Jawaban:

Hukum Gauss dapat digunakan untuk menentukan medan listrik pada titik tertentu di dalam atau di luar sebuah bola pejal yang memiliki rapat muatan tetap.

Untuk menentukan medan listrik, kita harus menghitung jumlah muatan pada bola dan menggunakan rumus medan listrik:

E = k * Q / r^2

di mana k adalah konstanta Coulomb, Q adalah jumlah muatan pada bola, dan r adalah jarak dari titik pengamatan ke titik sentral bola.

Untuk mempermudah penentuan medan listrik pada 4 titik yang diberikan (a, b, c, d), kita akan mengasumsikan bahwa titik sentral bola berada pada (0,0,0).

a. 0 < < :

Medan listrik pada titik ini adalah nol karena titik ini berada di luar bola pejal.

b. = :

Medan listrik pada titik ini dapat ditemukan dengan menentukan jumlah muatan pada bola dan menggunakan rumus di atas. Jumlah muatan pada bola adalah V * ρ, di mana V adalah volume bola dan ρ adalah rapat muatan. Volume bola dapat ditemukan dengan menggunakan rumus:

V = (4/3) * π * a * b * c

Jumlah muatan pada bola adalah:

Q = V * ρ

= (4/3) * π * 2 * 4 * 3 * 5 C/cm3

= (4/3) * π * 24 C

Dengan menggunakan r = 2, kita dapat menentukan medan listrik pada titik ini:

E = k * Q / r^2

c. = :

Medan listrik pada titik ini juga dapat ditemukan dengan menggunakan rumus di atas dengan r = 4.

d. < < :

Medan listrik pada titik ini juga dapat ditemukan dengan menggunakan rumus di atas dengan r = 3.

Sebagai catatan, saya mengasumsikan bahwa k adalah konstanta Coulomb yang bernilai 9 x 10^9 N * m^2 / C^2.