RUMUS2

1. Diskusi Kelompok 3
Bab 4 Medan Listrik
Di Susun Oleh :
1.Diga Catur Murdia (13)
2.Dzaki Abdillah (14)
3.Enny Indri Ani (15)
4.Evi Putriani (16)
5.Faiz Hanif Isnaini (17)
6.Ivan Adhitya Pamuja (18)
SMA ''Institut Indonesia'' Semarang
2012/2013

2. Bunyi hukum columb :
‘’gaya tarik atau gaya tolak antara 2 muatan
besarnya berbanding lurus dengan besar muatan
maing-masing dan berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak dua muatan tersebut’’
F=kqq¹
r²
Keterangan:k=konstanta pembanding(N.m².C⁻²)
r=jarak dua muatan(m)
q,q¹=besar muatan(c)
F=gaya tarik atau tolak menolak(N)

3. 1)Dua buah muatan sama besarnya,terleta pada jarak 5
meter satu sama lain.Ternyata kedua muatan itu tarik
menarik dengan gaya 9000 N.Berapa besar muatan
masing-masing?
Penyelesaian
Diket: F=9000 N
R= 5 Meter
q=q¹
Ditanya:q dan q¹?
Jawab:F=kqq¹
misal q=q¹=x
r²
9000=9.10⁹.x²
5²
x²=9000.25 =25.10⁶
9.10⁹
x=5.10³ C

4. Medan listrik adalah ruang yg terasa adanya pengaruh
gaya listrik
q⃝―――― ⃝q¹
r
p
Q adalah muatan positif.Jika q¹adalah bermuatan positif akan
ditolak oleh q dan jika q¹ bermuatan negatif maka akan ditolak
oleh q.
1)Kuat medan listrik yg disebabkan oleh beberapa muatan
listrik
Karena kuat medan listrik adalah besaran vektori,maka kuat
medan listrik yg disebabkan oleh beberapa muatan sama dg
jumlah vektor kuat medan listrik yg disebabkan masing-masing
muatan.
E=E₁+E₂+E₃+...En
2)Garis gaya listrik
Garis-garis gaya listrititik meruk tidak pernah berpotongan.Arah
medan listrik disuatu titik merupakangaris singgung dari garis
gaya listrik dititik itu.Makin rapat garis gaya listrik disuatu
tempat,maka semakin besar pula kuat medan listriknya.Kuat
medan listrik sebanding dg rapat garis gaya

5. E~N
A
E≈N
A
E=N dengan A=4.∏.R²(muatan dianggap bola)
A
E=q
4.∏.R²
Sehingga N=q
keterangan:N=jumlah garis gaya
A=luas bola(4.∏.r²)
E=kuat medan listrik

6. 1)Berapakah besar gaya yang dialami oleh
muatan 2 MC yang berada dalam ruang yang
mempunyai kuat medan listrik 5 N/C ?
Penyelesaian
Diket:E=5N/C dan
Q=2 MC=2.10¯⁶C
Ditanya:F......?
Jawab:F=qᴱ
F=2.10¯⁶.5
F=10¯⁵ N

7. Ep=k.q.q¹
r
Keterangan:
Ep=energi potensial muatannya uji q(joule)
R=jarak muatan uji ke muatan sumber
Contoh:
Dua muatan berjarak 2 meter satu sama lain
mempunyai energi potensial 200
joule.Berapakah gaya listrik kedua muatan tsb ?
Diket:r=2 m
Ep=200 joule
Ditany:F....?
Jawab:Ep=F.r
200=F.2
F=200
2
=100 N

8. Jumlah garis medan yg menembus suatu
permukaan scr tegak lurus disebut fluks listrik
dg notasi Φ.Secara sistematis dapat dituliskan
bahwa fluks listrik merupakan perkalian skalar
kuat medan listrik(E)dg normal luas(A).
Φ=E.A
Φ=EA cos θ

9. Yaitu energi potensial listrik tiap satuan muatan
positif.Potensial listrik termasuk besaran skalar .
V=EP=kqq¹ ―>V=kq
q¹ r
r
q¹
Dengan : Ep=energi potensial listrik(j)
q=muatan listrik(c)
V=potensial listrik(j/c atau volt)
Contoh:
Potensial suatu titik sejauh r dari muatan q sebesar 400
volt,sedangkan kuat medannya 100N/C
Penyelesaian
Diket:V=400 volt
E=100 N/C
Ditanya:r...?
q..?
Jawab:V=kq ―>V=Er
r
r=V
=400
=4
E
100
Q=Vr
=400.4 =1,78.10⁻⁷C
K
9.10⁹

10. F=kqq¹ ―>k=9.10⁹Nm²C⁻²
r²
F total:
{ (F₁)²+(F₂)²+2.F₁+F₂ cos
2)Kuat medan listrik disuatu titik
E=kq
r²
E total:
{ (E₁)²+(E₂)+2.E₁+E₂ cos
3)Rapat muatan
G=q
:
A
4)Energi potensial listrik
Ep=kqq¹ =F.r
r
(Ep)total=Ep₁+Ep₂+Ep₃+.....+Epn
5)Usaha untuk memindakan muatan
Wa―>b=-kqq¹(I - I )
ra rb
6)Potensial listrik disuatu ltitik
V-Ep =k.q.r
V total:V₁+V₂+V₃.....+Vn
7)Potensial listrik dipermukaan bola berjari jari R
V=Kq
r

13. Konstanta k
Dalam rumus listrik sering ditemui konstanta k sebagai ganti dari (dalam tulisan
ini tetap digunakan yang terakhir), di mana konstanta tersebut bernilai :
N m2 C-2
yang kerap disebut konstanta kesetaraan gaya listrik .
Menghitung medan listrik
Untuk menghitung medan listrik di suatu titik akibat adanya sebuah titik muatan
yang terletak di digunakan rumus :
Tanda muatan listrik
Muatan listrik dapat bernilai negatif, nol (tidak terdapat muatan atau jumlah
satuan muatan positif dan negatif sama) dan negatif. Nilai muatan ini akan
memengaruhi perhitungan medan listrik dalam hal tandanya, yaitu positif atau
negatif (atau nol). Apabila pada setiap titik di sekitar sebuah (atau beberapa)
muatan dihitung medan listriknya dan digambarkan vektor-vektornya, akan
terlihat garis-garis yang saling berhubungan, yang disebut sebagai garis-garis
medan listrik. Tanda muatan menentukan apakah garis-garis medan listrik yang
disebabkannya berasal darinya atau menuju darinya. Telah ditentukan
(berdasarkan gaya yang dialami oleh muatan uji positif), bahwa
muatan positif (+) akan menyebabkan garis-garis medan listrik berarah dari
padanya menuju keluar,
muatan negatif (-) akan menyebabkan garis-garis medan listrik berarah menuju
masuk padanya.
muatan nol ( ) tidak menyebabkan adanya garis-garis medan listrik.

16. Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik
Gaya Coulomb dan medan litrik merupakan besaran vektor, sedangkan energi
potensial listrik dan potensial listrik merupakan besaran skalar.
1) Energi Potensial Listrik
Energi potensial listrik akan timnul bila sebuah muatan uji qo didekatkan
pada sebuah muatan q. Besarnya energi potensial yang timbul pada muatan
qo sebanding dengan usaha yang diperlukan untuk melawan gaya Coulomb
FC. Perhatikan Gambar 4.18. Perubahan energi potensial dari keadaan (1) ke
keadaan (2) sebagai berikut:
ΔEP = -FC cos θ (Δs)= W12 ...............................................
dengan :
FC = gaya Coulomb
Δs = perpindahan muatan
Tanda minus pada persamaan di atas berarti beda energi potensial sebanding
dengan usaha untuk melawan gaya Coulomb Fc. Jadi, dibutuhkan gaya
sebesar F untuk melawan gaya Coulomb, F=-FC. Pada Gambar 4.18 terlihat
bahwa arah gaya F sama dengan arah perpindahan Ds sehingga cos 0= 1, maka
ΔEP = FΔs. Untuk Δs sangat kecil, r1- r2 =0. Gaya F pada selang ΔEP dapat
dianggap sebagai gaya rata-rata dari F1 dan F2 dengan:

17. Perubahan potensialnya :
ΔEP = W12 = FΔs
ΔEP = (r1-r2) = kqoq ............................................................
dengan :
ΔEP = perubahan energi potensial listrik antara kedudukan
akhir dan kedudukan akhir
W12 = usaha yang dilakukan untuk memindahan muatan qo.
qo = muatan, uji, q = muatan sumber.
r2 = jarak antara muatan uji dan muatan sumber pada
kedudukan akhir yaitu titik 2.
r1 = jarak antara muatan uji dan muatan sumber pada
kedudukan awal yaitu titik 1.

18. Contoh Soal :
Sebuah bola kecil dimuati -3,00×10-6 C. Bola lain yang
bermuatan +6,00 × 10-8 C digerakkan di antara kedudukan awal
yang jauhnya 0,200 m dan kedudukan akhirnya jauhnya 0,800
m. Berapa perubahan energi potensial yang terjadi diantara
kedua kedudukan ini?
Penyelesaian :
Perubahan energi potensial ΔEP bila muatan uji qo = +6,00×108C digerakkan diantara kedua titik:
ΔEP = kqoq =(9×109) (-3,00×10-6 )(+6,00×10-8 )
ΔEP = 6,06 × 10-3 J.

19. Potensial Listrik
Potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial listrik per satuan
muatan sehingga beda potensial listrik antara dua titik 1 dan 2 adalah:
V12 = kq ...........................................
dengan V12 menyatakan beda potensial oleh sebuah muatan q antara
jarak r1 dan r1.
Untuk menentukan besarnya potensial listrik yang ditimbulkan oleh
muatan q di titik (1) dan (2) adalah:
V12 = V2 – V1 = kq =
Dengan V1 menyatan potensial mutlak di titik (1) dan V2 menyatakan
potensial mutlak di titik (2). Secara umum, potensial sebuah titik berjarak
r dari muatan q adalah:
V=
Potensial listrik di suatu titik pada medan listrik adalah besarnya usaha
yang diperlukan untuk memindahkan satu satuan muatan listrik dari tak
hingga ke titik tersebut.
Potensial listrik adalah besaran skalar. Potensial yang ditimbulkan oleh
beberapa muatan sumber cukup dihitung dengan penjumlahan aljabar
biasa.
Dengan n adalah banyak muatan sumber.

20. Hitung potensial listrik di titik B yang ditimbulkan oleh ketiga
muatan sumber yang ada di dekat titik ini, seperti ditunjukkan
pada Gambar 4.1.21.
Gambar 4.1.21.
Penyelesaian:
q1 = 5 × 10-8 C,
10-8 C
r1 = 10 cm =10-1 m,
cm =10-1 m
V = = -63×102 volt =-6300 V.
q2 = -4× 10-8 C,
q3 = 8×
r2 = 20 cm = 2×10-1 m,
r3 = 10