Kapasitor dua bola konduktor terpusat terdiri atas sebuah bola konduktor pejal dengan jari-jari a dan sebuah bola konduktor berongga dengan jari-jari rongga b (lihat gambar). Kapasitansi kapasitor tersebut adalah C. Jika pada kapasitor itu disimpan muatan q, energi yang tersimpan sebesar W maka jari-jari bola konduktor dalam adalah ....

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah E Diketahui: kapasitansi kapasitor = C muatan = q jari-jari rongga b = b Energi yang tersimpan = W Ditanya: jari-jari konduktor dalam (r) Jawab: Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah persamaan energi yang tersimpan pada kapasitor, kapasitansi dan potensial listrik. Adapun langkah menyelesaikan soal ini: 1. Gunakan rumus energi yang tersimpan pada kapasitor: W = 1/2 CV^2 Dengan: W = energi (J) C = kapasitansi (F) V = potensial listrik (V) Dengan persamaan kapasitansi: C = q/V Dengan: q = muatan (C) Maka, dengan mensubstitusi nilai C ke persamaan W sehingga: W = 1/2 (q/V) V^2 W = 1/2 qV 2W = qV V = 2W/q 2. Gunakan persamaan potensial listrik untuk mencari nilai V dimana: V = kq/r Dengan: k = konstanta Coulomb (9 x 10^9 Nm^2/C^2) r = jarak atau radius (m) Maka: kq/r - kq/b = 2W/q kq/r = 2W/q + kq/b kq/r = (2Wb + kq^2)/qb kq = (2Wb + kq^2)r/qb kq x qb = (2Wb + kq^2)r kbq^2 = (2Wb + kq^2)r r = kbq^2/(2Wb + kq^2) Jadi, jawaban yang tepat adalah E