Besar usaha untuk memindahkan muatan listrik 10 C dari potensial 100 V ke potensial 200 V adalah

Soal 1
Sebuah awan berada pada potensial 8,0 × 106 V relatif terhada acuan tanah. Dalam satu kilatan petir muatan 40 C dipindahkdan sari awan ke tanah. Tentukan energi disipasi [energi yang dibuang oleh petir].

Jawab:

energi yang dibuang oleh petir adalah
∆EP = q∆V = [40 C][0 – 8,0 × 106 V] = –320 MJ

Soal 2
Titik P terletak pada jarak r meter dari muatan q couloumb. Potensial di titik P adalah 300 volt. Kemudian muatan diperbesar menjadi dua kali semula. Tentukan potensial di titik S yang terletak pada jarak r/4 meter dari muatan tersebut.

Jawab:
Potensial listrik pada suatu titik diberikan oleh

V = kq/r, maka
Potensial di titik P adalah VP = kq/r = 300 V
Potensial di titik S adalah VS = k [2q]/[1/4 r] = 8kq/r

Maka
VS = 8VP = 2400 V

Soal 3
Diketahui sebuah muatan listrik 0.02 µC.
a. Tentukan potensial listrik pada jarak r = 20 cm dan r = 50 cm dari muatan tersebut.
b. Berapakah usaha yg diperlukan utk memindahkan muatan 0,02 µC dari titik pada r = 20 cm ke titik pada r = 50 cm ?

Jawab:
[a] Potensial listrik pada jarak r = 20 cm dan r = 50 cm dari muatan tersebut adalah

V = kq/r

V [20 cm] = [9 x 109 Nm2/C2][0,02 x 10-6 C]/0,2 m = 900 V
V [50 cm] = [9 x 109 Nm2/C2][0,02 x 10-6 C]/0,5 m = 360 V

[b] Usaha yg diperlukan utk memindahkan muatan 0,02 µC dari titik pada r = 20 cm ke titik pada r = 50 cm adalah

W = –∆EP = –q[V2 – V1]
W = –[0,02 x 10-6 C][360 V – 900 V] = –1,08 x 10-5 J

Soal 4
Dua muatan q1 = 2 × 10-8 C dan q2 = –2 × 10-8 C terpisah pada jarak d = 2 m. Hitunglah potensial listrik A dan B pada gambar disamping!

Jawab:
Potensial listrik pada suatu titik diberikan oleh

V = kq/r, maka

Potensial listrik pada titik A adalah

VA = kq1/r + kq2/r

VA = [9 x 109 Nm2/C2][2 x 10-8 C]/2 m + [9 x 109 Nm2/C2][–2 x 10-8 C]/2 m = 0
Potensial listrik pada titik B adalah

VB = kq1/r1 + kq2/r2
VB = [9 x 109 Nm2/C2][2 x 10-8 C]/1,5 m + [9 x 109 Nm2/C2][–2 x 10-8 C]/0,5 m = –240 V

Soal 5
[a] Hitung potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan +200 µC dan –100 µC yang terpisah 50 cm di udara dan [b] Berapa usaha yang diperlukan untuk membawa muatan +25 µC dari titik yang jauh tak berhingga ke titik tersebut?

Jawab:
[a] potensial listrik di titik tengah garis hubung antara dua muatan +200 µC dan –100 µC yang terpisah 50 cm di udara adalah

VP = kq1/r1 + kq2/r2
VP = [9 x 109 Nm2/C2][2 x 10-4 C]/0,25 m + [9 x 109 Nm2/C2][–1 x 10-4 C]/0,25 m
= 3,6 MV

[b] usaha yang diperlukan untuk membawa muatan +25 µC dari titik yang jauh tak berhingga ke titik tersebut adalah

W = –∆EP = –q[V2 – V1]
W = –[25 x 10-6 C][3,6 x 106 V – 0] = –90 V

Video liên quan