Fisika

Pertanyaan

Bantuin ngerjain ini dong kak
Bantuin ngerjain ini dong kak

1 Jawaban

  • 1.
    Gaya pada [tex]Q_3[/tex] akibat [tex]Q_2[/tex]:
    [tex]F_{32}=k \frac{Q_2Q_3}{r^2}=(9\times10^9)(\frac{(3\times10^{-6})(-4\times10^{-6})}{(0.1)^2})=-10.8 \ N[/tex]
    Gaya pada [tex]Q_3[/tex] akibat [tex]Q_1[/tex]:
    [tex]F_{31}=k \frac{Q_1Q_3}{r^2}=(9\times10^9)(\frac{(-8\times10^{-6})(-4\times10^{-6})}{(0.2)^2})=7.2 \ N[/tex]
    Total gaya yang bekerja pada muatan [tex]Q_3[/tex]:
    [tex]\Sigma F=F_{31}+F_{32}=7.2+(-10.8)=-3.6 \ N[/tex]
    Besar gayanya:
    [tex]|F|=3.6 \ N[/tex]
    Arah gayanya:
    Negatif [tex]\rightarrow[/tex] ke kiri

    2.
    Medan listrik di P akibat [tex]Q_A[/tex]:
    [tex]E_A=k \frac{Q_A}{r^2} = (9\times10^9)(\frac{-36\times10^{-6}}{(0.06)^2})=-90.000 \ N/C[/tex]
    Medan listrik di P akibat [tex]Q_B[/tex]:
    [tex]E_B=k \frac{Q_B}{r^2} = (9\times10^9)(\frac{8\times10^{-6}}{(0.04)^2})=45.000 \ N/C[/tex]
    Total medan listrik yang timbul di titik P:
    [tex]E=E_A+E_B\\E=-90.000+45.000 = -45.000 \ N/C[/tex]
    Besar medan listriknya:
    [tex]|E| = 45.000 \ N/C[/tex]
    Arah medan listriknya:
    Negatif [tex]\rightarrow[/tex] ke kiri

    3.
    Medan listrik di P akibat [tex]Q_1[/tex]:
    [tex]E_1=k \frac{Q_1}{r^2} = (9\times10^9)(\frac{-9\times10^{-6}}{(1+x)^2})= \frac{-81.000}{(1+x)^2}[/tex]
    Medan listrik di P akibat [tex]Q_2[/tex]:
    [tex]E_2=k \frac{Q_2}{r^2} = (9\times10^9)(\frac{1\times10^{-6}}{(x)^2})= \frac{9.000}{x^2}[/tex]
    Total medan listrik yang timbul di titik P:
    [tex]E=E_1+E_2=0\\E_2=-E_1\\\frac{9.000}{x^2}=\frac{-(-81.000)}{(1+x)^2}\\ \frac{1}{x^2} = \frac{9}{(1+x)^2} \\ (1+x)^2=9x^2 \\ 1 + x = 3x \\ 2x = 1 \\ x = 0.5 \ cm[/tex]

    4.
    Medan listrik di luar permukaan konduktor bola berongga:
    [tex]E=k \frac{Q}{r^2}=(9\times 10^9)(\frac{400\times 10^{-6}}{(50\times10^{-2})^2})=14.400.000 \ N/C = 14.4\times 10^6 \ N / C[/tex]

    5.
    a.
    Pertama cari dahulu kapasitansi total:
    i) Kapasitansi total dari [tex]4 \ \mu F[/tex], [tex]6 \ \mu F[/tex], dan [tex]12 \ \mu F[/tex] yang diserikan:
    [tex] \frac{1}{\frac{1}{4}+\frac{1}{6}+\frac{1}{12}} = 2 \ \mu F[/tex]
    ii) Kapasitansi total dari [tex]2 \ \mu F[/tex] dan [tex]2 \ \mu F[/tex] yang diserikan:
    [tex] \frac{1}{\frac{1}{2}+\frac{1}{2}} = 1 \ \mu F[/tex]
    sehingga kapasitansi total adalah kapasitansi keduanya diparalelkan:
    [tex]C_T=2+1=3 \ \mu F[/tex]
    Kemudian, cari muatan totalnya:
    [tex]Q_T = C_TV = 3\times 40 = 120 \ \mu C[/tex]
    b.
    Jumlah energi total yang tersimpan dalam rangkaian:
    [tex]W_T= \frac{1}{2} Q_TV=\frac{1}{2}(120)(40)=2400 \ \mu J = 2.4 \ mJ[/tex]