BAB 2 MEDAN LISTRIK Hukum Coulomb : Gaya-gaya yang terjadi pada dua buah muatan berjarak R Sebanding dengan kedua muatan Q1 dan Q2 Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak Muatan sejenis akan tolak-menolak sedangkan muatan tak sejenis akan tarik-menarik Arah gaya pada garis penghubung antara kedua muatan
Contoh Soal 2.1 Diketahui sebuah muatan Q1 sebesar 300 C yang terletak di titik A(1, 2, 3). Hitung gaya Coulomb yang bekerja pada muatan lain Q2 sebesar - 100 C yang terletak di titik B(2, 0, 5). Jawab :
Medan Listrik : Gaya persatuan muatan E [N/C] Dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu muatan Q1 sebesar 1 C akibat muatan lain Q2 Medan listrik akibat muatan titik Q pada suatu titik berjarak R dari Q :
Contoh Soal 2.2 Hitung medan listrik di M(3, - 4, 2) dalam ruang hampa yang disebabkan oleh muatan Q1 = 2 n C di P1(0, 0, 0) dan Q2 = 3 n C di P2 (- 1, 2, 3). Jawab :
Medan listrik akibat muatan garis yang terletak di sumbu z : L = Rapat muatan persatuan panjang C/m Medan listrik akibat muatan garis yang terletak sembarang: R adalah vektor yang panjangnya adalah jarak terdekat dari muatan garis ke titik P yang hendak dihitung medan listriknya (R tegaklurus pada arah dari muatan garis). Akibatnya ujung vektor R ini adalah titik P sedangkan pangkalnya terletak pada muatan garis dimana salah satu koordinatnya sama dengan koordinat titik P.
Contoh Soal 2.3 Hitung medan listrik E di titik P(5, 6, 1) akibat muatan garis L = 30 n C/m yang terletak pada perpotongan antara bidang y = 3 dan z = 5. Jawab : x y z L 3 5 6 1 P(5,6,1) R
x y z L 3 5 6 1 P(5,6,1) R
Medan listrik akibat muatan bidang : s = Rapat muatan persatuan luas C/m2 aN adalah vektor satuan yang arahnya tegak lurus dari muatan bidang ke titik yang hendak dihitung medan listriknya.
Contoh Soal 2.4 Sebuah muatan bidang S sebesar 2 nC/m2 terletak pada bidang x = 3. Sebuah muatan garis L sebesar 20 nC/m terletak pada x = 1, z = 4. Tentukan arah medan listrik di titik P(4, 5, 6). Jawab : Akibat muatan garis :
Akibat muatan bidang : Akibat muatan garis dan muatan bidang :