Roboguru

Pada setiap titik sudut sebuah segi tiga sama sisi dengan sisi   terdapat muatan positif q coloumb. Kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga ini, dengan k sebagai tetapan, berturut-turut adalah?

Pertanyaan

Pada setiap titik sudut sebuah segi tiga sama sisi dengan sisi 2 square root of 3  terdapat muatan positif q coloumb. Kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga ini, dengan k sebagai tetapan, berturut-turut adalah?space 

  1. bevelled 1 half space k q dan 0

  2. bevelled 1 half space k q dan bevelled 3 over 2 space k q 

  3. bevelled 2 over 3 space k q dan bevelled 3 over 2 space k q  

  4. 0 dan bevelled 3 over 2 space k q 

  5. 0 dan bevelled 2 over 3 space k q 

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui :

q subscript 1 equals q subscript 2 equals q subscript 3 equals q s equals 2 square root of 3 space straight m 

Ditanya : resultan medan (ER), resultan potensial (VR)

Jawab :

Titik pusat segitiga mendapatkan pengaruh medan listrik dengan arah menjauhi muatan positif. Medan listrik yang dialami titik pusat segitiga dapat digambarkan sebagai berikut

Dari diagram di atas didapatkan bahwa titik pusat mendapatkan pengaruh 3 medan listrik. Besar masing-masing medan listrik tersebut adalah : 

E subscript 1 equals E subscript 2 equals E subscript 3 equals fraction numerator k times q over denominator r squared end fraction equals E 

Karena besar muatan dan jarak muatan ke titik pusat sama, maka besar medan listrik masing-masing juga sama, yaitu sebesar E

Dari diagram vektor di atas dapat kita lihat ketiga vektor yang besarnya sama tersebut membentuk formasi yang simetris sehingga menghasilkan keadaan setimbang. Oleh karena itu maka resultan ketiga medan listrik adalah 0.

Selain itu, titik pusat segitiga juga mendapatkan potensial listrik dari ketiga muatan di sekitarnya. Besar masing-masing potensial listrik yang dialami sebesar :

V equals fraction numerator k times q over denominator r end fraction dengan r adalah jarak antara muatan ke titik pusat.

Dari diagram terlihat bahwa jarak r untuk masing-masing muatan sama besar.

Untuk mencari r, pertama cari tinggi segitiga (h):

h equals square root of open parentheses 2 square root of 3 close parentheses squared minus open parentheses square root of 3 close parentheses squared end root h equals square root of 9 equals 3 space straight m 

Karena titik pusat segitiga berada pada jarak 2/3 tingginya dari puncak, maka:

r equals bevelled 2 over 3 space h equals bevelled 2 over 3 times 3 equals 2 space straight m 

Selanjutnya kita hitung potensial listrik masing-masing muatan

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript 1 end cell equals cell V subscript 2 equals V subscript 3 equals V equals k times q over r end cell row V equals cell fraction numerator k times q over denominator 2 end fraction end cell end table

Selanjutnya resultan potensial listrik (VR) dapat kita hitung:

V subscript R equals V subscript 1 plus V subscript 2 plus V subscript 3 V subscript R equals fraction numerator k q over denominator 2 end fraction plus fraction numerator k q over denominator 2 end fraction plus fraction numerator k q over denominator 2 end fraction equals 3 fraction numerator k q over denominator 2 end fraction

 Dengan demikian, resultan potensial listrik yang dialami titik pusat segitiga adalah 3 fraction numerator k q over denominator 2 end fraction.

 Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

 

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 13 September 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

Pada setiap titik sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi  terdapat muatan-muatan positif Q coulomb. Kuat medan dan potensial di pusat segitiga itu berturut-turut adalah

Pembahasan Soal:

Diketahui: s equals 2 square root of 3 space dan space q subscript P equals q subscript Q equals q subscript R equals plus Q  

Ditanya: ES = ...? dan VS = ....?

Jawaban:

Letak muatan dan arah kuat medan digambarkan sebagai berikut.

Sekarang kita cari jarak masing-masing muatan ke pusat segitiga.

Jarak muatan P ke pusat segitiga

Untuk mencari jarak P ke pusat segitiga, kita cari dulu jarak PT dengan menggunakan rumus Pythagoras.

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell P T end cell equals cell square root of P Q squared minus Q T squared end root end cell row cell P T end cell equals cell square root of open parentheses 2 square root of 3 close parentheses squared minus open parentheses square root of 3 close parentheses squared end root end cell row cell P T end cell equals cell square root of 12 minus 3 end root end cell row cell P T end cell equals cell square root of 9 end cell row cell P T end cell equals cell 3 space straight m end cell end table 

Lalu kita cari jarak TS.

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell T S end cell equals cell 1 third square root of P Q squared minus Q T squared end root end cell row cell T S end cell equals cell 1 third square root of open parentheses 2 square root of 3 close parentheses squared minus open parentheses square root of 3 close parentheses squared end root end cell row cell T S end cell equals cell 1 third square root of 12 minus 3 end root end cell row cell T S end cell equals cell 1 third square root of 9 end cell row cell T S end cell equals cell 1 third open parentheses 3 close parentheses end cell row cell T S end cell equals cell 1 space straight m end cell end table 

Maka, jarak PS

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell P S end cell equals cell P T minus T S end cell row cell P S end cell equals cell 3 space straight m minus 1 space straight m end cell row cell P S end cell equals cell 2 space straight m end cell end table 

Jarak muatan Q ke pusat segitiga

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q S end cell equals cell square root of T S squared plus Q T squared end root end cell row cell Q S end cell equals cell square root of 1 squared plus open parentheses square root of 3 close parentheses squared end root end cell row cell Q S end cell equals cell square root of 1 plus 3 end root end cell row cell Q S end cell equals cell square root of 4 end cell row cell Q S end cell equals cell 2 space straight m end cell end table 

Jarak muatan R ke pusat segitiga

R S equals Q S equals 2 space straight m 

Kuat medan listrik di pusat segitiga

Karena semua muatan memiliki tanda dan besar yang sama serta jarak yang sama dari pusat segitiga maka resultan kuat medan listrik pada pusat segitiga adalah nol.

Potensial listrik di pusat segitiga

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript S end cell equals cell V subscript P plus V subscript Q plus V subscript R end cell row cell V subscript S end cell equals cell k fraction numerator Q over denominator open parentheses P S close parentheses end fraction plus k fraction numerator Q over denominator open parentheses Q S close parentheses end fraction plus k fraction numerator Q over denominator open parentheses R S close parentheses end fraction end cell row cell V subscript S end cell equals cell k Q over 2 plus k Q over 2 plus k Q over 2 end cell row cell V subscript S end cell equals cell 3 over 2 k Q end cell end table 

Dengan demikian, kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga berturut-turut adalah nol dan 3 over 2 k Q.

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.space 

 

0

Roboguru

Pada setiap titik sudut segitiga sama sisi dengan sisi  terdapat muatan positif q. Kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga ini (dengan k sebagai tetapan) adalah ….

Pembahasan Soal:

Diketahui:

s equals 2 square root of 3 q equals plus q 

Ditanya:

E subscript O equals... ? end subscript V subscript O equals... ?

Jawab:

Langkah pertama menghitung atau jarak masing-masing muatan ke pusat segitiga.

berdasarkan gambar di atas, maka nilai r adalah:

r equals fraction numerator begin display style 1 half end style s over denominator cos 30 degree end fraction r equals fraction numerator begin display style 1 half times 2 square root of 3 end style over denominator begin display style 1 half end style square root of 3 end fraction r equals 2

Selanjutnya menghitung besarnya medan listrik total di pusat segitiga. Karena medan listrik merupakan vektor, maka kita harus menentukan terlebih dahulu arah medan listrik di titik pusat akibat masing-masing muatan tersebut, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

ketiga muatan tersebut memiliki besar yang sama, jarak pusat segitiga juga sama, dan membentuk sudut yang sama satu sama lain, yaitu 120 derajat. Oleh karena itu, menurut teorema deLame, tiga vektor yang sama besar membentuk sudut yang sama satu sama lain, maka ketiga vektor tersebut dalam kondisis seimbang, artinya resultan ketiga vektor sama dengan nol. Oleh karena itu, medan listrik total di pusat segitiga itu sama dengan nol.

E subscript O equals 0

Sedangkan potensial listrik di pusat segitiga merupakan penjumlahan potensila listrik akibat masing-masing muatan, sehingga:

V subscript O equals V subscript 1 plus V subscript 2 plus V subscript 3 V subscript O equals k q over r plus k q over r plus k q over r V subscript O equals 3 k q over r V subscript O equals 3 k q over 2 V subscript O equals 3 over 2 k q 

Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah D

0

Roboguru

Ditentukan dua muatan A dan B yang berjarak 30 cm. Sebuah titik P berjarak sama dari A dan B, yaitu 30 cm. Jika qA = 9 nC dan qB = -3 nC, tentukan potensial di titik P.

Pembahasan Soal:

A dan B berjarak sama dengan A dan P, maupun B dan P, sehingga A, B, dan P membentuk segitiga sama sisi dengan sisi 30 cm. Potensial Listrik adalah besamya energi potensial listrik (Ep) di titik P persatuan muatan (q) di titik P tersebut. Potensial merupakan besaran skalar, sehingga ia tidak dipengaruhi oleh arah muatan tetapi hanya oleh besarnya saja.

V space equals space fraction numerator E p over denominator q end fraction space equals space fraction numerator open parentheses begin display style fraction numerator k Q q over denominator r end fraction end style close parentheses over denominator q end fraction V space equals k Q over r  V subscript P space equals space V subscript A plus V subscript B V subscript P space equals space k Q subscript A over r subscript A plus k Q subscript B over r subscript B V subscript P space equals space k over r open parentheses Q subscript A plus Q subscript B close parentheses V subscript P space equals fraction numerator 9.10 to the power of 9 over denominator 3.10 to the power of negative 1 end exponent end fraction open parentheses 9.10 to the power of negative 9 end exponent minus 3.10 to the power of negative 9 end exponent close parentheses V subscript P space equals space 180 space straight V

Dengan demikian, jawaban yang tepat adalah 180 V

0

Roboguru

Pada setiap titik sudut sebuah segitiga sama sisi  cm terdapat muatan positif q. Kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga ini, dengan k sebagai tetapan berturut-turut adalah …       SPMB 20...

Pembahasan Soal:

Medan magnet yang ditimbulkan sama besar dan resultan medan magnet oleh ketiga muatan tersebut akan saling meniadakan sehingga resultan medan magnetnya nol.

r space equals space 1 third open parentheses 2 square root of 3 close parentheses square root of 3  V equals k q over r V subscript a equals V subscript b equals V subscript c equals k q over 2 V equals V subscript a plus V subscript b plus V subscript c equals 3 over 2 k q 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D  

0

Roboguru

Perhatikan dua buah muatan yang berdekatan berikut ini!   Letak sebuah titik agar memiliki beda potensial listrik dari kedua muatan di atas bernilai nol adalah ....

Pembahasan Soal:

Dengan memerhatikan jenis dan besar kedua muatan, sebuah titik akan memiliki potensial listrik bernilai nol jika diletakkan di sebelah kiri muatan pertama.
 

 
 

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row V equals 0 row cell V subscript 1 plus V subscript 2 end cell equals 0 row cell fraction numerator k q subscript 1 over denominator r subscript 1 end fraction plus fraction numerator k q subscript 2 over denominator r subscript 2 end fraction end cell equals 0 row cell q subscript 1 over r subscript 1 end cell equals cell negative q subscript 2 over r subscript 2 end cell row cell fraction numerator negative 1 over denominator x end fraction end cell equals cell negative fraction numerator 4 over denominator 30 plus x end fraction end cell row cell 30 plus x end cell equals cell 4 x end cell row cell 3 x end cell equals 30 row x equals cell 10 blank cm end cell end table end style 
 

Jadi, beda potensial listrik akan bernilai nol pada jarak 10 cm di sebelah kiri muatan begin mathsize 14px style q subscript 1 end style.

Dengan demikian, jawaban yang tepat adalah B.  

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