Dua keping sejajar yang terpisah sejauh 3 cm memiliki kuat medan listrik sebesar . Setetes minyak bermuatan negatif dengan massa  masuk ke dalam keping dan mencapai keseimbangan ketika minyak berada di tengah-tengah keping. Keping mana yang positif (keping atas atau keping bawah)?

Diketahui:

 

Kuat medan listrik di antara keping sejajar memenuhi

 

Dengan demikian jawaban yang tepat adalah D.  

Pada soal ini berlaku hubungan usaha listrik dengan perubahan energi kinetik

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

Diketahui

$$\begin{gathered} d=3\mathrm{cm}=3\times 10^{-2}\mathrm{m} \\ E=2\times 10^5\mathrm{N}/\mathrm{C} \\ m=4,5\times 10^{-11}\mathrm{g}=4,5\times 10^{-14}\mathrm{kg} \end{gathered}$$ 

Ditanyakan

Muatan minyak

Jawab

Tetes minyak berada dalam keadaan diam/setimbang. Gaya-gaya yang bekerja pada tetes minyak tersebut dapat dilihat pada gambar.

Dengan menggunakan Hukum I Newton, didapatkan bahwa:

$$\begin{array}{rcl}\Sigma F& =& 0\\ F_e-w& =& 0\\ F_e& =& w\\ qE& =& mg\\ q& =& \frac{mg}{E}\end{array}$$  

Sehingga besar muatan minyak adalah:

 $$\begin{gathered} q=\frac{mg}{E} \\ q=\frac{\left(4,5\times 10^{-14}\right)\left(10\right)}{2\times 10^5} \\ q=2,25\times 10^{-18}\mathrm{C} \end{gathered}$$ 

Dengan demikian, besar muatan minyak adalah 2,25 x 10^-18 C.

Diketahui;

E = 1000 N/C

v = 2×10⁶ m/s

m_e = 9,1×10^-31 kg

q_e = 1,6×10^-19 C

Ditanyakan?

s = ...?

Jawab:

Muatan yang bergerak dalam medan listrik akan mengalami gaya listrik yang besarnya

 

Sehingga, muatan tersebut akan mengalami percepatan dengan menyamakan gaya listrik dan gaya mekanik

 

Percepatan pada elektron yang masuk ke dalam medan magnet sebesar 100 N/C adalah

 

Arah medan listrik dan elektron searah sehingga elektron akan berhenti karena bergerak menuju muatan negatif (tertolak). Sehingga kecepatan akhirnya nol. Maka besar jarak yang ditempuh bisa kita ketahui dengan persamaan GLBB.

 

Jadi, jarak yang ditempuh elektron sebelum berhenti sesaat adalah sejauh 1 cm. 

Diketahui :

$$\begin{gathered} A=500{\mathrm{cm}}^2=5\times 10^{-2}{\mathrm{m}}^2 \\ d=2,5\mathrm{mm}=2,5\times 10^{-3}\mathrm{m} \\ V=7\mathrm{volt} \end{gathered}$$

Ditanya : kuat medan listrik?

Penyelesaian :

Untuk menentukan medan listrik dapat menggunakan persamaan berikut

$$\begin{gathered} E=\frac{V}{d} \\ E=\frac{7}{2,5\times 10^{-3}} \\ E=2800\mathrm{V}/\mathrm{m} \end{gathered}$$

Dengan demikian, besar medan listrik dalam kapasitor adalah 2800 V/m.