Soal-soal latihan pekerjaan rumah (PR)

Soal-soal latihan pekerjaan rumah (PR)
Mata ajar: Fisika Dasar 2 (Kelas B)
Fakultas Ilmu Komputer (Fasilkom) Universitas Indonesia
Pengajar: Muhammad Aziz Majidi, Ph.D.
Deadline penye rahan di kelas : 29 Septembe r 2009
1. Tiga buah muatan titik terletak pada sudut-sudut segitiga samasisi seperti
diperlihatkan pada gambar di bawah. Hitung resultan gaya pada muatan 7 µC.
y
+7 µC
0,5 m
+2 µC
-4 µC
x
2. Dua buah muatan titik terletak pada sumbu x. Muatan pertama +Q terletak pada
x=-a. Muatan ke-dua yang besarnya tidak diketahui terletak pada x=+3a. Besar
medan listrik total dari kedua muatan ini pada x=0 adalah 2kQ/a2 . Ada dua
kemungkinan nilai muatan yang tidak diketahui tersebut, berapakah?
3. Empa t muatan titik terletak pada titik-titik sudut bujur sangkar dengan sisi a
seperti pada gambar di bawah.
a) Hitung besar dan arah medan listrik di titik yang ditempati oleh muatan q.
b) Berapakah gaya resultan yang bekerja pada muatan q?
(Nyatakan jawaban anda dalam variabel- variabel a da n q.)
2q
q
a
3q
4q
4. Sebuah batang yang panjangnya 14 cm be rmuatan homoge n -22 µC. Hitung besar
dan arah medan listrik pada titik yang terletak pada sumbu batang tersebut yang
berjarak 36 cm dari titik pusat batang.
5. Sebuah bola plastik kecil bermassa 2 gram digantungkan dengan seutas tali yang
panjangnya 20 cm di dalam daerah bermedan listrik serbasama seperti pada
gambar di bawah. Jika keadaan setimbang tercapai ketika tali membentuk sudut
15º terhadap garis vertikal, berapakah muatan total pada bola tersebut?
E = 1000 N/C
2 cm
15o
m = 2 gram
6. Pandang sebuah balok segitiga (bentuk baji) seperti diperlihatkan pada gambar di
bawah, di mana medan listrik homogen sebesar 7,8×104 N/C diarahkan secara
hor isontal. Hitung fluk s listrik yang menembus
a) permukaan persegipanjang vertikal
b) permukaan yang miring
c) seluruh permukaan balok.
30 cm
10 cm
60o
E
7. Sebuah muatan titik Q=5 µC terletak di pusat sebuah kubus de nga n rusuk L=0,1
m. Selain itu, enam bua h muatan titik lain yang ide ntik yang masing- masing
bermuatan q=-1µC diletakka n dengan pos isi simetris di sekitar Q seperti
ditunjukkan pada gambar di bawah. Hitung nilai fluks listrik yang menembus
salah satu permuka an kubus.
8. Sebuah bola insulator pejal berjari-jari a yang memiliki muatan total 3Q
ditempatkan secara konsentris di dalam bola konduktor berongga yang bermuatan
total –Q dengan jari- jari dalam b da n jari-jari luar c seperti terlihat pada gambar di
bawah. Tentukan besar medan listrik pada titik titik berjarak r dari pusat susunan
bola tersebut, untuk
a) r < a
b) a < r < b
c) r > c.
Nyatakan jawaban anda dalam variabel- variabe l Q da n r.
-Q
3Q
9. Medan listrik serbasama sebesar 250 V/m diarahkan pada arah x positif. Sebuah
muatan +12µC bergerak dari titik pusat koordinat menuju titik (x,y) =
(20cm,50cm).
a) Berapakah perubahan energi potensial listrik (∆U) yang dialami muatan
tersebut?
b) Berapakah beda potensial (∆V) antara titik awal dan titik akhir gerak
muatan?
10. Muatan- muatan titik pada gambar di bawah terletak pada titik-titik sudut segitiga
samakaki. Hitung nilai potensial listrik pada titik berat segitiga jika q=7 µC.
SELAMAT MENGERJAKAN!