Sebuah persegi panjang ABCD dengan panjng sisi-sisinya 30 cm, dan 40 cm. Pada tiga titik sudutnya ditempatkan muatan QA= 8 mC, QB= 8 mC, dan QC= 4 mС. Tentukanlah besarnya usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan sebuah muatan 0,1 mC dari titik D ke titik perpotongan diagonal persegi panjang tersebut!

Hi Anse M, kakak coba bantu jawab ya. Besar usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan sebuah muatan 0,1µC dari titik D ke titik perpotongan diagonal persegi panjang tersebut adalah: 𝟐,𝟒𝟔.𝟏𝟎⁴𝐉 Cara memperoleh hasil tersebut dilakukan dengan: -Menentukan beda potensial pada titik D akibat muatan qA, qB dan qC. -Menentukan beda potensial pada titik perpotongan diagonal persegi panjang tersebut (titik O) akibat muatan qA, qB dan qC. -Menghitung nilai usaha potensial listrik muatan yang bergerak dari titik D ke O. Diketahui dari soal: rAB = rDC = 40cm = 0,4m rDA = rCB = 30cm = 0,3m rAC = rDB = √(30² +40²) = 50cm = 0,5m rOA = rOB = rOC = rOD = ½rAC = ½(0,5) = 0,25m qA = 8mC = 8.10⁻³C qB = 8mC = 8.10⁻³C qC = 4mC = 4.10⁻³C qD = 0,1mC = 10⁻⁴C -Tentukan beda potensial pada titik D akibat muatan qA, qB dan qC. VD = VDA +VDB +VDC dimana V = k q/r dan V = Beda potensial antara dua titik (volt/v) k = Konstanta Coulomb = 9.10⁹ N·m²/C² q = Besar muatan listrik (Coulomb/C) r = Jarak kedua titik (meter/m) sehingga VDA = k qA/rDA VDB = k qB/rDB VDC = k qC/rDC persamaan di atas menjadi VD = VDA +VDB +VDC VD = k [(qA/rDA) +(qB/rDB) +(qC/rDC)] (masukkan nilai sesuai soal) VD = 9.10⁹ N·m²/C² [(8.10⁻³C/0,3m) +(8.10⁻³C/0,5m) +(4.10⁻³C/0,4m)] VD = 9.10⁹ N·m²/C² [(80/3) +16 +10].10⁻³C/m VD = 9.10⁶ [(80/3) +26]N·m/C VD = 9.10⁶ (158/3)V VD = 4,74.10⁸V -Tentukan beda potensial pada titik perpotongan diagonal persegi panjang tersebut (titik O) akibat muatan qA, qB dan qC. VO = VOA +VOB +VOC VO = k [(qA/rOA) +(qB/rOB) +(qC/rOC)] (masukkan nilai sesuai soal) VO = 9.10⁹ N·m²/C² [(8.10⁻³C/0,25m) +(8.10⁻³C/0,25m) +(4.10⁻³C/0,25m)] VO = 9.10⁹ (20/0,25).10⁻³N·m/C VO = 7,2.10⁸V -Menghitung nilai usaha potensial listrik muatan yang bergerak dari titik D ke O. WDO = qD(VO -VD) dimana WDO = Usaha untuk memindahkan muatan (Joule/J) qD = Besar muatan di titik D =0,1mC = 10⁻⁴C VO = Beda potensial di titik O akibat qA, qB dan qC = 7,2 10⁸V VD = Beda potensial di titik O akibat qA, qB dan qC = 4,74.10⁸V sehingga WDO = 10⁻⁴C(7,2 -4,74)10⁸V WDO = 2,46.10⁴J Terbukti sesuai perhitungan bahwa besar usaha yang diperlukan adalah: 𝟐,𝟒𝟔.𝟏𝟎⁴𝐉 Demikian penjelasan dari kakak, semoga bisa dipahami ya. Tetap semangat belajar.