Contoh Soal Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

Contoh Soal Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan - Pernahkah kalian menaiki eskalator saat berada di pusat perbelanjaan? Mengapa kalian lebih memilih eskalator daripada berjalan menaiki tangga? Energi yang kalian butuhkan saat menaiki tangga jauh lebih besar daripada eskalator, sehingga kalian akan mudah lelah. Itulah mengapa sebagian orang akan memilih eskalator daripada tangga. Ternyata, hal tersebut juga terjadi pada muatan, yaitu potensial listrik. Untuk lebih jelasnya simak ulasan berikut.

1. Potensial listrik oleh muatan titik

Beda potensial listrik (potensial listrik) didefinisikan sebagai perubahan energi potensial per satuan muatan saat muatan uji dipindahkan dari satu posisi ke posisi lain. Secara matematis, beda potensial listrik untuk muatan uji q, dirumuskan sebagai berikut.

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

Keterangan:
Vab = potensial listrik (V) pada titik-titik yang berjarak ra dan rb dari muatan sumber Q (V).

Beda potensial muatan listrik yang berada di sekitar muatan lain, dinyatakan sebagai potensial mutlak atau biasa disebut potensial listrik. Secara umum, potensial mutlak didefinisikan sebagai potensial listrik dari muatan di suatu titik yang berjarak r dari muatan sumber Q. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

$V = k \frac{Q}{r}$

Jika r bertambah besar, maka V akan bertambah kecil. Saat r mendekati tak berhingga, V mendekati nol. Jadi, potensial mutlak merupakan perubahan energi potensial per satuan muatan yang terjadi ketika sebuah muatan uji dipindahkan dari suatu titik tak terhingga ke titik tertentu.

2. Potensial listrik oleh beberapa muatan

Gaya Coulomb dan kuat medan listrik merupakan besaran vektor. Jika ada beberapa sumber muatan, gaya Coulomb dan kuat medan listriknya dihitung dengan menjumlahkan secara vektor semua vektor gaya Coulomb dan kuat medan listrik yang dihasilkan oleh masing-masing muatan. Bagaimana dengan potensial listrik?
Berbeda dengan gaya listrik dan kuat medan listrik, potensial listrik merupakan besaran skalar, yaitu besaran yang hanya memiliki nilai. Oleh karena itu, potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber cukup dihitung dengan penjumlahan aljabar biasa. Untuk n muatan sumber, potensial listriknya dapat dituliskan sebagai berikut.

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

Perlu Anda perhatikan bahwa tanda muatan (positif atau negatif) dimasukkan seperti tanda aljabar biasa.

Contoh Soal Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

SOAL 1

Beda potensial pada sebuah titik yang berkedudukan awal 2 cm dan kedudukan akhir 5 cm dari suatu titik muatan Q = 1,8 × 10-8 C adalah ....

SOAL 2

Jika potensial di titik A = 220 V dan potensial di titik B = –20 V, maka beda potensial antara A dan B adalah ....

SOAL 3

Sebuah muatan uji berada pada jarak 3 cm dari sebuah muatan sumber 4 mC. Kemudian, muatan uji tersebut digeser sejauh 2 cm menjauhi muatan sumber. Beda potensial antara posisi awal dengan posisi akhirnya adalah ....

SOAL 4

Perhatikan gambar berikut.

Jika muatan masing-masing pada titik A, B, dan C berturut-turut adalah qA = 4 μC, qB = 6 μC, dan qC= – 5 μC, maka potensial di titik P yang ditimbulkan oleh tiga buah muatan tersebut adalah ....

SOAL 5

Gaya Coulomb dan medan listrik termasuk besaran vektor, sedangkan potensial listrik termasuk besaran ....

SOAL 6

Sebuah titik A berada 40 cm dari muatan Q yang besarnya 8 × 10-9 C. Besar potensial listrik di titik tersebut adalah ....

SOAL 7

Potensial di suatu titik oleh muatan sumber dipengaruhi oleh faktor ....

SOAL 8

Sebuah muatan sumber terletak sejauh d dari suatu titik P. Jika besar muatan sumber 2Q, maka potensial listrik di titik P adalah ....

SOAL 9

Titik P mula-mula berada pada jarak 12 cm dari muatan sumber 8 μC kemudian titik P digeser sejauh 4 cm dari muatan sumber. Perbandingan potensial pada jarak 12 cm dan 16 cm adalah ..

SOAL 10

Perhatikan gambar berikut.

Persegi panjang ABCD memiliki sisi 10 cm. Pada titik-titik sudut A, B,C, dan D secara berurutan terdapat muatan sebesar 2 µC, 4 µC, 3 µC, dan -8 µC. Potensial listrik di titik P adalah ....

Contoh Soal Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

1. Potensial listrik oleh muatan titik

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V = k \frac{Q}{r}$

2. Potensial listrik oleh beberapa muatan

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

Contoh Soal Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

1. Potensial listrik oleh muatan titik

Vab=kQ(1rb−1ra) Vab=kQ(1rb−1ra)

V=kQr V=kQr

2. Potensial listrik oleh beberapa muatan

V=kq1r1+kq2r2+kq3r3+... V=kq1r1+kq2r2+kq3r3+...

V=k∑i=1i=nqiri=k(q1r1+q2r2+q3r3+...) V=k∑i=1i=nqiri=k(q1r1+q2r2+q3r3+...)

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V = k \frac{Q}{r}$

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$