Sebuah partikel bermuatan negatif ( q = − 1 , 8 ⋅ 1 0 − 19 C , massa = 9 ⋅ 1 0 − 31 kg ) ditembakkan dari sebuah lubang (titik A) pada keping bawah dua buah pelat sejajar dengan kecepatan awal v dan sudut elevasi 60º(seperti gambar). Partikel tepat mendatar ketika menyentuh keping atas dan masuk ke lubang pada titik B. Jika keping bagian atas diberi potensial -100 V, dan bagian bawah 100 V serta jarak antar keping 2 cm. Hitunglah waktu yang diperlukan partikel menempuh jarak AB!

Pembahasan

Diketahui: α = 6 0 ∘ Δ V = 100 − ( − 100 ) = 200 v d = 2 cm = 2 ⋅ 1 0 − 2 m m = 9 × 1 0 − 31 kg q = − 1 , 8 × 1 0 − 19 C Ditanya: waktu yang diperlukan partikel menempuh jarak AB ( t ) Jawaban: Usaha listrik untuk memindahkan partikel setara energi kinetik partikel U s aha l i s t r ik s ama d e n g an e n er g i kin e t ik p a r t ik e l W = E k ​ q ⋅ Δ V = E k ​ q ⋅ Δ V = 2 1 ​ m v 2 v 2 = m 2 ⋅ q ⋅ Δ V ​ v 2 = 9 ⋅ 1 0 − 31 2 ⋅ 1 , 8 ⋅ 1 0 − 19 ⋅ 200 ​ v = 9 ⋅ 1 0 − 31 2 ⋅ 1 , 8 ⋅ 1 0 − 19 ⋅ 200 ​ ​ v = 8 , 94 ⋅ 1 0 6 m / s p erce p a t an p a r t ik e l akiba t res u lt an g a y a Σ F = ma w + F c ​ = ma m g + q d Δ V ​ = ma 9 ⋅ 1 0 − 31 ⋅ 10 + 1 , 8 ⋅ 1 0 − 19 ⋅ ( 2 ⋅ 1 0 − 2 200 ​ ) = 9 ⋅ 1 0 − 31 ⋅ a 1 , 8 ⋅ 1 0 − 15 = 9 ⋅ 1 0 − 31 ⋅ a a = 9 ⋅ 1 0 − 31 1 , 8 ⋅ 1 0 − 15 ​ = 2 ⋅ 1 0 15 m / s 2 G er ak p a r t ik e l a r ah v er t ika l m e m e n u hi G L BB y = y 0 ​ + v sin ( α ) t − 2 1 ​ a t 2 d a r i t i t ik A k e B , maka p os i s i y 0 ​ = 0 , y = 0 0 = 0 + v sin ( α ) t − 2 1 ​ a t 2 2 1 ​ a t 2 = v sin ( α ) t t = a 2 v sin ( α ) ​ t = 2 ⋅ 1 0 15 2 ⋅ 8 , 94 ⋅ 1 0 6 ⋅ sin ( 6 0 ∘ ) ​ t = 7 , 74 ⋅ 10 − 9 s Jadi, waktu yang diperlukan partikel menempuh jarak AB adalah 7 , 74 ⋅ 10 − 9 s