Klp 1 - Analisis Vektor, Hk. Coulomb, Dan Medan Listrik

20
KELOMPOK 1 MUHAMMAD RIZKY HATSA FREZY SUSANTO MH MUH. IQBAL NUR MUH. NUZRAN RIKI MURTIN FISIKA DASAR II

Transcript of Klp 1 - Analisis Vektor, Hk. Coulomb, Dan Medan Listrik

KELOMPOK 1

MUHAMMAD RIZKY HATSAFREZY SUSANTO MH

MUH. IQBALNUR MUH. NUZRAN

RIKI MURTIN

FISIKA DASAR II

VEKTOR Vektor adalah besaran yang mempunyai satuan dan arah

Besar vektor artinya panjang vektor Arah vektor artinya sudut yang dibentuk

dengan sumbu X positif Vektor disajikan dalam bentuk ruas garis

berarah Besar vektor artinya panjang vektor Arah vektor artinya sudut yang dibentuk

dengan sumbu X positif Vektor disajikan dalam bentuk ruas garis berarah

VEKTOR PADA RUANG 2

A

B

u

X

Gambar Vektor

Vektor sbg pasangan bilanganu = (a,b)

a : komponen mendatar, b : komponen vertikal

Vektor sbg kombinasi vektor satuan i dan j

u = ai + bj

Panjang vektor u ditentukan oleh rumus 22|u| ba

Vektor di R 2 adalah vektor yang terletak di satu bidang atau Vektor yang hanya mempunyai dua komponen yaitu x dan y

VEKTOR PADA RUANG 2

22 )()(|| dbcavu

db

ca

d

c

b

avu

d

cvdan

b

auJika

nPenguranga

22 )()(|| dbcavu

db

ca

d

c

b

avu

d

cvdan

b

auJika

nPenjumlaha

Perhitungan besaran vektor

VEKTOR PADA RUANG 2

cos||||2|||||| 22 vuvuvu

cos||||2|||||| 22 vuvuvu

VEKTOR PADA RUANG 3Vektor pada ruang 3 adalah Vektor yang terletak di ruang dimensi tiga atau Vektor yang mempunyai tiga komponen yaitu x, y dan z

Y

Z

T(x,y,z)

Oxi

yj

zk

PQ

S

Vektor sbg pasangan bilanganu = (x, y, z)

Vektor sbg kombinasi vektor satuan i, j dan k

u = xi + yj + zk

Panjang vektor u ditentukan oleh rumus

222|u| zyx

u

CONTOH SOAL1. Berapakah resultan vektor dari gambar dibawah ini

2. Perhatikan Gambar dibawah ! Berapa Besar resultan ketiga vector tersebut

HUKUM COULOMBHukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan bergantung pada besarnya muatan-muatan serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan.

HUKUM COULOMBHukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanyaGaya-gaya yang terjadi pada dua buah muatan berjarak R• Sebanding dengan kedua muatan Q1 dan Q2 • Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak• Muatan sejenis akan tolak-menolak sedangkan

muatan tak sejenis akan tarik-menarik• Arah gaya pada garis penghubung antara kedua

muatan

Pada hukum columb diatas dapat dirumuskan sebagai berikut :

HUKUM COLOUMB

221

4

1

R

QQF

o

kxx

xo

912

12

109)10854,8(4

1

10854,8

221

R

QQkF

F = Gaya coloumb (N) 0 = permivitas listrik di udara

/ ruang hampa ( 8,85 x 10-

12 C2/Nm2 )Q = besar muatan (coloumb)R = Jarak kedua muatan (m2)

K = ≈ 9 x 109 C2/Nm2

o41

HUKUM COULOMBPada notasi vektor hukum coulomb dapat dituliskan sebagai berikut

F = Gaya coloumb (N) 0 = permivitas listrik di udara

/ ruang hampa ( 8,85 x 10-

12 C2/Nm2 )Q = besar muatan (coloumb)R = Jarak kedua muatan (m2)^r = Arah gaya columb

K = ≈ 9 x 109 C2/Nm2

o41

CONTOH SOAL1. Dua muatan titik masing-masing sebesar 0,05 μC dipisahkan

pada jarak 10 cm. Tentukan besarnya gaya yang dilakukan oleh satu muatan pada muatan lainnya

2. Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 3µ C, terpisah sejauh 2 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya

3. Carilah resultan gaya pada muatan 20mC dalam soal Gambar berikut :

MEDAN LISTRIKMedan adalah suatu besaran yang mempunyai harga pada tiap titik dalam ruang. Suatu muatan listrik menghasilkan medan listrik di daerah sekeliling muatan tersebut. Selanjutnya medan ini mengerjakan gaya pada setiap muatan lainnya yang berada pada daerah tersebut.

Dengan demikian, medan listrik atau medan gaya listrik dapat diartikan sebagai besaran yang memiliki harga gaya listrik pada tiap titik dalam ruang tersebut.

MEDAN LISTRIKmedan lisrik itu adalah gaya per satuan muatan, dan medan listrik merupakan besaran vektor. Pada medan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut

21

22

21

2

2

4

1

R

QK

QR

QQ

Q

FE

o

F = Gaya coloumb (N) 0 = permivitas listrik di udara

/ ruang hampa ( 8,85 x 10-

12 C2/Nm2 )Q = besar muatan (coloumb)R = Jarak kedua muatan (m2)

K = ≈ 9 x 109 C2/Nm2

o41

MEDAN LISTRIKMedan listrik dapat digambarkan dengan garis-garis gaya listrik yang menjauh (keluar) dari muatan positif dan masuk muatan negatif . Garis-garis digambar simetris, meninggalkan atau masuk ke muatan. Jumlah garis yang masuk/meninggalkan muatan sebanding dgn besar muatan. Kerapatan garis-garis pada sebuah titik sebanding dengan besar medan listrik di titik itu. Gari-garis gaya itu, tidak ada yang berpotongan. Garis-garis medan listrik di dekat tiap muatan hampir radial. Garis-garis medan listrik yang sangat rapat di dekat setiap muatan menunjukkan medan listrik yang kuat di sekitar daerah ini. Perhatikan gambar berikut

MEDAN LISTRIKDapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu muatan Q1 sebesar 1 C akibat muatan lain Q2 dan medan adalah suatu besaran vektor sehingga notasi vektor untuk medan listrik dapat dituliskan sebagai berikut

RR

o

aR

QKa

QR

QQ

Q

FE 2

1

2

221

2

2

4

1

Keterangan :F = Gaya coloumb (N) aR = Vektor garis pada muatan 0 = permivitas listrik di

udara / ruang hampa K = ≈ 9 x 109 C2/Nm2 ( 8,85 x 10-12 C2/Nm2 )

Q = besar muatan (coloumb)R = Jarak kedua muatan (m2)

o4

1

MEDAN LISTRIK

qrrUntuk menghitung medan listrik di suatu titik   akibat adanya

sebuah titik muatan q yang terletak di   digunakan rumus

CONTOH SOAL1. Hitung medan listrik di M(3, - 4, 2) dalam ruang hampa yang

disebabkan oleh muatan Q1 = 2 n C di P1(0, 0, 0) dan Q2 = 3 n C di P2 (- 1, 2, 3).

2. Sebuah muatan positif q1=+8nC berada pada titik asal dan muatan kedua positif q2=+12nC berada pada sumbu x = 4m dari titik asal. Carilah medan lisriknya di sumbu x untuk P yang berjarak x=7m dari titik asal.

SESI DISKUSI

SESI DISKUSI

LATIHAN SOAL1. Dua buah vektor sebidang berturut-turut besarnya 4

satuan dan 6 satuan, bertitik tangkapsama dan mengapit sudut 60º. Tentukan besar dan arah resultan vektor tersebut

2. Dua muatan masing-masing + 2Q dan + Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Berapa besar gayanya jika muatan masing-masing menjadi +3Q dan +4Q

3. Dua buah muatan titik q1 = +1,5 μC, dan q2 = +2,3 μC berada pada jarak r =13 cm. Tentukanlah letak titik yang medan listriknya nol.