Roboguru

Titik B pada gambar berikut memiliki potensial listrik 25 volt lebih besar daripada titik A. Sebuah partikel bermassa  dengan muatan sebesar  bergerak dari titik B ke titik A. Jika partikel dilepas tanpa kecepatan awal di titik B, berapa kelajuan partikel ketika tiba di A (abaikan pengaruh gravitasi)?

Pertanyaan

Titik B pada gambar berikut memiliki potensial listrik 25 volt lebih besar daripada titik A. Sebuah partikel bermassa begin mathsize 14px style 1 comma 8 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space kg end style dengan muatan sebesar begin mathsize 14px style 3 comma 0 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight C end style bergerak dari titik B ke titik A. Jika partikel dilepas tanpa kecepatan awal di titik B, berapa kelajuan partikel ketika tiba di A (abaikan pengaruh gravitasi)?

  1. ...space

  2. ...undefined

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell increment V end cell equals cell 25 space straight V end cell row m equals cell 1 comma 8 times 10 to the power of negative 5 end exponent space kg end cell row q equals cell 3 times 10 to the power of negative 5 end exponent space kg end cell row cell v subscript B end cell equals 0 end table end style 

Ditanyakan:

begin mathsize 14px style v subscript A equals ? end style 

Jawab:

Pengaruh gravitasi terhadap partikel diabaikan.

Hukum Kekekalan Energi (energi potensial listrik, begin mathsize 14px style E p equals q V end style):

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell E m subscript 1 end cell equals cell E m subscript 2 end cell row cell E p subscript 1 plus E k subscript 1 end cell equals cell E p subscript 2 plus E k subscript 1 end cell row cell E p subscript 1 minus E p subscript 2 end cell equals cell E k subscript 1 minus E k subscript 2 end cell row cell q increment V end cell equals cell 1 half m open parentheses v subscript A squared minus v subscript B squared close parentheses end cell row cell fraction numerator 2 q increment V over denominator m end fraction end cell equals cell v subscript A squared minus up diagonal strike v subscript B squared end strike to the power of 0 end cell end table end style 

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell v subscript A end cell equals cell square root of fraction numerator 2 q increment V over denominator m end fraction end root equals square root of fraction numerator 2 open parentheses 3 times 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses open parentheses 25 close parentheses over denominator 1 comma 8 times 10 to the power of negative 5 end exponent end fraction end root end cell row blank equals cell square root of fraction numerator 2 open parentheses 3 close parentheses open parentheses 25 close parentheses over denominator 1 comma 8 end fraction end root equals 5 over 3 square root of 30 space straight m divided by straight s almost equal to bold 9 bold comma bold 13 bold space bold m bold divided by bold s end cell end table end style 

Dengan demikian, kecepatan partikel saat mencapai titik A sebesar 9,13 m/s.

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

Dua buah proton ditahan dalam keadaan diam pada jarak . Jika dilepaskan, mereka akan saling menjauh. Berapakah kecepatan tiap proton jika keduanya sudah sangat berjauhan satu sama lain?

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell r subscript 1 end cell equals cell 5 times 10 to the power of negative 12 end exponent space straight m end cell row cell v subscript 1 end cell equals 0 end table end style 

Ditanyakan:

begin mathsize 14px style v subscript 2 equals ? end style saat begin mathsize 14px style r subscript 2 rightwards arrow infinity end style 

Jawab:

Ambil begin mathsize 14px style q equals 1 comma 6 times 10 to the power of negative 19 end exponent space straight C end style dan begin mathsize 14px style m subscript p equals 1 comma 6 times 10 to the power of negative 27 end exponent space kg end style.

Ketika undefined, energi potensial listrik bernilai nol (begin mathsize 14px style E p equals k q squared over r end style). Hukum Kekekalan Energi Mekanik berlaku:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell E m subscript 1 end cell equals cell E m subscript 2 end cell row cell E p subscript 1 plus E k subscript 1 end cell equals cell E p subscript 2 plus E k subscript 2 end cell row cell k q squared over r subscript 1 plus up diagonal strike 2 open parentheses 1 half m v subscript 1 squared close parentheses end strike to the power of 0 end cell equals cell up diagonal strike k q squared over r subscript 2 end strike to the power of 0 plus 2 open parentheses 1 half m v subscript 2 squared close parentheses end cell row cell m v subscript 2 squared end cell equals cell k q squared over r subscript 1 end cell row cell v subscript 2 end cell equals cell square root of fraction numerator k q squared over denominator m r subscript 1 end fraction end root equals square root of fraction numerator open parentheses 9 times 10 to the power of 9 close parentheses open parentheses 1 comma 6 times 10 to the power of negative 19 end exponent close parentheses squared over denominator open parentheses 1 comma 6 times 10 to the power of negative 27 end exponent close parentheses open parentheses 5 times 10 to the power of negative 12 end exponent close parentheses end fraction end root end cell row blank equals cell square root of fraction numerator open parentheses 9 close parentheses open parentheses 1 comma 6 close parentheses squared over denominator open parentheses 1 comma 6 close parentheses open parentheses 5 close parentheses end fraction times fraction numerator 10 to the power of 9 times 10 to the power of negative 38 end exponent over denominator 10 to the power of negative 27 end exponent times 10 to the power of negative 12 end exponent end fraction end root end cell row cell v subscript 2 end cell equals cell fraction numerator 6 square root of 2 over denominator 5 end fraction times 10 to the power of 5 almost equal to bold 1 bold comma bold 70 bold times bold 10 to the power of bold 5 bold space bold m bold divided by bold s end cell end table end style 

Dengan demikian, kecepatan masing-masing proton saat terpisah sangat jauh sebesar begin mathsize 14px style 1 comma 70 times space 10 to the power of 5 space straight m divided by straight s end style.

1

Roboguru

Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan awal  menuju suatu elektron lain yang tertahan diam pada jarak 1,0 mm. Berapakah jarak terdekat kedua elektron sebelum elektron pertama berbalik arah meningga...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell v subscript 1 end cell equals cell 1 times 10 cubed space straight m divided by straight s end cell row cell r subscript 1 end cell equals cell 1 space mm equals 1 times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m end cell row e equals cell negative 1 comma 6 times 10 to the power of negative 19 end exponent space straight C end cell row cell m subscript e end cell equals cell 9 times 10 to the power of negative 31 end exponent space kg end cell end table end style 

Ditanyakan:

begin mathsize 14px style r subscript 2 equals ? end style sebelum berbalik arah

Jawab:

Sesaat sebelum elektron yang bergerak tersebut berbalik arah, kecepatannya bernilai nol (begin mathsize 14px style v subscript 2 equals 0 end style). Hukum Kekekalan Energi (energi potensial dihasilkan oleh elektron yang bergerak dan diam):

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell E m subscript 1 end cell equals cell E m subscript 2 end cell row cell E p subscript 1 plus E k subscript 1 end cell equals cell E p subscript 2 plus E k subscript 2 end cell row cell k q squared over r subscript 1 plus 1 half m v subscript 1 squared end cell equals cell k q squared over r subscript 2 plus up diagonal strike 1 half m v subscript 2 squared end strike to the power of 0 end cell end table end style 
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell r subscript 2 end cell equals cell k q squared open square brackets k q squared over r subscript 1 plus 1 half m v subscript 1 squared close square brackets to the power of negative 1 end exponent end cell row blank equals cell open parentheses 9 times 10 to the power of 9 close parentheses open parentheses negative 1 comma 6 times 10 to the power of negative 19 end exponent close parentheses squared open square brackets open parentheses 9 times 10 to the power of 9 close parentheses open parentheses negative 1 comma 6 times 10 to the power of negative 19 end exponent close parentheses squared over 10 to the power of negative 3 end exponent plus 1 half open parentheses 9 times 10 to the power of negative 31 end exponent close parentheses open parentheses 10 cubed close parentheses squared close square brackets to the power of negative 1 end exponent end cell row cell r subscript 2 end cell almost equal to cell 0 comma 000339 space straight m almost equal to bold 0 bold comma bold 34 bold space bold mm end cell end table end style  

Dengan demikian, jarak terdekat antara kedua elektron sebelum elektron pertama berbalik arah adalah 0,34 mm.

0

Roboguru

Sebuah elektron yang mula - mula rehat, kemudian bergerak melalui beda potensial 1000 V. Jika massa elektron 9,11 x 10-31 kg dan muatannya -1,6 x 10-19 C, maka energi kinetik akhirnya adalah (dalam jo...

Pembahasan Soal:

E subscript 0 equals E subscript t E k subscript 0 plus q V subscript 1 equals E k subscript 2 plus q V subscript 2 0 plus q V subscript 1 equals E k subscript 2 plus q V subscript 2 E k subscript 2 equals q left parenthesis V subscript 1 minus V subscript 2 right parenthesis E k subscript 2 equals 1 comma 6 space cross times space 10 to the power of negative 16 end exponent space J 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah B. 

0

Roboguru

Pada garis yang melalui titik A dan B terdapat suatu muatan titik. Jarak titik A dan B adalah d meter. Potensial A (VA) dikurangi potensial B (VB) adalah –V volt (VA < VB). Elektron (massa m kg dan...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row s equals cell d space meter end cell row cell V subscript A minus V subscript B end cell equals cell negative V end cell row cell V subscript B minus V subscript A end cell equals V row cell m subscript e end cell equals cell m space kg end cell row cell q subscript e end cell equals cell q space straight C end cell row cell v subscript A end cell equals 0 end table 

Ditanya:

Lintasan elektron = ...?
W = ...?
v subscript B equals... ?
a equals... ?

Jawab:

Elektron bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah melawan arah medan listrik yang dihasilkan di antara muatan titik A dan B seperti pada gambar di bawah ini:

Sehingga elektron bergerak dari titik A menuju titik B membentuk Lintasan lurus. Jadi, pernyataan 1 benar

Elektron dapat bergerak karena mendapat tambahan energi yang nilainya sama dengan beda energi potensial yang dialaminya pada titik A dan B, sehingga:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell negative increment U end cell row W equals cell negative q subscript e times open parentheses V subscript B minus V subscript A close parentheses end cell row W equals cell negative open parentheses negative q close parentheses times open parentheses V close parentheses end cell row W equals cell q V end cell end table

Jadi, pernyataan 2 benar

Kecepatan akhir atau kecepatan di titik B dapat dihitung dengan konsep teorema usaha-energi kinetik, yaitu:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell increment E k end cell row W equals cell E k subscript B minus E k subscript A end cell row W equals cell 1 half times m times v subscript B squared minus 0 end cell row cell q V end cell equals cell 1 half times m times v subscript B squared end cell row cell v subscript B squared end cell equals cell fraction numerator 2 q V over denominator m end fraction end cell row cell v subscript B end cell equals cell square root of fraction numerator 2 q V over denominator m end fraction end root end cell end table

Jadi, pernyataan 3 benar

percepatan elektron dapat dihitung dengan menggunakan persamaan GLBB, yaitu:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell v subscript B squared end cell equals cell v subscript A squared plus 2 times a times s end cell row cell fraction numerator 2 q V over denominator m end fraction end cell equals cell 0 plus 2 times a times d end cell row cell fraction numerator 2 q V over denominator m end fraction end cell equals cell 2 times a times d end cell row a equals cell fraction numerator q V over denominator m d end fraction end cell end table 

Jadi, pernyataan 4 benar

Oleh karena itu, pernyataan (1), (2), (3), dan (4) benar

Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah E. space

0

Roboguru

Dua pelat sejajar berjarak 10 cm dan diberi beda potensial sebesar 200 volt. Sebuah elektron terletak pada pelat negatif. Apabila elektron tersebut dilepas, hitung berapa energi potensial elektron dan...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

V equals 200 space straight V d equals 10 space cm equals 0 comma 1 space straight m e equals 1 comma 6 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent space straight C m equals 9 comma 1 cross times 10 to the power of negative 31 end exponent space kg s equals 4 space cm equals 0 comma 04 space straight m v subscript italic 1 equals 0 space bevelled straight m over straight s


Untuk menentukan energi potensial elektron dan kecepatan elektron pada saat elektron menempuh jarak 4 cm, maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut.

  1. Menentukan percepatan elektron

    table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row F equals cell q E end cell row cell m a end cell equals cell e V over d end cell row a equals cell fraction numerator e V over denominator m d end fraction end cell end table
     
  2. Menentukan kecepatan elektron pada saat menentuh jarak 4 cm

    table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell equals cell v subscript italic 1 to the power of italic 2 plus 2 a straight capital delta s end cell row cell v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell equals cell 0 plus 2 fraction numerator e V over denominator m d end fraction straight capital delta s end cell row cell v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell equals cell 2 fraction numerator e V over denominator m d end fraction straight capital delta s end cell row cell v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell equals cell fraction numerator 2 cross times 1 comma 6 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent cross times 200 cross times 0 comma 04 over denominator 0 comma 1 cross times 9 comma 1 cross times 10 to the power of negative 31 end exponent end fraction end cell row cell v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell equals cell 281 comma 32 cross times 10 to the power of 12 end cell row cell v subscript italic 2 end cell equals cell square root of 28 comma 132 cross times 10 to the power of 12 end root end cell row cell v subscript italic 2 end cell equals cell 5 comma 304 cross times 10 to the power of 6 space bevelled straight m over straight s end cell end table
     
  3. Menentukan energi potensial elektron pada saat menenpuh jarak 4 cm

    table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell E M subscript italic 1 end cell equals cell E M subscript italic 2 end cell row cell E P subscript italic 1 plus E K subscript italic 1 end cell equals cell E P subscript italic 2 plus E K subscript italic 2 end cell row cell e V plus 1 half m v subscript italic 1 to the power of italic 2 end cell equals cell E P subscript italic 2 plus 1 half m v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell row cell e V plus 0 end cell equals cell E P subscript italic 2 plus 1 half m v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell row cell E P subscript italic 2 end cell equals cell e V minus 1 half m v subscript italic 2 to the power of italic 2 end cell row cell E P subscript italic 2 end cell equals cell open parentheses 1 comma 6 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent cross times 200 close parentheses minus open parentheses 1 half 9 comma 1 cross times 10 to the power of negative 31 end exponent cross times open parentheses 5 comma 304 cross times 10 to the power of 6 close parentheses squared close parentheses end cell row cell E P subscript italic 2 end cell equals cell open parentheses 3 comma 2 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent close parentheses minus open parentheses 128 comma 0024 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent close parentheses end cell row cell E P subscript italic 2 end cell equals cell open parentheses 3 comma 2 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent close parentheses minus open parentheses 1 comma 280024 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent close parentheses end cell row cell E P subscript italic 2 end cell equals cell 1 comma 9199 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent end cell row cell E P subscript italic 2 end cell almost equal to cell 1 comma 92 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent space straight J end cell end table
     

Jadi, energi potensial elektron dan kecepatan elektron pada saat elektron menempuh jarak 4 cm berturut-turut adalah bottom enclose bold 1 bold comma bold 92 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 17 end exponent bold space bold J bold space bold dan bold space bold 5 bold comma bold 304 bold cross times bold 10 to the power of bold 6 bold space bevelled bold m over bold s bold. end enclose

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