Pertemuan 18 - 19 Medan Magnet, Gaya Magnet dan Gaya Gerak Listrik Induksi
26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
Transcript of 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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 2/20
Outline
• Vektor dan Superposisi Vektor
• Gaya listrik untuk muatan > 2
• Medan listrik
• Interaksi antara muatan dan medan listrik
• Visualisasi Medan Listrik
•
Aplikasi
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 3/20
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 ?
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 4/20
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
−=
−+=
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 5/20
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
+=
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 6/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 7/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 8/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 9/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 10/20
Solusi
• Langkah 1: Hitung gaya31Fr
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 11/20
• 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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 12/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 13/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 14/20
Arah Medan Listrik
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 15/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 16/20
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 ?
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 17/20
Tes Konsep 2
Urutkan kuat medan listrik dari yang paling
besar hingga yang paling kecil
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 18/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 19/20
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
7/23/2019 26384_Kuliah 3 Gaya Dan Medan Listrik
http://slidepdf.com/reader/full/26384kuliah-3-gaya-dan-medan-listrik 20/20
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 :