Dua pelat logam besar dengan luas 1 m2 saling berhadapan satu sama lain. Jarak antara keduanya 5 cm dan keduanya membawa muatan yang sama tetapi berlainan pada permukaannya. Jika medan listrik antara kedua pelat 55 N/C, muatan pada pelat adalah …

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

Keping yang positif

Jawab

Perhatikan gambar berikut.

Tetesan minyak berada di antara dua buah keping sejajar. Tetesan minyak memiliki gaya berat mg yang mengarah ke bawah, dan mengakibatkan gaya elektrostatisnya mengarah ke atas agar minyak dapat setimbang. 

Karena minyak bermuatan negatif, maka harus ada gaya tolak yang menahan minyak. Sehingga, bagian bawah keping haruslah bermuatan negatif. 

Dengan demikian, keping yang bermuatan positif adalah keping bagian atas.

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

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

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:

 

Kuat medan listrik di antara keping sejajar memenuhi

 

Dengan demikian jawaban yang tepat adalah D.  

Diketahui :

 

Untuk menentukan kuat medan listrik, maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut.

Jadi, kuat medan listrik diantara pelat tersebut adalah