Roboguru

Sebuah bola pejal dengan radius 10 cm membawa muatan 40  yang tersebar merata di seluruh volumenya. Bola tersebut diselimuti oleh sebuah cangkang yang konsentris dengan radius 20 cm dan membawa muatan 40  yang tersebar merata di seluruh permukaannya. Berapakah medan listrik di titik 15 cm dari pusat?

Pertanyaan

Sebuah bola pejal dengan radius 10 cm membawa muatan 40 undefined yang tersebar merata di seluruh volumenya. Bola tersebut diselimuti oleh sebuah cangkang yang konsentris dengan radius 20 cm dan membawa muatan 40 undefined yang tersebar merata di seluruh permukaannya. Berapakah medan listrik di titik 15 cm dari pusat?space 

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:

R1 = 10 cm = 0,1 m

Q1 = 40 μC = 4 × 10-5 C

R2 = 20 cm = 0,2 m

Q2 = 40 μC = 4 × 10-5 C

r = 15 cm = 0,15 m

Ditanya: Er = ...?

Jawaban:

Jika sebuah bola konduktor berongga atau kulit bola berjari-jari R diberi muatan lisrik, maka akibat adanya gaya tolak-menolak muatan tersebut akan tersebar merata pada permukaan bola sehingga kuat medan di di dalam bola adalah nol. Pada soal ini, titik 15 cm berada di luar bola pejal dan di dalam cangkang. Sehingga medan listrik pada titik tersebut dipengaruhi oleh bola pejal.

Dengan menggunakan persamaan hukum Gauss didapatkan

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row E equals cell fraction numerator Q over denominator A epsilon subscript 0 end fraction end cell row E equals cell fraction numerator Q over denominator 4 pi r squared epsilon subscript 0 end fraction end cell row E equals cell fraction numerator 4 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight C over denominator 4 straight pi open parentheses 0 comma 15 space straight m close parentheses squared open parentheses 8 comma 85 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent space straight C divided by Nm squared close parentheses end fraction end cell row E equals cell 1 comma 6 cross times 10 to the power of 7 space straight N divided by straight C end cell end table 

Jadi, kuat medan listrik pada titik 15 cm dari pusat adalah 1,6 × 107 N/C.space 

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 isolator berjejari muatan total +Q a dengan disusun konsentrik dengan kulit konduktor tebal bermuatan (jari-jari dalam b dan jari-jari luar c) bermuatan total +Q. Hitunglah: medan listrik di: ...

Pembahasan Soal:

1.Medanlistrikdi0<r<aKuatmedanlistrikhanyadipengaruhiolehbolaisolator.E1=r2kQ  

2.Medanlistrikdia<r<bKuatmedanlistrikhanyadipengaruhiolehbolaisolator.E2=r2kQ  

3.Medanlistrikdib<r<cKuatmedanlistrikdipengaruhiolehmuatandalambolaisolatordanmuatandalamkulitkonduktorE3=r2kQ+r2kQE3=r22kQ

Jadi medan listrik listrik di 0<r<a adalah r2kQ, medan listrik di a<r<b adalah r2kQ, dan medan listrik di b<r<c adalah r22kQ.

0

Roboguru

Bola berongga pertama memiliki jari-jari a dan muatan  sepusat dengan bola berongga kedua yang memiliki jari-jari b dan muatan  (lihat gambar). Gunakan hukum Gauss untuk menentukan kuat medan listr...

Pembahasan Soal:

Hukum Gauss menyatakan bahwa jumlah garis medan yang menembus suatau permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup tersebut.

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell integral E d A end cell equals cell fraction numerator sum for blank of q over denominator element of subscript 0 end fraction end cell row cell E A end cell equals cell fraction numerator sum for blank of q over denominator element of subscript 0 end fraction end cell row E equals cell fraction numerator sum for blank of q over denominator A element of subscript 0 end fraction end cell row A equals cell 4 straight pi space straight r squared space left parenthesis luas space permukaan space bola right parenthesis end cell row straight E equals cell fraction numerator sum for blank of straight q over denominator 4 straight pi space straight r squared space element of subscript 0 end fraction end cell row straight E equals cell fraction numerator 1 over denominator 4 straight pi space element of subscript 0 end fraction fraction numerator sum for blank of straight q over denominator straight r squared end fraction end cell end table  

dengan menggunakan hukum Gauss, maka kuat medan listrik di:

(i) P (r < a), karena tidak ada muatan yang terlingkupi permukaan gauss. Jadi begin mathsize 14px style E subscript p equals 0 end style 

(ii) Q (a < r < b), muatan yang terlingkupi adalah q subscript 1. Jadi  E subscript Q equals fraction numerator 1 over denominator 4 straight pi space element of subscript 0 end fraction q subscript 1 over r squared 

(iii) R (r > b), , muatan yang terlingkupi adalah q subscript 1 plus q subscript 2. Jadi  E subscript R equals k fraction numerator q subscript 1 plus q subscript 2 over denominator r subscript R squared end fraction equals fraction numerator 1 over denominator 4 πε subscript straight o end fraction fraction numerator q subscript 1 plus q subscript 2 over denominator r squared end fraction  

0

Roboguru

Sebuah bola konduktor A berjejari R. Di dalam bola terdapat rongga berbentuk bola berjejari 0,25R. Titik pusat rongga berada pada jarak 0,5R dari pusar bola A. Jika bola A diberi muatan Q, medan listr...

Pembahasan Soal:

Ketika bola A diberikan muatan, maka muatan akan terkonsentrasi di permukaan bola, sehingga dari hukum Gauss pada permukaan tertutup, didapatkan bahwa medan listrik di pusat bola A sama dengan nol. (Pernyataan BENAR)

Dikarenakan rongga masih berada di dalam bola (0,25< R), sehingga medan listrik di dalam rongga sama dengan nol. (Alasan BENAR)

saling berhubungan.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A. 

1

Roboguru

Sebuah bola konduktor dengan jari-jari R memiliki rongga berbentuk bola yang berjari-jari a dihitung dari pusat bola konduktor, dengan a &gt; R/2. Di pusat bola konduktor diletakkan sebuah muatan titi...

Pembahasan Soal:

Skematik gambar bola konduktor disajikan berikut ini.

  

Berdasarkan hukum Gauss diperoleh perumusan pada daerah yang tertutup sebagai berikut:

E space A equals fraction numerator capital sigma q over denominator epsilon subscript 0 end fraction E space open parentheses 4 pi r squared close parentheses equals fraction numerator capital sigma q over denominator epsilon subscript 0 end fraction E equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction fraction numerator capital sigma q over denominator r squared end fraction. 

Besar muatan yang terlingkupi pada daerah tertutup tersebut adalah +Q, sehingga besar kuat medan listrik pada jarak R/2 adalah:

E equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction Q over open parentheses begin display style R over 2 end style close parentheses squared E equals fraction numerator 4 k Q over denominator R squared end fraction. 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah C. 

0

Roboguru

Bola berongga pertama memiliki jari-jari a dan muatan  sepusat dengan bola berongga kedua yang memiliki jari-jari b dan muatan  (lihat gambar). Tentukan muatan yang dilingkupi oleh permukaan Gauss ...

Pembahasan Soal:

Hukum Gauss menyatakan bahwa jumlah garis medan yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup tersebut.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row ϕ equals cell q over epsilon subscript o end cell row ϕ equals cell E A space cos space theta end cell end table end style 

penggambaran permukaan gauss :

 

maka, muatan yang dilingkupi oleh permukaan Gauss yang memiliki jari-jari:

(i) r < a, (permukaan gauss warna merah) sum for blank of q equals 0 

(ii) a < r < b, (permukaan gauss warna biru) undefined

(iii) r > b, (permukaan gauss warna hijau) begin mathsize 14px style sum for blank of q equals q subscript 1 plus q subscript 2 end style

Jadi muatan yang terlingkupi hukum gauss :

(i). 0

(ii). q subscript 1

(iii). q subscript 1 plus q subscript 2 

1

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