Sebuah elektron diarahkan dengan sudut 45º dengan kecepatan awal 3 × 1 0 6 m / s dalam medan listrik vertikal E = 10 3 N/C yang berasal dari 2 keping elektroda. Jika jarak keping d = 2 cm, dan panjang keping l = 10 cm, apakah elektron akan menumbuk keping atas? Jelaskan dengan perhitungan! (massa elektron 9 , 1 × 1 0 − 31 kg , muatan elektron − 1 , 6 × 1 0 − 19 C ).

Pembahasan

Diketahui: α = 4 5 ∘ v 0 ​ = 3 × 1 0 6 m / s E = 1 0 3 N / C d = 2 cm = 2 ⋅ 1 0 − 2 m l = 10 cm m = 9 , 1 × 1 0 − 31 kg q = − 1 , 6 × 1 0 − 19 C Ditanya: apakah elektron menumbuk keping atas ( h ) Jawaban: Elektron memiliki gaya berat dan mengalami gaya coulomb karena berada dalam medan listrik Gaya Coulomb yang dialami mengarah ke bawah Resultan gaya pada elektron menyebabkan elektron mengalami percepatan ke arah bawah Gerakan elektron berbentuk parabola P erce p a tan e l e k t ro n Σ F = ma F c ​ + w = m ⋅ a q ⋅ E + m ⋅ g = m ⋅ a 1 , 6 ⋅ 1 0 − 19 ⋅ 1 0 3 + 9 , 1 ⋅ 1 0 − 31 ⋅ 10 = 9 , 1 ⋅ 1 0 − 31 ⋅ a 1 , 6 ⋅ 1 0 − 16 = 9 , 1 ⋅ 1 0 − 31 ⋅ a a = 9 , 1 ⋅ 1 0 − 31 1 , 6 ⋅ 1 0 − 16 ​ = 1 , 76 ⋅ 1 0 14 m / s 2 G er ak e l e k t ro n a r ah v er t ika l e l e k t ro n akan b er a d a p a d a t in gg i mak s im u m ( h ) k e t ika v y ​ = 0 v y 2 ​ = v 0 2 ​ − 2 a S 0 = ( v 0 ​ ⋅ sin ( α ) ) 2 − 2 ⋅ a ⋅ h 2 ⋅ a ⋅ h = ( v 0 ​ ⋅ sin ( α ) ) 2 h = 2 ⋅ a ( v 0 ​ ⋅ sin ( α ) ) 2 ​ h = 2 ⋅ 1 , 76 ⋅ 1 0 14 ( 3 ⋅ 1 0 6 ⋅ sin ( 4 5 ∘ ) ) 2 ​ h = 0 , 0128 m = 1 , 28 cm Tinggi maksimum elektron adalah 1,28 cm, sementara jarak antar keping 2 cm, maka elektron tidak akan menumbuk keping atas Jadi,elektron tidak akan menumbuk keping atas