MATERI FISIKA DASAR II
1. Muatan Listrik
2. Hukum Couloumb
3. Medan Listrik
4. Hukum Gauss
5. Energi Potensial & Potensial Listrik
6. Kapasitas Dan Kapasitor
7. Dielektrikum
8. Arus Listrik
9. Kumparan ber-arus dalam medan listrik
PUSTAKA
a. Halliday Resnick ,"FUNDAMENTAL OF PHYSICS"
b. Alm , " FUNDAMENTAL UNVERSITY PHYSYCS "
c. Dosen Fisika FMIPA , ITS " Diktat Fisika II "
pertemuan I tgl 16 Maret 2001
MUATAN LISTRIK
Pengertian :
- netral : jumlah muatan electron = jumlah muatan neutron
- Negatif : kelebihan electron dan kekurangan proton
- Positif : kelebihan proton dan kekurangan electron
1 e = - 1,6 . 10-19 Couloumb
1 p = +1,6 . 19-19 Couloumb
Hukum Couloumb :
1. Gaya listrik :
- berbanding lurus dengan kedua muatan
- berbanding terbalik dengan jarak kuadarat , tergantung medium.
Satuan MKS CGS
F Newton Dyne
q Couloumb Stat Couloumb
r meter Centimeter
k 9.109 C² 1. ( Stat C )²
Nm² dyne Cm²
Di dalam Vektor gaya maka :
F 2.1 = F 2.1 = k q1 . q2 ř1.2
r²1.2
ř1.2 = r1.2 = r1 - r2
r1.2 r1 . r2
Contoh :
Muatan q1 ; q2 ; q3 terletak pada koordinat ( x1 , y1 , z1 ) ; ( x2 , y2 , z2 ) ; ( x3 , y3 , z3 ) Hitunglah :
a. Gaya Listrik pada q1 akibat q2 ………………….. ( =F 1.2 )
b. Gaya Listrik pada q1 akibat q3 …………………..( = F 1.3 )
Jawab :
F 1.2 = F 2.1 = k q1 . q2 . ř1.2
r²1.2
ř1.2 = r1.2 = ( x1 – x2)ī + ( y1 – y2 ) ĵ + ( z1 – z2 ) ќ
r1.2 [( x1 – x2)² + ( y1 – y2 )² + ( z1 – z2 )2]1/2
F 1.2 = k q1 . q2 ( x1 – x2) + ( y1 – y2 ) + ( z1 – z2 )
[( x1 – x2)² + ( y1 – y2 )² + ( z1 – z2 )² ] 3/2
F 1.3 = k q1 . q3 ( x1 – x3) + ( y1 – y3 ) + ( z1 – z3 )
[( x1 – x3 )² + ( y1 – y3 )² + ( z1 – z3 )² ] 3/2
Contoh lagi :
Bila diketahui
· q1 = + 10 –4 C à ( 1,0,1 )
· q2 = - 10 –3 C à ( 2,0,0 )
· q3 = + 10 –6 C à ( 0,1,4 )
Hitung gaya listrik pada q1 ! ……………….. ( F1 = ? )
Jawab :
F 1 = F 1.2 + F 1.3
F1.2 = 9.10 9 . 10 –4 . ( -10 -3 ) . ( 1 – 2 ) ī + ( 0 – 0 ) ĵ + ( 1 – 0 ) ќ
[ ( 1-2)² + ( 0 –0)² + ( 1 –0 )² ] 3/2
= . . .
F1.3 = 9.10 9 . 10 –4 . 10 -6 . ( 1 – 0 ) ī + ( 0 – 1 ) ĵ + ( 1 – 4 ) ќ
[ ( 1-0)² + ( 0 –1)² + ( 1 –4 )² ] 3/2
= . . .
F 1 = F 1.2 + F 1.3 =
F1 = √
Contoh again !
Dua titik yg berjarak 6 cm masing masing bermuatan +24 stat C dan –12 stat C . Berapa
a. Gaya yang dialami tiap muatan tsb !
b. Resultan gaya yang dialami muatan sebesar 3 stat C yang ditempatkan di tengah tengah antara kedua muatan tadi ?
Jawabane :
a. ?
b.
F 3 = F 3.1 + F 3.2
= k q3.q1 + k q3.q2
r² r²
= . . . + . . .
= . . .
Contoh soal :
Bujur sangkar ABCD dg sisi 20 cm. Pd titik A, B, C ada muatan sebesar +2. 10 –19 C dg q4 = -1 . 10 –19 C Hitunglah :
a. F4 jika q4 di D
b. F4 jika q4 di E