Letak Titik Yang Kuat Medannya Nol

Letak Titik Yang Kuat Medannya Nol

HOME FISIKA SMA LISTRIK STATIS RUMUS CEPAT

Medan listrik merupakan daerah dimana gaya listrik masih terjadi. Jika sebuah muatan diletakkan di daerah tersebut, maka muatan tersebut akan mengalami gaya listrik. Jiika dihubungkan dengan gaya listrik atau gaya Coulomb, maka kuat medan listrik yang dialami suatu muatan berbanding lurus dengan besar gaya listrik yang dialaminya dan berbanding terbalik dengan besar muatan yang memberi gaya. Kuat medan listrik merupakan besaran vektor.

Berdasarkan hubungannya dengan gaya listrik, maka kuat medan listrik berbanding lurus dengan muatan pemberi gaya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara muatan dan muatan uji yang secara matematis dapat ditulis : Dengan : E = kuat medan listrik (N/C) q = muatan pemberi gaya

R = jarak antara muatan dan titik uji

Jika dua muatan sejenis tepisah sejauh R, maka letak muatan ketiga (muatan uji) agar medan listrik pada muatan tersebut sama dengan nol dapat dihitung dengan rumus berikut :

Dengan :

R1 = jarak titik uji ke muatan pertama

R2 = jarak titik uji ke muatan kedua


Contoh soal :
Dua muatan masing-masing +16 μC dan +9 μC terpisah sejauh 21 cm satu sama lain seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Tentukanlah letak sebuah muatan uji agar medan listrik yang dialaminya sama dengan nol.

Pembahasan :

Agar medan listrik sama dengan nol, maka muatan uji harus diletakkan di titik yang medan listriknya sama dengan nol. Seperti yang kita tahu, arah medan listrik menjauhi muatan sumber positif dan menuju muatan negatif. Ada tiga letak muatan uji yang dapat kita uji yaitu di tengah antara kedua muatan, di sebelah kiri muatan +16 μC atau di sebelah kanan muatan +9 μC. Dari tiga kemungkinan itu, ada satu titik yang pasti dimana medannya sama dengan nol. Berikut sketsa arah medan untuk masing-masing lokasi yang ada :

Dari gambar di atas jelas terlihat bahwa lokasi yang paling memungkinkan agar medan listriknya sama dengan nol adalah letak nomor 2 yaitu di antara kedua muatan. Kenapa? Karena seperti yang telihat pada gambar, arah medan listrik di titik nomor 2 berlawanan arah sehingga jika besarnya sama kedua medan itu akan saling meniadakan. Sedangkan titik no 1 dan 3, arah medannya searah sehingga saling menguatkan dan tidak mungkin jadi nol. Dengan demikian, letak muatan uji adalah di anatara dua muatan sebagai berikut :

Mengapa muatan uji diletakkan lebih dekat ke muatan B? Karena muatan B lebih kecil dari muatan A. Dari rumus medan listrik terlihat jelas bahwa medan listrik berbanding terbalik degan kuadrat jarak. Nah, karena besar muatan B lebih kecil dari muatan A, maka jarak muatan uji harus lebih dekat ke muatan B agar kuat medannya setara. Agar sama dengan nol, maka berlaku : ⇒ Ea = Eb

Baca :   2 3 3 4 5 6
⇒ k qa = k qb
(21 − x)2 x2

⇒ 4x = 3(21 − x) ⇒ 4x = 63 − 3x ⇒ 7x = 63

⇒ x = 9 cm

Jadi, agar medan listrik sama dengan nol, maka muatan uji harus diletakkan di antara kedua muatan pada jarak 9 cm dari muatan B atau 12 cm dari muatan A.

Misalkan Ra adalah jarak muatan uji ke muatan A dan Rb adalah jarak muatan uji ke muatan B.
⇒ Ra = 12 cm
maka Rb = 21 – 12 = 9 cm. Jadi, agar medan listrik sama dengan nol, maka muatan uji harus diletakkan di antara kedua muatan pada jarak 9 cm dari muatan B atau 12 cm dari muatan A.

Tips : agar kita tahu jarak yang kita peroleh itu berada di sebelah kanan, di sebelah kiri, atau di antara kedua muatan, maka kita harus memahami lokasi yang paling memungkinkan seperti yang telah dijabarkan di atas.

Jika dua muatan berbeda jenis tepisah sejauh R, maka letak muatan ketiga (muatan uji) agar medan listrik pada muatan tersebut sama dengan nol dapat dihitung dengan rumus berikut :

Dengan :

R1 = jarak titik uji ke muatan pertama.

Contoh soal :
Dua buah muatan -3 C dan +12 C terpisah oleh jarak sejauh 4 m. Tentukanlah letak titik yang kuat medan listriknya sama dengan nol.

Pembahasan :

Karena kedua muatan berbeda jenis, maka letak titik yang kuat medannya nol tidak mungkin berada di antara kedua muatan.  Letak titik yang paling mungkin adalah di sebelah kiri muatan -3 C karena muatan itu lebih kecil dari muatan kedua. Dengan rumus cepat:

⇒ R1 = 4√3
(√3
+ √12)
|3 − 12|

⇒ R1 = 4 m
Jadi, titik yang medan listriknya sama dengan nol adalah 4 m di sebelah kiri muatan -3 C.

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.

Diketahui :

Terdapat dua muatan -6 C dan 8 C yang terpisah sejauh 4 cm.

Ditanyakan :

Letak titik yang nilai medan listriknya nol.

Pembahasan :

Hal yang perlu kamu perhatikan agar tidak keliru dalam merumuskan resultan medan:

Muatan negatif akan menghasilkan medan listrik menuju ke posisinya, sementara muatan positif akan menghasilkan medan listrik yang menjauhi posisinya.

Baca :   Pada Setiap Sembarang Tumbukan Selalu Berlaku

Jadi, kamu sebaiknya menggambarkan arah-arah medan listriknya terlebih dahulu, baru kemudian lakukan perhitungan berdasarkan gambar tersebut.

Perhatikan bahwa kedua muatan merupakan jenis yang berbeda. Muatan pertama (Q1) adalah muatan negatif sementara muatan kedua (Q2) adalah muatan positif. Apa bila titik berada di antara keduanya, resultan kuat medannya tidak akan sama dengan nol karena ia ditarik oleh muatan Q1 dan didorong oleh muatan Q2 sehingga keduanya saling memperkuat. Sehingga, titik harus berada di sisi lain muatan Q1 atau Q2. Dan karena muatan Q1 yang bernilai 6 C lebih kecil dibandingkan muatan Q2 yang bernilai 8 C, maka titik harus berada di sisi lain dari muatan Q1 atau dengan kata lain lebih dekat dengan Q1 dibanding di Q2.

Dengan

∑E = 0

EQ1 – EQ2 = 0,

maka syarat untuk mendapatkan kuat medan di titik sama dengan 0 adalah

EQ1 = EQ2

dengan

E = k q / r²

di mana

E : kuat medan (N/C)

k : konstanta Coulomb (9 x 10⁹ N.m²/C²)

q : muatan (C)

r : jarak muatan terhadap titik (m)

maka,

EQ1 = EQ2

k Q1 / R² = k Q2 / (R + r)², bagi kedua ruas dengan k, sehingga

Q1 / R² = Q2 / (R + r)², masukkan nilai-nilai yang telah diketahui,

6 / R² = 8 / (R + 4)², bagi kedua ruas dengan 2 sehingga

3 / R² = 4 / (R + 4)²

3. (R + 4)² = 4. R²

3. (R² + 8 R + 16) = 4. R²

3 R² + 24 R + 48 = 4 R²

3 R² + 24 R + 48 – 4 R² = 0

-R² + 24 R + 48 = 0, bagi kedua ruas dengan -1,

R² – 24 R – 48 = 0

dengan a = 1, b = -24, dan c = -48, gunakan rumus berikut untuk mencari akar-akar persamaannya.

x₁,₂ = (-b + √(b² – 4ac)) / 2a

x₁,₂ = (-(-24) + √((-24)² – 4. 1. (-48))) / (2. 1)

x₁,₂ = (24 + √(576 + 192)) / 2

x₁,₂ = (24 + √(768)) / 2

x₁,₂ = (24 + 16√3) / 2

x₁,₂ = 12 + 8√3

x₁,₂ = 12 + 13,8564, atau

x₁ = 12 + 13,8564 = 25,8564

x₂ = 12 – 13,8564 = -1,8564

Jawaban yang kita pilih adalah 25,8564 (cm). Bila kita memilih jawaban -1,8564, maka artinya titik berada di antara muatan Q1 dan Q2.
Jarak titik dari Q1 adalah 15,8564 cm (bisa juga dituliskan sebagai (12 + 8√3) cm), sementara jarak titik dari muatan Q2 adalah = (25,8564 + 4) cm = 29,8564 cm (bisa juga dituliskan sebagai (16 + 8√3) cm).

R = -1,8564 cm berarti titik berada di antara muatan Q1 dan Q2. Titik di antara muatan Q1 dan Q2  akan ditarik oleh muatan Q1 dan didorong oleh muatan Q2 sehingga keduanya saling memperkuat dan tidak mungkin memiliki medan listrik = 0.

Pembahasan lebih lanjut

Kini kita lakukan pembuktian bahwa di titik R, kuat medan sama dengan 0.

Baca :   Contoh Soal Fisika Kelas X Beserta Pembahasannya

EQ1 – EQ2 = 0

k Q1 / R² – k Q2 / (R + r)² = 0

k (Q1 / R² – Q2 / (R + r)²) = 0

9 x 10⁹ N.m²/C² (6 C / (25,8564 cm)² – 8 C / ((25,8564 + 4) cm)²) = 0

9 x 10⁹ N.m²/C² (6 C / (668,8534 cm)² – 8 C / (891,4046 cm)²) = 0

9 x 10⁹ N.m²/C² (0,00897 C/cm² – 0,00897 C/cm²) = 0

9 x 10⁹ N.m²/C² (0 C/cm²) = 0

0 = 0 → TERBUKTI

Soal mengenai listrik statis dapat juga kamu pelajar di :

brainly.co.id/tugas/17187565

brainly.co.id/tugas/16973346

brainly.co.id/tugas/16848845

brainly.co.id/tugas/16794562

brainly.co.id/tugas/17277957

Semoga membantu 🙂

———-

Kelas : 8

Mapel : Fisika

Kategori : Bab 8 – Listrik

Kata kunci : kuat medan, muatan

Kode : 8.6.8

Materi :
Listrik Statis
Topik : Menentukan Letak Titik dengan Kuat Medan Listrik Nol Kelas : 12 SMA IPA Author : Fisika Study Center


(Beginner)

Dengan asumsi bahwa adik-adik tidak bingung dalam menentukan arah medan listrik (muatan positif arah keluar, muatan negatif arah masuk dan seterusnya, kalo masih liat aja di contoh Listrik Statis 12 nomor 6), disini akan diambil kesimpulan dari beberapa kasus menentukan letak titik yang kuat medan listriknya nol.

Dua muatan sama tanda
Muatan (+) dengan (+) atau muatan (−) dengan (−), maka daerah nol berada di antara kedua muatan (antara A dan B, tidak akan di kiri A, atau di kanan B).

Letak titik nol akan lebih dekat ke muatan yang nilainya lebih kecil. Kalau sama besar, seperti gambar di atas,, ya pas ditengah-tengah.

Dua muatan beda tanda

Muatan (+) dengan muatan (−) atau muatan (−) dengan (+), daerah nol akan di kiri A atau di kanan B, seperti tadi, akan dekat ke muatan yang nilainya lebih kecil (tanpa melihat plus minusnya). Cermati 4 variasi berikut!

Atau kalau tak mau pusing dengan kesimpulan-kesimpulan tadi, langsung saja coba dicari seperti contoh berikut: Muatan A + 9 C dan muatan B −16 C terpisah sejauh 1 meter seperti gambar berikut. Tentukan letak titik C, dimana kuat medan listrik sama dengan nol!

Seperti telah disimpulkan di atas, letak titik nol ada di kiri A, karena beda tanda dan 9 lebih kecil dari 16. Misal jarak C adalah x dari A, rA = x dan rB = 1 + x

diperoleh jawaban

Hasilnya positif, sehingga memang benar C di kiri A sejauh 3 meter

Kita coba cari dari tempat lain yaitu dari kanan B, sehingga rA = 1 + x dan rB = x

diperoleh jawaban

Hasilnya negatif 4, artinya dari muatan B bukan ke kanan 4 m, tetapi ke kiri sejauh 4 m, atau 3 m juga di kiri muatan A seperti perhitungan sebelumnya.

prep. by Fisika Study Center

Letak Titik Yang Kuat Medannya Nol

Source: https://termasyhur.com/letak-titik-yang-kuat-medannya-nol-adalah

Check Also

Contoh Soal Fungsi Produksi Dan Jawaban

Contoh Soal Fungsi Produksi Dan Jawaban Fungsi Produksi – Pada perjumpaan kali ini dimana akan …