26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik

7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik

http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 1/20

Gaya dan Medan Listrik

Hasbi Nur PW

Kuliah Teknik Industri

Universitas Bina Darma Palembang

Tahun 2015



Outline

• Vektor dan Superposisi Vektor

• Gaya listrik untuk muatan > 2

• Medan listrik

• Interaksi antara muatan dan medan listrik

• Visualisasi Medan Listrik

•

Aplikasi



Skalar dan vektor

• Skalar : besaran yang hanya menggambarkansatu jenis variabel yaitu magnitude atau ukuran.Cth : massa, temperatur

• Vektor : besaran an men ambarkan dua

variabel yaitu magnitude dan arah. Cth : gaya,kecepatan

• Gaya listrik termasuk

besaran vektor

- Bagaimana jika terdapat 3

muatan A, B, dan C ?



Superposisi vektor

• Penjumlahan Vektor

BARrrr

+=

BARrrr

+=

Ar

Br

θ22BARRMagnitude +==

B1−

• Pengurangan VektorPada dasarnya adlh penjumlahan vektor,

hanya berlawanan arah.

A

Ar

B

r

Br

− )B(ARrrr

−+=

BA

)B(ARrr

rrr

−=

−+=



Superposisi Gaya

• Berapa gaya pada jika ada muatan

• Total gaya pada suatu objek

3q ?qdanq 21

merupa an pen um a an artiap - tiap gaya.

• Secara umum :

n21Total F...FFFrrrr

+++=23133 FFFrrr

+=



Contoh Soal 1

• Muatan terletak pada sumbu x.

Tentukan magnitude dan arah dari total gayaelektrostatik yang bekerja pada muatan !

321 qdanq,q

1q

q2 q1 q3m2.0 m15.0

C0.4 µ− C0.3 µ+ C0.7 µ− x



Solusi

Gambar semua gaya yang bekerja pada muatan q1 yg diakibatkan

muatan q2 dan q3

q112Fr

13Fr

r

12

13Fr

: Gaya listrik pada muatan q1 akibat muatan q3

N4.8)m15.0(

)C10x0.7)(C10x0.3)(C / m.N10x99.8(

r

qqk F

N7.2

)m2.0(

)C10x0.4)(C10x0.3)(C / m.N10x99.8(

r

qqk F

2

66229

2

13

31

13

2

66229

2

12

21

12

===

===

−−

−−

r

r



12F

r

Ke arah sumbu x negatif dan ke arah sumbu x positif maka13F

r

Gaya total yang dialami oleh muatan q1 yaitu

N7.5N4.8N7.2FFF 1312Total +=+−=+−=

rrr

Tanda kanan menunjukkan bahwa arah gaya menuju sumbu x positif

atau ke arah kanan.

q112Fr

13Fr



Contoh Soal 2

• Tiga partikel bermuatan masing - masing

ditempatkan sepertiposisi gambar berikut :

C30qdan,C50q,C50q 321 µ+=µ+=µ−=y

H tung gaya str pa a muatanq3 !

3

1q 2q

cm10

cm0.5

x



Solusi

• Langkah 1: Hitung gaya31Fr



• Langkah 2 :Gaya antar muatan

q2 dan q3 adalah dan saling

tolak. Uraikan sesuai sumbu x

dan y !

32Fr

• Langkah 3 : Hitung total gaya

dan arah gaya tsb ( )3Fr

φ



PR

• Diketahui distribusi muatan q1, q2

dan q3. Hitunglah :a. Magnitude gaya elektrostatik

pada muatan q1

. ra gaya e e trostatPetunjuk :

Konversikan semua gaya ke sumbu x

dan y menggunakan aturan sin dan cos.

Arah gaya dicari dgn rumus Tan-1



Medan Listrik

• Suatu area/lokasi/wilayah yang dilingkupi oleh

objek yang bermuatan atau sumber muatan listrik.• Disimbolkan dgn E

r

Fr

r

• Medan listrik berupa vektor

dgn arah sm dgn arah F

jika muatan positif.

• Satuan yaitu N/C

0q=

Er



Arah Medan Listrik



Medan Listrik dari Partikel

Bermuatan

•

Medan listrik pada jarak r dari muatan q yaitur

r

q2

ˆ4

1E

0πε=

r

r ; ˆ Adalah vektor pointing dari sumber muatan ke titik

tujuan

Medan listrik dari partikel

bermuatan positif

Medan listrik dari partikel

bermuatan negatif



Tes Konsep 1

• Suatu titik muatan q berjarak r dari sumber

muatan yang memiliki medan listrik . Jikamuatan q dilipat gandakan menjadi 2 kali

0E

medan listrik skrng ?



Tes Konsep 2

Urutkan kuat medan listrik dari yang paling

besar hingga yang paling kecil



Superposisi Medan Listrik

Gambar di bawah menunjukkan dua objek A dan B yang

bermuatan. Masing - masing memberikan pengaruh medan listrik

pada titik P yaitu sebesar dan sehinggakeduanya tegak lurus. Berapakah total medan listrik pada titik P ?

C / N3EA =

r

C / N2EB =

r

Arah medan dihitung menggunakan rumus

Tan-1

Penjumlahan antara kuat medan dari A dan B



Medan Listrik Seragam

• Contoh : Parallel plate capacitor

Besar medan listrik seragam pada

kapasitor yaitu

dengan kerapatan muatan :

dan adl permitivitas ruang hampa

00A

qE ε

σ=ε=

Aq=σ

0ε

22120 Nm / C10x85418.8 −=ε



Penggambaran Garis Medan Listrik

“ Garis - garis medan listrik selalu berawal dari muatan positif dan berakhir

pada muatan negatif dan tidak pernah mulai atau berhenti di tengah - tengah

ruang. Jumlah garis - garis yang meninggalkan muatan positif atau masuk ke

muatan negatif adalah sebanding dengan magnitude muatan”

KONSEP :

Documents

26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik