Muatan listrik +q ditempatkan di sumbu x pada x = +2 m dan muatan -2q di x = -2 m. Muatan Q yang ditempatkan di x = 4 m menyebabkan resultan medan listrik di titik asal menjadi nol. Maka Q = ...

Question

ninfauz · Accepted Answer

Untuk memahami fenomena yang terjadi dalam soal, perhatikan gambar terlampir.

Hal yang perlu kamu perhatikan agar tidak keliru dalam merumuskan resultan :

Muatan negatif akan menghasilkan medan listrik menuju ke posisinya, sementara muatan positif akan menghasilkan medan listrik yang menjauhi posisinya.

Jadi, kamu sebaiknya menggambarkan arah-arah medan listriknya terlebih dahulu, baru kemudian lakukan perhitungan berdasarkan gambar tersebut.

Sebelum memperhitungkan muatan 3 (q₃) yang diposisikan 4 m dari titik awal, kita perhitungkan dulu muatan 1 (q₁) dan muatan 2 (q₂). Berdasarkan gambar yang dibuat, keduanya memiliki arah medan yang searah sehingga keduanya saling memperkuat. Sehingga, medan gaya resultan di titik awal (0) adalah akumulasi dari kedua medan.

E₁₂ = E₁ + E₂

E₁₂ = k (q₁/r₁² + q₂/r₂²)

E₁₂ = 9 x 10⁹ N.m²/C² ( (2q) / (2 m)² + (q) / (2 m)²)

E₁₂ = 9 x 10⁹ N.m²/C² ( (2q) / (4 m²) + (q) / (4 m²))

E₁₂ = 9 x 10⁹ N.m²/C² ( 3q / (4 m²))

E₁₂ = 6,75 x 10⁹ N/C² x q

Jadi, kuat medan di titik awal akibat q₁ dan q₂ adalah 6,75 x 10⁹ N/C² x q. Untuk membuat kuat medan di titik awal = 0, maka muatan 3 (q₃) harus mampun menghasilkan kuat medan yang sama dengan 6,75 x 10⁹ N/C² x q, namun berlawanan arah. Maka q₃ harus bernilai minus. Untuk nilai muatannya dapat kita hitung dengan cara sebagai berikut.

E₃ = k q₃ / (r₃)²

q₃ = E₃ (r₃)² / k

q₃ = 6,75 x 10⁹ N/C² x q (4 m)² / (9 x 10⁹ N.m²/C²)

q₃ = 6,75 x 10⁹ N/C² x q x 16 m² / (9 x 10⁹ N.m²/C²)

q₃ = 12 q

Jadi, nilai q₃ (yang dalam soal disebutkan sebagai muatan Q) adalah -12 q.

Pelajari soal lain mengenai listrik statis di :

yomemimo.com/tugas/16958559

yomemimo.com/tugas/16924730

yomemimo.com/tugas/16942921

yomemimo.com/tugas/16991923

Semoga membantu :)