1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

Tentukan medan listrik pada jarak z dari sebuah kawat panjang

Berikut ini adalah pertanyaan dari mrnoname146 pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Tentukan medan listrik pada jarak z dari sebuah kawat panjang dengan panjang L.Diketahui rapat muatan panjang λ.

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Hukum Coulomb menyatakan besarnya gaya tarik menarik ataupun tolak menolak yang dialami oleh benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan perkalian antara kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan tersebut.

Bentuk persamaannya adalah sebagai berikut.

F = k \frac{Q_{1} Q_{2} }{r^{2} }            

Keterangan :

  • F = Gaya coulomb yang dihasilkan (N)
  • k = Konstanta (9 x 10⁹ Nm²/C²)
  • Q₁ = Muatan pertama (C)
  • Q₂ = Muatan kedua (C)
  • r = Jarak antara kedua muatan (m)

Pembahasan

Untuk menentukan medan listrik pada jarak z dari sebuah kawat panjang dengan panjang L dan rapat muatan panjang λ,kita dapat menggunakanhukum Coulomb sebagai berikut:

dE= {\frac{kdq}{r^{2} } }

Di mana

  • dE adalah medan listrik pada jarak r dari elemen muatan
  • kdq adalah konstanta Coulomb,
  • r adalah jarak antara elemen muatan dan titik di mana medan listrik diukur.

Untuk menghitung medan listrik total pada jarak $z$, kita perlu mengintegrasikan kontribusi medan listrik dari semua elemen muatan di sepanjang kawat.

Mari kita asumsikan bahwa kawat panjang terletak sepanjang sumbu $z$ dan titik di mana medan listrik diukur juga terletak pada sumbu $z$. Kita dapat membagi kawat menjadi elemen-elemen muatan kecil dengan panjang $dx$. Maka, jumlah elemen muatan pada panjang $L$ adalah:

n= \frac{L}{dx}

Masing-masing elemen muatan memiliki panjang $\Delta L=dx$ dan rapat muatan panjang yang sama, yaitu $\lambda$. Oleh karena itu, muatan pada setiap elemen muatan dapat dihitung sebagai berikut:

dq=λdx

Medan listrik pada jarak $z$ dari elemen muatan ini adalah:

dE= {\frac{kλdx}{z^{2} } }

Untuk mendapatkan medan listrik total pada jarak $z$, kita perlu mengintegrasikan kontribusi dari semua elemen muatan:

​E = \int\limits^L_0 {\frac{kλdx}{z^{2} } }

E = {\frac{kλ}{z^{2} } } \, dx

E = {\frac{kλL}{z^{2} } }

Maka, medan listrik pada jarak $z$ dari kawat panjang dengan panjang $L$ dan rapat muatan panjang $\lambda$ adalah $\frac{k\lambda L}{z^2}$.

Pelajari lebih lanjut

Pelajari lebih lanjut materi tentang Rumus menghitung gaya coulomb bila jarak kedua benda diperbesar yomemimo.com/tugas/19964058

#BelajarBersamaBrainly#SPJ1

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh mohhan86 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: Mon, 26 Jun 23
<< Previous Post
Next Post >>