Contoh soal medan listrik
1. Titik A berada pada jarak 5 cm dari muatan +10 mikro Coulomb. Besar dan arah medan listrik pada titik A adalah… (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 mikro Coulomb = 10−6 C)
Pembahasan Diketahui :
Ditanya : Besar
dan arah medan listrik pada titik A
Jawab :
Arah medan listrik di titik A : Muatan listrik positif karenanya arah medan listrik menjauhi muatan listrik dan menjauhi titik A.
2. Jarak antara titik P dan muatan -20 mikro Coulomb adalah 10 cm. Tentukan kuat medan listrik dan arah medan listrik pada titik P.
Pembahasan Diketahui :
Ditanya : Besar dan arah medan listrik pada titik P
Jawab :
Arah medan listrik di titik A : Muatan listrik negatif karenanya arah medan listrik menuju muatan listrik dan menjauhi titik P.
Pembahasan
Andaikan titik yang terletak di tengah-tengah kedua muatan adalah titik P. Diketahui :
Ditanya : besar dan arah medan listrik pada titik yang terletak di tengah-tengah kedua muatan (titik P) Jawab :
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik P :
Muatan A negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan A (ke kiri).
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik P :
Muatan B positif sehingga arah medan listrik menjauhi muatan B (ke kiri).
Resultan medan listrik pada titik A :
EA dan EB searah karenanya dijumlahkan.
E = EA + EB
E = (4,5 x 105) + (9 x 105)
E = 13,5 x 105 N/C
Arah medan listrik adalah menuju muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri). 4. Kuat medan listrik nol terletak pada titik yang berjarak…
Pembahasan
Muatan A positif dan muatan B positif sehingga kuat medan listrik nol terletak di tengah kedua muatan tersebut. Andaikan titik di mana kuat medan listriknya nol adalah titik P. Diketahui :
pada titik yang berjarak… Jawab :
Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik P :
Muatan A positif sehingga arah medan listrik yang ditimbulkan muatan A pada titik P adalah menjauhi muatan A (ke kanan). Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik P :
Muatan B positif sehingga arah medan listrik yang ditimbulkan muatan B pada titik P adalah menjauhi muatan B (ke kiri).
Resultan medan listrik pada titik P = 0 :
EA dan EB berlawanan arah.
EA – EB = 0
EA = EB
Gunakan rumus ABC untuk menentukan nilai a.
1. Sepotong emas bermassa 1 gram. Nomor atom (Z) emas adalah 79 dan nomor massa emas adalah 196,9 gram/mol. Bandingkan nomor atom dan nomor massa emas (Au)
pada tabel periode unsur. Berapa jumlah muatansemua proton dalam sepotong emas ?
Pembahasan
Jumlah atom dalam 1 gram emas :
Jumlah proton dalam 1 gram emas :
Setiap atom mempunyai proton sebanyak nomor atom. Jadi 1 atom emas mempunyai
79 proton.
e = (3,06 x 1021 atom)(79 proton)
e = 241,74 x 1021 proton
e = 2,42 x 1023 proton
Jumlah muatan semua proton dalam 1 gram emas :
Muatan 1 proton = +1,60 x 10-19 Coulomb / proton.
Tanda positif menunjukan jenis muatan proton.
Jumlah muatan semua proton :
Q = (2,42 x 1023 proton)(+1,60 x 10-19 Coulomb / proton)
Q = (2,42 x 1023)(+1,60 x 10-19 Coulomb)
Q = +3,87 x 104 Coulomb
Q = +38.700 Coulomb
2. Suatu kawat tembaga bermassa 1 gram. Nomor atom (Z) tembaga adalah 29 dan nomor massa tembaga adalah 63,5 gram/mol. Bandingkan nomor atom dan nomor massa tembaga (Cu) pada tabel periode unsur. Berapa jumlah muatan semua elektron
dalam kawat tembaga ?
Pembahasan
Diketahui :
1 mol unsur mempunyai atom sebanyak bilangan avogadro = 6,02 x 1023 atom / mol
1 atom tembaga mempunyai elektron sebanyak nomor atom (Z) = 29 elektron 1 mol tembaga mempunyai massa sebanyak nomor massa tembaga = 63,5 gram / mol. Ditanya : Jumlah muatan (Q) semua elektron dalam kawat tembaga
Jawab :
Jumlah elektron dalam 1 gram tembaga : Setiap atom mempunyai elektron sebanyak nomor atom. Jadi 1 atom tembaga
mempunyai 29 elektron.
e = (9,48 x 1021 atom)(29 elektron)
e = 274,92 x 1021 elektron
e = 2,75 x 1023 elektron
Jumlah muatan semua elektron dalam 1 gram kawat tembaga :
Muatan 1 elektron = -1,60 x 10-19 Coulomb / elektron.
Tanda negatif menunjukan jenis muatan elektron.
Jumlah muatan semua elektron :
Q = (2,75 x 1023 elektron)(-1,60 x 10-19 Coulomb / elektron)
Q = (2,75 x 1023)(-1,60 x 10-19 Coulomb)
Q = -4,4 x 104 Coulomb
