Potensial Listrik dan Muatan Listrik Statis Ekspansi Multipole (Pertemuan 6)

1.        Dua buah partikel bermuatan berjarak R satu sama lain dan terjadi gaya tarik-menarik sebesar F. Jika jarak antara kedua muatan dijadikan 4 R, tentukan nilai perbandingan besar gaya tarik-menarik yang terjadi antara kedua partikel terhadap kondisi awalnya!

Pembahasan:

2.        Tiga buah muatan A, B dan C tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q_A = + 1 μC, Q_B = − 2 μC ,Q_C = + 4 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B !

Pembahasan: 
Pada muatan B bekerja 2 buah gaya, yaitu hasil interaksi antara muatan A dan B sebut saja F_BA yang berarah ke kiri dan hasil interaksi antara muatan B dan C sebut saja F_BCyang berarah ke kanan. Ilustrasi seperti gambar berikut:

Karena kedua gaya segaris namun berlawanan arah maka untuk mencari resultan gaya cukup dengan mengurangkan kedua gaya, misalkan resultannya kasih nama F_total :

F _total = F_BC - F_BA

F _total = 72 X 10 ^{- 3} - 18 x 10 ^-3 = 54 x 10 ^-3 N

Arah sesuai dengan F_BC yaitu ke kanan.

3.        Dua buah muatan tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q₁ = + 1 μC, Q₂ = − 2 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah kuat medan listrik pada titik P yang terletak 4 cm di kanan Q₁ !
Pembahasan:

Rumus dasar yang dipakai untuk soal ini adalah

dimana E adalah kuat medan listrik yang dihasilkan suatu muatan, dan r adalah jarak titik dari muatan sumber. Harap diingat lagi untuk menentukan arah E : "keluar dari muatan positif" dan "masuk ke muatan negatif"

Perhatikan ilustrasi pada gambar!

Langkah berikutnya adalah menghitung masing-masing besar kuat medan magnet E₁ dan E₂ kemudian mencari resultannya jangan lupa ubah satuan centimeter menjadi meter. Supaya lebih mudah hitung secara terpisah satu persatu saja,..

Arah ke arah kanan.