Rumus Cepat Menyeleksi Letak Muatan Mudah-Mudahan Medan Listrik Nol

Medan listrik ialah tempat dimana gaya listrik masih terjadi. Jika suatu muatan ditaruh di tempat tersebut , maka muatan tersebut akan mengalami gaya listrik. Jiika dihubungkan dengan gaya listrik atau gaya Coulomb , maka mempunyai efek medan listrik yang dialami suatu muatan berbanding lurus dengan besar gaya listrik yang dialaminya dan berbanding terbalik dengan besar muatan yang memberi gaya. Kuat medan listrik ialah besaran vektor.

Rumus Kuat Medan Listrik

Berdasarkan relevansinya dengan gaya listrik , maka mempunyai efek medan listrik berbanding lurus dengan muatan pemberi gaya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara muatan dan muatan uji yang secara matematis sanggup ditulis :

E = k	q	=	F
	R2		q uji

Dengan :
E = mempunyai efek medan listrik (N/C)
q = muatan pemberi gaya
R = jarak antara muatan dan titik uji

Rumus Cepat Untuk Muatan Sejenis

Jika dua muatan sejenis tepisah sejauh R , maka letak muatan ketiga (muatan uji) biar medan listrik pada muatan tersebut sama dengan nol sanggup dijumlah dengan rumus berikut :

R1 =	R√q1
	√q1 + √q2

R2 =	R√q2
	√q1 + √q2

Dengan :
R₁ = jarak titik uji ke muatan pertama
R₂ = jarak titik uji ke muatan kedua

Contoh soal :
Dua muatan masing-masing +16 μC dan +9 μC terpisah sejauh 21 cm satu sama lain menyerupai terlihat pada gambar di bawah ini.

Tentukanlah letak suatu muatan uji biar medan listrik yang dialaminya sama dengan nol.

Pembahasan :
Agar medan listrik sama dengan nol , maka muatan uji mesti ditaruh di titik yang medan listriknya sama dengan nol. Seperti yang kita tahu , arah medan listrik menjauhi muatan sumber nyata dan menuju muatan negatif. Ada tiga letak muatan uji yang sanggup kita uji yakni di tengah antara kedua muatan , di sebelah kiri muatan +16 μC atau di sebelah kanan muatan +9 μC. Dari tiga kemungkinan itu , ada satu titik yang niscaya dimana medannya sama dengan nol.

Berikut denah arah medan untuk masing-masing lokasi yang ada :

Dari gambar di atas terang terlihat bahwa lokasi yang paling memungkinkan biar medan listriknya sama dengan nol yakni letak nomor 2 yakni di antara kedua muatan. Kenapa? Karena menyerupai yang telihat pada gambar , arah medan listrik di titik nomor 2 bertentangan arah sehingga jikalau besarnya sama kedua medan itu akan saling meniadakan. Sedangkan titik no 1 dan 3 , arah medannya searah sehingga saling menguatkan dan tidak mungkin jadi nol.

Dengan demikian , letak muatan uji yakni di anatara dua muatan selaku berikut :

Mengapa muatan uji ditaruh lebih erat ke muatan B? Karena muatan B lebih kecil dari muatan A. Dari rumus medan listrik terlihat terang bahwa medan listrik berbanding terbalik degan kuadrat jarak. Nah , alasannya besar muatan B lebih kecil dari muatan A , maka jarak muatan uji mesti lebih erat ke muatan B biar mempunyai efek medannya setara.

Agar sama dengan nol , maka berlaku :
⇒ Ea = Eb

⇒ k	qa	= k	qb
	(21 − x)2		x2

⇒	16	=	9
	(21 − x)2		x2

⇒ 4x = 3(21 − x)
⇒ 4x = 63 − 3x
⇒ 7x = 63
⇒ x = 9 cm

Dengan Rumus Cepat

Misalkan Ra yakni jarak muatan uji ke muatan A dan Rb yakni jarak muatan uji ke muatan B.

⇒ Ra =	R√qa
	√qa + √qb

⇒ Ra =	21√16
	√16 + √9

⇒ Ra =	21(4)
	7

⇒ R_a = 12 cm
maka R_b = 21 – 12 = 9 cm.

Jadi , biar medan listrik sama dengan nol , maka muatan uji mesti ditaruh di antara kedua muatan pada jarak 9 cm dari muatan B atau 12 cm dari muatan A.

Tips : biar kita tahu jarak yang kita dapatkan itu berada di sebelah kanan , di sebelah kiri , atau di antara kedua muatan , maka kita mesti mengetahui lokasi yang paling memungkinkan menyerupai yang sudah dijabarkan di atas.

Jika dua muatan berlainan jenis tepisah sejauh R , maka letak muatan ketiga (muatan uji) biar medan listrik pada muatan tersebut sama dengan nol sanggup dijumlah dengan rumus berikut :

Contoh soal :
Dua buah muatan -3 C dan +12 C terpisah oleh jarak sejauh 4 m. Tentukanlah letak titik yang mempunyai efek medan listriknya sama dengan nol.

Pembahasan :
Karena kedua muatan berlainan jenis , maka letak titik yang mempunyai efek medannya nol tidak mungkin berada di antara kedua muatan.  Letak titik yang paling mungkin yakni di sebelah kiri muatan -3 C alasannya muatan itu lebih kecil dari muatan kedua.

Dengan rumus cepat:

⇒ R1 =	R√q1
	|√q1 − √q2|

⇒ R1 =	4√3
	|√3 − √12|

⇒ R1 =	4√3 (√3 + √12)
	|3 − 12|

⇒ R1 =	4 (3 + 6)
	9

⇒ R₁ = 4 m
Jadi , titik yang medan listriknya sama dengan nol yakni 4 m di sebelah kiri muatan -3 C.

Share ke Facebook >>Share ke Twitter >>