1. Sebuah konduktor bola berongga memiliki diameter 12 cm. Bola diberi muatan sebesar -50 mikro coulomb. Kuat medan listrik pada jarak 9 cm dari pusat bola adal

1. Sebuah konduktor bola berongga memiliki diameter 12 cm. Bola diberi muatan sebesar -50 μC. Kuat medan listrik pada jarak 9 cm dari pusat bola adalah ... N/C

2. Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki luas tiap keping 200 cm². Kapasitas kapasitor tersebut adalah 40 μF. Saat dihubungkan dengan sumber tegangan 20 V, rapat muatan tiap kepingnya sebesar ... C/m²

Jawaban

Pendahuluan

Ini merupakan persoalan listrik statis. Diminta untuk menghitung kuat medan listrik pada konduktor bola berongga dan rapat muatan pada kapasitor keping sejajar.

Pembahasan

[Soal No. 1]

Diketahui

Konduktor bola berongga

Jari-jari bola = ¹/₂ x diameter ⇒ R = 6 cm

Muatan q = - 50 μC

k = 9 x 10⁹ Nm²/C²

Ditanya

Kuat medan listrik (E) pada jarak r = 9 cm dari pusat bola

Penyelesaian

Sebelum mengolah, ingatlah tiga keadaan kuat medan listrik pada konduktor bola berongga berjari-jari R seperti berikut ini:

a. Di dalam bola (r < R) ⇒ E = 0

b. Di permukaan/kulit bola (r = R) ⇒ [tex]\boxed{E=k\frac{q}{R^2} }[/tex]

c. Di luar permukaan bola (r > R) ⇒ [tex]\boxed{E=k\frac{q}{r^2} }[/tex]

Di soal, karena jari-jari bola R = 6 cm dan r = 9 cm, kuat medan listrik yang dimaksud berada di luar permukaan bola.

[tex]E=\frac{(9\times 10^9)(50\times 10^{-6})}{(9\times 10^{-2})^2}[/tex]

[tex]E=\frac{50}{9}\times 10^7[/tex]

∴ E = 5,6 x 10⁷ N/C

[Soal No. 2]

Diketahui

Kapasitor keping sejajar

Luas tiap keping A = 200 cm² = 0,02 m²

Kapasitas kapasitor C = 40 μF

Tegangan V = 20 volt

Ditanya

Rapat muatan tiap keping

Penyelesaian

Langkah pertama mencari muatan

q = CV

[tex]q=(40\times10^{-6})(20)[/tex]

[tex]q=8\times10^{-4}[/tex]

Langkah kedua menghitung rapat muatan

[tex]\boxed{\sigma=\frac{q}{A} }[/tex]

[tex]\sigma=\frac{8\times10{-4}}{2\times10^{-2}}[/tex]

[tex]\sigma=4\times10^{-2}~C/m^2[/tex]

Kesimpulan

Dari langkah-langkah pengerjaan di atas, diperoleh hasil-hasil sebagai berikut:

Soal 1. [tex]\boxed{~Jawaban~D.~5,6\times10^7~N/C~}[/tex]

Soal 2. [tex]\boxed{~Jawaban~A.~4\times10^{-2}~C/m^2~}[/tex]

Pelajari lebih lanjut

1. Perbandingan gaya listrik terhadap jarak antar muatan brainly.co.id/tugas/9802148

2. Menghitung gaya Coulomb brainly.co.id/tugas/8423375  

3. Menghitung besarnya muatan listrik brainly.co.id/tugas/6358969

4. Rangkaian kapasitor seri https://brainly.co.id/tugas/939629

Detil Jawaban

Kelas         : XII

Mapel        : Fisika

Bab            : Listrik Statis

Kode          : 12.6.2

Kata Kunci : konduktor, bola, berongga, diameter, jari-jari, muatan, mikrocoulomb, kuat, medan, jarak, pusat, N/C, kapasitor, keping, sejajar, luas, mikrofarad, dihubungkan, sumber, tegangan, rapat, C/m²