Pertanyaan

Diketahui lima buah muatan listrik terletak seperti gambar berikut. Besar energi potensial listrik yang dialami muatan 5 mCadalah ....

Diketahui lima buah muatan listrik terletak seperti gambar berikut.

Besar energi potensial listrik yang dialami muatan 5 mC adalah .... $\;$

$- 5, 4 \times 1 0^{6} J$
$- 2, 7 \times 1 0^{6} J$
$0 J$
$+ 2, 7 \times 1 0^{6} J$
$+ 5, 4 \times 1 0^{6} J$

M. Nur

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang benar adalah A.

Pembahasan

Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah A. Diketahui: q 1 = − 6 mC = − 6 ⋅ 1 0 − 3 C q 2 = − 18 mC = − 18 ⋅ 1 0 − 3 C q 3 = 12 mC = 12 ⋅ 1 0 − 3 C q 4 = 4 mC = 4 ⋅ 1 0 − 3 C q 5 = 5 mC = 5 ⋅ 1 0 − 3 C a = 2 π cm b = 5 π cm θ a = 3 0 ∘ θ b = 4 5 ∘ Ditanya: Energi potensial di q 5 ( Ep ) ? Energi potensial listrik, atau energi potensial elektrostatik, adalah energi potensial yang dihasilkan dari gaya-gaya Coulomb konservatif dan diasosiasikan dengan konfigurasi sejumlah muatan-muatan titik dalam sebuah sistem yang didefinisikan. Cari nilai r masing-masing muatan terhadap muatan q 5 : a 2 π ⋅ 1 0 − 2 r a = = = 36 0 ∘ 3 0 ∘ × 2 π r a 12 1 × 2 π r a 0 , 12 m b 5 π ⋅ 1 0 − 2 r b = = = 36 0 ∘ 4 5 ∘ × 2 π r b 8 1 × 2 π r b 0 , 2 m dimana: r 1 r 3 = = r 2 = r a r 4 = r b Kemudian tentukan energi potensialnya: E p 15 = = = k r a q 1 q 5 9 ⋅ 1 0 9 0 , 12 ( − 6 ⋅ 1 0 − 3 ) ( 5 ⋅ 1 0 − 3 ) − 2 , 25 ⋅ 1 0 6 J E p 25 = = = k r a q 2 q 5 9 ⋅ 1 0 9 0 , 12 ( − 18 ⋅ 1 0 − 3 ) ( 5 ⋅ 1 0 − 3 ) − 6 , 75 ⋅ 1 0 6 J E p 35 = = = k r b q 3 q 5 9 ⋅ 1 0 9 0 , 2 ( 12 ⋅ 1 0 − 3 ) ( 5 ⋅ 1 0 − 3 ) 2 , 7 ⋅ 1 0 6 J E p 45 = = = k r b q 4 q 5 9 ⋅ 1 0 9 0 , 2 ( 4 ⋅ 1 0 − 3 ) ( 5 ⋅ 1 0 − 3 ) 0 , 9 ⋅ 1 0 6 J Energi potensial total didapat: Ep = = ( − 2 , 25 − 6 , 75 + 2 , 7 + 0 , 9 ) 1 0 6 − 5 , 4 × 1 0 6 Joule Maka, besar energi potensial listrik yang dialami muatan 5 mCadalah − 5 , 4 × 1 0 6 Joule . Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.

Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah A.

Diketahui:
$q_{1} = - 6 mC = - 6 \cdot 1 0^{- 3} C q_{2} = - 18 mC = - 18 \cdot 1 0^{- 3} C q_{3} = 12 mC = 12 \cdot 1 0^{- 3} C q_{4} = 4 mC = 4 \cdot 1 0^{- 3} C q_{5} = 5 mC = 5 \cdot 1 0^{- 3} C a = 2 π cm b = 5 π cm θ_{a} = 3 0^{\circ} θ_{b} = 4 5^{\circ}$

Ditanya: Energi potensial di q₅ (Ep) ?

Energi potensial listrik, atau energi potensial elektrostatik, adalah energi potensial yang dihasilkan dari gaya-gaya Coulomb konservatif dan diasosiasikan dengan konfigurasi sejumlah muatan-muatan titik dalam sebuah sistem yang didefinisikan.

Cari nilai r masing-masing muatan terhadap muatan q₅ :
$a 2 π \cdot 1 0^{- 2} r_{a} = = = \frac{3 0 ^{\circ}}{36 0 ^{\circ}} \times 2 π r_{a} \frac{1}{12} \times 2 π r_{a} 0, 12 m$

$b 5 π \cdot 1 0^{- 2} r_{b} = = = \frac{4 5 ^{\circ}}{36 0 ^{\circ}} \times 2 π r_{b} \frac{1}{8} \times 2 π r_{b} 0, 2 m$

dimana: $r_{1} r_{3} = = r_{2} = r_{a} r_{4} = r_{b}$

Kemudian tentukan energi potensialnya:

$E p_{15} = = = k \frac{q _{1} q _{5}}{r _{a}} 9 \cdot 1 0^{9} \frac{( - 6 \cdot 1 0 ^{- 3} ) ( 5 \cdot 1 0 ^{- 3} )}{0 , 12} - 2, 25 \cdot 1 0^{6} J$

$E p_{25} = = = k \frac{q _{2} q _{5}}{r _{a}} 9 \cdot 1 0^{9} \frac{( - 18 \cdot 1 0 ^{- 3} ) ( 5 \cdot 1 0 ^{- 3} )}{0 , 12} - 6, 75 \cdot 1 0^{6} J$

$E p_{35} = = = k \frac{q _{3} q _{5}}{r _{b}} 9 \cdot 1 0^{9} \frac{( 12 \cdot 1 0 ^{- 3} ) ( 5 \cdot 1 0 ^{- 3} )}{0 , 2} 2, 7 \cdot 1 0^{6} J$

$E p_{45} = = = k \frac{q _{4} q _{5}}{r _{b}} 9 \cdot 1 0^{9} \frac{( 4 \cdot 1 0 ^{- 3} ) ( 5 \cdot 1 0 ^{- 3} )}{0 , 2} 0, 9 \cdot 1 0^{6} J$

Energi potensial total didapat:
$Ep = = (- 2, 25 - 6, 75 + 2, 7 + 0, 9) 1 0^{6} - 5, 4 \times 1 0^{6} Joule$

Maka, besar energi potensial listrik yang dialami muatan 5 mC adalah $- 5, 4 \times 1 0^{6} Joule$ .

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

5.0 (1 rating)

Pertanyaan serupa

Jika kita memiliki muatan q 1 , q 2 dan q 3 dengan posisi diilustrasikan pada gambar di bawah, maka bagaimanakah alur yang kita kerjakan untuk mencari energi potensial listrik pada titik pengamatan P!

0.0

Jawaban terverifikasi

Suatu muatan q diletakkan pada titik C segitiga siku-siku seperti gambar berikut. Energi potensial listrik yang dimiliki muatan q adalah ....

5.0

Jawaban terverifikasi

0.0

Jawaban terverifikasi

Suatu muatan q diletakkan pada titik C segitiga siku-siku seperti gambar berikut. Energi potensial listrik yang dimiliki muatan q adalah ....

5.0

Jawaban terverifikasi

Tiga buah partikel bermassa sama, m = 5 g dan mempunyai muatan yang sama, q = 3 , 0 × 1 0 − 8 C . Ketiganya terletak pada suatu garis lurus seperti tampak dalam gambar di samping. Berapakah besar ener...

0.0

Jawaban terverifikasi