Pengukuran yang seksama terhadap medan listrik pada permukaan sebuah kotak hitam menunjukkan bahwa faks menjauh total yang melewati permukaan kotak ini adalah 6,0 kN m³/C. (a) Berapakah muatan total di dalam kotak tersebut? (b) Jika fluks menjauh total yang melewati permukaan kotak ini nol, dapatkah anda simpulkan bahwa tidak ada muatan di dalam kotak? Mengapa atau mengapa tidak?

Pertanyaan ini berkaitan dengan konsep fluks listrik dan hukum Gauss dalam fisika. Hukum Gauss menyatakan bahwa fluks listrik total yang melewati permukaan tertutup adalah sama dengan muatan total di dalam permukaan tersebut dibagi oleh konstanta permittivitas ruang hampa (ε₀). Dalam hal ini, fluks listrik total yang melewati permukaan kotak hitam adalah 6,0 kNm³/C. Penjelasan: 1. Untuk menentukan muatan total di dalam kotak, kita dapat menggunakan rumus hukum Gauss, yaitu Q = ε₀Φ, di mana Q adalah muatan total, ε₀ adalah konstanta permittivitas ruang hampa (8,85 x 10⁻¹² C²/Nm²), dan Φ adalah fluks listrik total (6,0 kNm³/C). 2. Substitusikan nilai ε₀ dan Φ ke dalam rumus untuk mendapatkan Q. 3. Untuk bagian (b), jika fluks listrik total yang melewati permukaan kotak adalah nol, ini tidak berarti bahwa tidak ada muatan di dalam kotak. Ini karena fluks listrik adalah vektor dan dapat memiliki arah yang berlawanan, sehingga totalnya bisa menjadi nol meskipun ada muatan di dalam kotak. Kesimpulan: (a) Muatan total di dalam kotak dapat dihitung dengan rumus hukum Gauss Q = ε₀Φ. (b) Jika fluks listrik total yang melewati permukaan kotak adalah nol, ini tidak berarti bahwa tidak ada muatan di dalam kotak. Ini karena fluks listrik adalah vektor dan dapat memiliki arah yang berlawanan, sehingga totalnya bisa menjadi nol meskipun ada muatan di dalam kotak. Semoga penjelasan ini membantu Anda 🙂.