Roboguru

Dua buah bola konduktor bermuatan seperti gambar, masing-masing mempunyai jari-jari  dan . Sebelum kedua bola tersebut dihubungkan oleh sebuah kawat halus, bola yang lebih kecil bermuatan , sedangkan bola yang lebih besar tidak bermuatan. Setelah kedua bola dihubungkan satu sama lain, hitunglah rapat muatan permukaan setiap bola!

Pertanyaan

Dua buah bola konduktor bermuatan seperti gambar, masing-masing mempunyai jari-jari begin mathsize 14px style R subscript 1 equals 1 comma 0 space cm end style dan begin mathsize 14px style R subscript 2 equals 2 comma 0 space cm end style. Sebelum kedua bola tersebut dihubungkan oleh sebuah kawat halus, bola yang lebih kecil bermuatan begin mathsize 14px style 2 comma 0 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight C end style, sedangkan bola yang lebih besar tidak bermuatan. Setelah kedua bola dihubungkan satu sama lain, hitunglah rapat muatan permukaan setiap bola!undefined

  1. ...space

  2. ...undefined

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:

undefined 

Ditanyakan:

Rapat muatan setelah penggabungan, begin mathsize 14px style sigma subscript 1 apostrophe comma space sigma subscript 2 apostrophe equals ? end style 

Jawab:

Sebelum dan sesudah penggabungan, jumlah muatan listrik pada kedua bola konduktor tetap (muatan kekal):

undefined 

Muatan listrik:

Saat kedua bola konduktor dihubungkan, terjadi aliran muatan sehingga potensial listrik kedua konduktor bernilai sama:

undefined 

Kekekalan muatan listrik:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript 1 plus q subscript 2 end cell equals cell q subscript 1 apostrophe plus q subscript 2 apostrophe end cell row cell 2 times 10 to the power of negative 7 end exponent plus 0 end cell equals cell q subscript 1 apostrophe plus 2 q subscript 1 apostrophe end cell row cell 2 times 10 to the power of negative 7 end exponent end cell equals cell 3 q 1 apostrophe end cell row cell q 1 apostrophe end cell equals cell 2 over 3 times 10 to the power of negative 7 end exponent almost equal to 6 comma 67 times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C end cell end table end style 

begin mathsize 14px style q subscript 2 apostrophe equals 2 open parentheses 2 over 3 times 10 to the power of negative 7 end exponent close parentheses almost equal to 1 comma 33 times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight C end style 

Rapat muatan:

Rapat muatan pada permukaan suatu konduktor diberikan oleh persamaan:

begin mathsize 14px style sigma equals q over A equals fraction numerator q over denominator 4 straight pi R squared end fraction end style 

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell sigma subscript 1 apostrophe end cell equals cell fraction numerator q subscript 1 apostrophe over denominator 4 straight pi R subscript 1 squared end fraction equals fraction numerator 6 comma 67 times 10 to the power of negative 8 end exponent over denominator 4 straight pi open parentheses 0 comma 01 close parentheses squared end fraction almost equal to bold 5 bold comma bold 31 bold times bold 10 to the power of bold minus bold 5 end exponent bold space bold C bold divided by bold m to the power of bold 2 end cell row cell sigma subscript 2 apostrophe end cell equals cell fraction numerator q subscript 2 apostrophe over denominator 4 straight pi R subscript 2 squared end fraction equals fraction numerator 1 comma 33 times 10 to the power of negative 7 end exponent over denominator 4 straight pi open parentheses 0 comma 02 close parentheses squared end fraction almost equal to bold 2 bold comma bold 65 bold times bold 10 to the power of bold minus bold 5 end exponent bold space bold C bold divided by bold m to the power of bold 2 end cell end table end style 

Dengan demikian, setelah dihubungkan, rapat muatan bola konduktor 1 sebesar Error converting from MathML to accessible text. dan bola konduktor 2 sebesar begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank 2 end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank comma end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank 65 end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank times end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cell 10 to the power of negative 5 end exponent end cell end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank space end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank straight C end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank divided by end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cell straight m squared end cell end table end style.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 30 Agustus 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Bola penghantar berjari-jari 10 cm dan terdistribusi muatan serba sama . Tentukan: Potensial listrik di suatu titik dalam bola yang berjarak 5 cm dari pusat bola. Potensial listrik di permukaan  b...

Pembahasan Soal:

Menghitung besar potensial listrik di suatu titik dalam bola yang berjarak 5 cm dari pusat bola
text q=5×10 end text to the power of negative 6 end exponent text C end text text k=9×10 end text to the power of 9 space end exponent text Nm end text squared text /C end text squared text r=5 cm = 5×10 end text to the power of negative 2 end exponent text m end text

text V=k end text fraction numerator text q end text over denominator text r end text end fraction text V=9×10 end text to the power of 9 text 5×10 end text to the power of negative 6 end exponent over text 5×10 end text to the power of negative 2 end exponent text V=9×10 end text to the power of 5 text V end text

Dengan demikian potensial lisriknya sebesar text 9×10 end text to the power of 5 text V. end text

Menghitung besar potensial listrik di permukaan  bola
text q=5×10 end text to the power of negative 6 end exponent text C end text text k=9×10 end text to the power of 9 space end exponent text Nm end text squared text /C end text squared text r=10 cm =10×10 end text to the power of negative 2 end exponent text m end text

text V=k end text fraction numerator text q end text over denominator text r end text end fraction text V=9×10 end text to the power of 9 text 5×10 end text to the power of negative 6 end exponent over text 10×10 end text to the power of negative 2 end exponent text V= end text 45 over 10 text ×10 end text to the power of 5 text V=4,5×10 end text to the power of 5 text V end text

Dengan demikian potensial listriknya text 4,5×10 end text to the power of 5 text V. end text

Menghitung besar potensial listrik di suatu titik yang berjarak 10 cm dari permukaan bola
text q=5×10 end text to the power of negative 6 end exponent text C end text text k=9×10 end text to the power of 9 space end exponent text Nm end text squared text /C end text squared text r=10 + 10 cm= 20 cm=20×10 end text to the power of negative 2 end exponent text m end text

text V=k end text fraction numerator text q end text over denominator text r end text end fraction text V=9×10 end text to the power of 9 text 5×10 end text to the power of negative 6 end exponent over text 20×10 end text to the power of negative 2 end exponent text V= end text 45 over 20 text ×10 end text to the power of 5 text V= end text 9 over 4 text ×10 end text to the power of 5 text V=2,25×10 end text to the power of 5 text V end text

Dengan demikian potensial listriknya text 2,25×10 end text to the power of 5 text V. end text

0

Roboguru

Dua buah bola konduktor bermuatan, bola pertama berjari-jari 50 cm dan bola kedua 30 cm. Bola pertama bermuatan  sedangkan bola kedua bermuatan . Kedua bola dihubungkan dengan seutas kawat kecil yang ...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

undefined 

Ditanyakan:

begin mathsize 14px style V apostrophe equals ? end style 

Jawab:

Sebelum dan sesudah penggabungan, jumlah muatan listrik pada kedua bola konduktor tetap (muatan kekal):

undefined 

Muatan listrik:

Saat kedua bola konduktor dihubungkan, terjadi aliran muatan sehingga potensial listrik kedua konduktor bernilai sama:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript 1 apostrophe end cell equals cell V subscript 2 apostrophe end cell row cell k fraction numerator q subscript 1 apostrophe over denominator R subscript 1 end fraction end cell equals cell k fraction numerator q subscript 2 apostrophe over denominator R subscript 2 end fraction end cell row cell fraction numerator q subscript 1 apostrophe over denominator q subscript 2 apostrophe end fraction end cell equals cell R subscript 1 over R subscript 2 equals fraction numerator 5 up diagonal strike 0 over denominator 3 up diagonal strike 0 end fraction end cell row cell q subscript 1 apostrophe end cell equals cell 5 over 3 q subscript 2 apostrophe end cell end table end style 

Kekekalan muatan listrik:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript 1 plus q subscript 2 end cell equals cell q subscript 1 apostrophe plus q subscript 2 apostrophe end cell row cell 25 times 10 to the power of negative 11 end exponent plus 15 times 10 to the power of negative 11 end exponent end cell equals cell 5 over 3 q subscript 2 apostrophe plus q subscript 2 apostrophe end cell row cell 40 times 10 to the power of negative 11 end exponent end cell equals cell 8 over 3 q subscript 2 apostrophe end cell row cell q subscript 2 apostrophe end cell equals cell 15 times 10 to the power of negative 11 end exponent space straight C end cell end table end style 

Potensial listrik:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V apostrophe end cell equals cell V subscript 1 apostrophe equals V subscript 2 apostrophe equals k fraction numerator q subscript 2 apostrophe over denominator R subscript 2 end fraction end cell row blank equals cell open parentheses 9 times 10 to the power of 9 close parentheses fraction numerator open parentheses 15 times 10 to the power of negative 11 end exponent close parentheses over denominator open parentheses 30 times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses end fraction equals bold 4 bold comma bold 5 bold space bold V end cell end table end style 

Dengan demikian, potensial listrik setelah kedua bola konduktor dihubungkan sebesar 4,5 V.

0

Roboguru

Sebuah muatan listrik total sebesar 3,50 nC didistribusikan secara homogen pada permukaan sebuah bola logam dengan jari-jari sebesar 24,0 cm. Jika potensial itu nol di sebuah titik di tak berhingga, c...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Q = 3,5 nC = 3,5 × 10-9 C

R = 24 cm = 0,24 m

r = 12 cm = 0,12 m

Ditanya: V = ...?

Jawab:

Bila bola konduktor berongga diberi muatan listrik maka muatan tersebut akan menyebar dipermukaan bola, sedangkan di dalam bola tidak ada muatan. Sehingga potensial listrik di dalam bola sama dengan potensial listrik di permukaan bola.

Jarak 12,0 cm dari pusat bola berada di dalam bola maka potensial listrik di titik tersebut sama dengan potensial listrik di permukaan bola. Sehingga,

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row V equals cell k Q over R end cell row V equals cell open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared close parentheses fraction numerator 3 comma 5 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C over denominator 0 comma 24 space straight m end fraction end cell row V equals cell 131 comma 25 space straight V end cell end table 

Jadi, potensial listrik pada jarak 12,0 cm dari pusat bola adalah 131,25 volt.space 

0

Roboguru

Sebuah bola konduktor berjari-jari 30 cm. Jika  dan bermuatan , tentukan potensial bola konduktor!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

R equals 30 space cm equals 0 comma 3 space straight m k equals 9 cross times 10 to the power of 9 space bevelled Nm squared over straight C squared q equals 20 space μC equals 20 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C 

Ditanya: V

Jawab:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row V equals cell k q over R end cell row blank equals cell 9 cross times 10 to the power of 9 times fraction numerator 20 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 0 comma 3 end fraction end cell row blank equals cell 6 cross times 10 to the power of 5 space straight V end cell end table 
    
Jadi, jawaban yang tepat adalah 6 cross times 10 to the power of 5 space straight V.

0

Roboguru

Perhatikan gambar berikut!    Suatu konduktor berongga dengan muatan sebesar +8 x 10-12 C.Suatu muatan -12 x 10-12 C digerakkan dari titik X menuju permukaan bola konduktor di titik Z. Usaha yang di...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Q1 = 8 x 10-12 C

Q2 = -12 x 10-12 C

rZ = 4 cm = 0,04 m

rx = 8 cm = 0,08 m

Ditanya: W = ?

Pembahasan:

Besar usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan dapat dihitung dengan persamaan:

W=QV 

Untuk itu perlu ditentukan beda potensial listrik terlebih dahulu:

V=VzVxV=rzKQrxKQV=kQ(rz1rx1)V=9×10912×1012(0,0410,081)V=9×10912×1012(0,0820,081)V=0,08108×103V=1,35V  

Sehingga:

W=Q1VW=8×10121,35W=10,8×1012J    

Dengan demikian usaha yang dilakukan dalam pemindahan muatan tersebut adalah 10,8 x 10-12 J.

Jadi, tidak ada jawaban yang tepat.

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved