Dari sini, kita dapat mencari nilai \(r\) dengan mengalikan kedua ruas persamaan dengan \(r^2\) dan membagi dengan \(10 \, \mathrm{kN}\). Setelah mendapatkan nilai \(r\), kita dapat menghitung medan listrik dengan menggunakan rumus yang diberikan sebelumnya.
Jawaban:
1. Untuk menghitung energi potensial yang diperlukan untuk memindahkan muatan tersebut, kita dapat menggunakan rumus energi potensial listrik:
\[E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{q_1q_2}{r}\]
dengan:
- \(E\) adalah energi potensial listrik
- \(\epsilon_0\) adalah konstanta vakum, dengan nilai \(8.85 \times 10^{-12} \, \mathrm{C^2/Nm^2}\)
- \(q_1\) dan \(q_2\) adalah muatan benda pertama dan kedua, masing-masing \(10 \, \mathrm{C}\) dan \(20 \, \mathrm{C}\)
- \(r\) adalah jarak antara kedua muatan, yaitu \(10 \, \mathrm{cm}\) atau \(0.1 \, \mathrm{m}\)
Substitusikan nilai-nilai yang diberikan ke dalam rumus:
\[E = \frac{1}{4\pi(8.85 \times 10^{-12})}\frac{(10)(20)}{0.1}\]
Hitung nilai tersebut untuk mendapatkan energi potensial listrik yang diperlukan untuk memindahkan muatan tersebut.
2. Untuk menghitung medan listrik yang dihasilkan oleh muatan \(30 \, \mathrm{C}\), kita dapat menggunakan rumus medan listrik:
\[E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{q}{r^2}\]
dengan:
- \(E\) adalah medan listrik
- \(\epsilon_0\) adalah konstanta vakum, dengan nilai \(8.85 \times 10^{-12} \, \mathrm{C^2/Nm^2}\)
- \(q\) adalah muatan benda, yaitu \(30 \, \mathrm{C}\)
- \(r\) adalah jarak antara muatan \(30 \, \mathrm{C}\) dengan muatan \(40 \, \mathrm{C}\)
Substitusikan nilai-nilai yang diberikan ke dalam rumus:
\[E = \frac{1}{4\pi(8.85 \times 10^{-12})}\frac{30}{r^2}\]
Diketahui bahwa gaya tolak-menolak antara kedua muatan adalah \(10 \, \mathrm{kN}\), yang dapat dihitung menggunakan rumus gaya listrik:
\[F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{q_1q_2}{r^2}\]
Substitusikan nilai-nilai yang diberikan ke dalam rumus:
\[10 \, \mathrm{kN} = \frac{1}{4\pi(8.85 \times 10^{-12})}\frac{(30)(40)}{r^2}\]
Dari sini, kita dapat mencari nilai \(r\) dengan mengalikan kedua ruas persamaan dengan \(r^2\) dan membagi dengan \(10 \, \mathrm{kN}\). Setelah mendapatkan nilai \(r\), kita dapat menghitung medan listrik dengan menggunakan rumus yang diberikan sebelumnya.
Penjelasan dengan langkah-langkah:
Semoga bermanfaat dan membantu