kuat medan listriknya sama dengan 2E
1
.Dimanakah posisi titik B? Penyelesaian:
r = 50 cm = 0,5 m
Q
1
= 30 μC = 30 x 10
-6
C Q
2
= -40 μC = -40 x 10
-6
C k
= 9 x 10
9
N m
2
C
2
a. Kuat medan pada Q
2
Kuat medan pada Q
2
disebabkan oleh Q
1
C N
10 .
72 C
N 5
, 10
x 20
10 x
9 r
Q k
E
4 2
6 9
2 1
= =
=
−
Di unduh dari : Bukupaket.com
b. Kuat medan di A adalah kuat medan yang disebab oleh Q
1
dan Q
2
θ cos
E E
2 E
E E
2 1
2 2
2 1
A
+ +
=
C N
10 .
45 C
N 2
, 10
x 20
10 x
9 r
Q k
E
5 2
6 9
2 1
1 1
= =
=
−
C N
10 .
120 C
N 3
, 10
x 40
10 x
9 r
Q k
E
5 2
6 9
2 1
2 2
= =
=
−
θ
=0 yaitu sudut antara E
1
dan E
2
, karena E
1
dan E
2
searah., jadi
C N
10 .
165 10
x 120
x 10
. 45
x .
2 10
. 120
10 .
45 cos
E E
2 E
E E
5 5
5 2
5 2
5 2
1 2
2 2
1 A
= +
+ =
+ +
=
θ
c. E = E
1
+E
2
Di titik B, E
1
= E
2
. Misalkan titik b berjarak r dari Q
1
, maka
Di unduh dari : Bukupaket.com
C N
r 10
x 18
C N
r 10
x 20
10 x
9 r
Q k
E
2 4
2 6
9 2
1 1
= =
=
−
C N
r 5
, 10
x 36
C N
r 5
, 10
x 40
10 x
9 r
5 ,
Q k
E
2 4
2 6
9 2
2 2
− =
− =
− =
−
cm 18
r 18
x 2
5 ,
4 x
18 x
4 18
18 r
r 18
r 18
5 ,
4 r
36 r
r 25
, 18
E E
2 2
2 2
2 1
= −
− ±
− −
= =
− −
= +
− =
Jadi titik B berjarak 18 cm dari titik Q
1
kuat medan E=2E
1
atau E
1
= E
2
Di unduh dari : Bukupaket.com
13.6 Hukum Gauss
Kategori