Berikut ini adalah pertanyaan dari brendanyanyi08 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas
kendaraan luar angkasa yang berpergian melalui sabuk radiasi Bumi bisa mencengat sejumblah besar elektron. Penumpukan muatan ini dapat elektronik merusak komponen mengganggu operasi. Anggap sebuah satelit berbentuk bola berbahan logam dengan diameter 1,3 m mengumpulkan sebanyak 2,4 μC muatan dalam satu putaran a). Tentukanlah rapat muatan pada satelit, b). Hitunglah besar medan listrik didekat permukaan satelit akibat muatan ini.
Jawaban dan Penjelasan
Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.
a) Rapat muatan dapat dihitung dengan membagi jumlah muatan (q) dengan luas permukaan bola (A):
ρ = q/A
Luas permukaan bola dapat dihitung dengan rumus:
A = 4πr^2
dengan r/2 = diameter/2 = 0,65 m
A = 4π(0,65)^2 = 5,309 m^2
Maka, rapat muatan pada satelit adalah:
ρ = 2,4 x 10^-6 C / 5,309 m^2 = 4,518 x 10^-7 C/m^2
b) Besar medan listrik didekat permukaan satelit dapat dihitung dengan menggunakan hukum Coulomb:
E = kq/r^2
dengan k merupakan konstanta Coulomb yang bernilai 8,99 x 10^9 Nm^2/C^2, q merupakan jumlah muatan pada satelit, dan r merupakan jarak dari muatan tersebut ke titik pengamatan (di permukaan satelit).
Karena satelit berbentuk bola, maka medan listrik di permukaan satelit akan sebesar medan listrik yang dihasilkan oleh muatan di pusat bola dengan jarak r sama dengan jari-jari bola.
Jari-jari bola (r) = diameter/2 = 0,65 m
Maka, besar medan listrik didekat permukaan satelit adalah:
E = kq/r^2 = 8,99 x 10^9 Nm^2/C^2 x 2,4 x 10^-6 C / (0,65 m)^2
E = 1,727 x 10^4 N/C
besar medan listrik 1,727 x 10^4 N/C.
Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh azizahfitri123 dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.
Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact
Last Update: Thu, 13 Jul 23