Fisika Dasar II Listrik, Magnet, Gelombang dan Fisika Modern

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Fisika Dasar II Listrik, Magnet, Gelombang dan Fisika Modern"

Budi Sumadi
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Fisika Dasar II Listrik, Magnt, Glombang dan Fisika Modrn Pokok Bahasan Mdan Listrik dan Dipol Listrik Abdul Waris Rizal Kurniadi Novitrian Sparisoma Viridi Mdan Listrik Artinya daripada ini... Mrka lbih suka brfikir

2 Mdan Listrik F E rˆ Q r E = +Q 0 F Q 0 Mdan listrik pr satuan muatan E = k k = 4πε Q r 0 rˆ Mdan listrik sbagai mdan vktor Mdan listrik adalah contoh mdan vktor Suatu mdan (vktor atau skalar) trdfinisi di smua tmpat Suatu mdan vktor mmiliki arah dan bsar Mdan listrik mmiliki satuan N/C 4

3 Mdan Listrik dari satu muatan EF EF EF +Q 0 +Q 0 +Q 0 EF +Q 0 + r Mdan listrik trdfinisi di smua tmpat, mskipun tidak ada muatan di sana. 5 Suprposisi & Mdan Listrik untuk muatan titik Q 0Q Q0Q F = k rˆ + rˆ r r Q Q E = k rˆ + rˆ r r E ˆr r +Q 0 E r Q E = k i Q r i i rˆ i Q 6

4 Rprsntasi dari mdan listrik Garis-garis mdan listrik 7 Rprsntasi dari mdan listrik Tidak mungkin untuk mrprsntasikan sluruh vktor mdan listrik pada smua tmpat Sbagai gantinya dibuat garis-garis yang arahnya mnggambarkan arah mdan Pada darah yang cukup jauh dari muatan krapatan garis brkurang Smuanya ini inidinamakan garisgaris mdan listrik 8 4

5 Pmbuatan garis-garis mdan listrik Garis-garis brawal dari muatan positif Garis-garis brakhir di muatan ngatif Jumlah garis yang mninggalkan muatan +v (atau mnuju muatan -v) sbanding dngan bsarnya muatan Garis-garis mdan listrik tidak dapat brpotongan 9 Contoh garis-garis mdan 0 5

6 Garis-garis mdan olh dipol listrik Contoh lain garis-garis mdan listrik: 6

7 Garis-garis mdan listrik Dfinisikan ρ N garis A ρ = N 4πr karna N garis Q Bsarnya krapatan garis mdan ρ Q 4πr E ρ diktahui Q E = k r Intrprtasi garis-garis mdan listrik Vktor mdan listrik, E, adalah tangn trhadap garis-garis mdan listrik pada masing-masing titik spanjang garis. Banyaknya garis prsatuan luas yang mlwati prmukaan tgak lurus thd mdan adalah sbanding dngan kuat mdan listrik pada darah trsbut 4 7

8 Mdan listrik olh sbuah dipol Tntukan mdan E di titik P karna pngaruh dipol, dimana P trltak jarak y>>a dari titik pusat koordinat Bsar mdan listrik E dan E di titik P adalah sama karna jaraknya sama Mdan listrik total E = E +E 5 Mdan listrik olh sbuah dipol (lanjutan) E = E = k q r = k y q + a Komponn sumbu-y dari mdan listrik E dan E saling mnghilangkan sdangkan komponn sumbu- sama-sama dalam arah sumbu- positif dan bsarnya sama, shingga E sjajar dngan sumbu- positif dan bsarnya adalah E cosθ. 6 8

9 Mdan listrik olh sbuah dipol (lanjutan) Dari gambar disamping dapat ditntukan Shingga a cosθ = r = qa ( y + a ) ( y + a ) Karna y>>a, maka bsar mdan E dapat didkati dngan: a E = E cosθ = k = k E k qa y q a ( y + a )( y + a ) 7 Suprposisi & Mdan Listrik untuk distribusi muatan kontinu 8 9

10 Suprposisi & Mdan Listrik distribusi muatan kontinu dq r R - r R P E P = k dq ( R r) R r 9 Mdan Listrik dari muatan kontinu : Dfinisikan rapat muatan linir = muatan pr satuan panjang, λ Dfinisikan rapat muatan prmukaan/bidang = muatan pr satuan luas, σ Dfinisikan rapat muatan volum = muatan pr satuan volum, ρ 0 0

11 Mdan Listrik dari muatan kontinu -D: rapat muatan linir = muatan pr satuan panjang, λ y dq = λ ( ) dl = λ ( ) d R P r R - r dq R = h ˆj r = iˆ E P = k dq ( R r) R r Contoh mdan olh muatan kontinu -D Hitunglah mdan E di titik P pada gambar di atas.

12 Contoh mdan olh muatan kontinu -D Hitunglah mdan E pada titik P pada gambar di samping, dimana muatan total pada cincin adalah Q. de = de cosθ = k dq = r r ( + a ) ( + a ) k λ ( + a ) k πa E de cos λ = θ = ds ( + a ) 0 kλ( πa ) k E = = Q ds Contoh mdan olh muatan kontinyu -D Andaikan sbuah muatan q diltakkan pada pusat cincin dan kmudian digrakkan sdikit pada jarak <<a spanjang sumbu-, analisis apa yang akan trjadi? Mdan listrik karna pngaruh muatan cincin dapat dituliskan sbagai brikut. E kq = a Gaya listrik yang dialami muatan q adalah. F kqq = a Muatan q akan mngalami grak osilasi harmonik. 4

13 Mdan dari muatan kontinu -D: muatan cakram dq = σ da = σ ( s, θ ) s ds dθ R = h ˆj r = s rˆ = s ( cosθ iˆ + sinθ ˆj ) Q R r R - r dq E Q = k dq ( R r) R r y 5 Mdan dari muatan kontinu D Sbuah piringan dngan jjari R mmiliki rapat muatan prmukaan yg homogn, σ. Tntukan mdan listrik di titik P yang trltak spanjang garis yang tgak lurus pusat piringan pada jarak dari pusat piringan (lihat gambar) Tinjau bagian kcil piringan yang brbntuk cincin pada jarak r dan r+dr dari pusat piringan. Luas darah cincin adalah πrdr, shingga bsar muatan dq yang dimiliki cincin trsbut adalah dq = πr σ dr 6

14 Mdan dari muatan kontinu -D Cara pngrjaan slanjunya sama dngan kasus cincin brmuatan homogn. E dapat diprolh dngan mngintgralkan de dari r = 0 k r = R. de = k ( + a ) R E = k πσ E = k πσ E = kπσ E ( πσrdr) rdr 0 ( + a ) R ( + r ) d( r ) 0 = πk σ ( + r ) R 0 ( ) + R 7 Mdan dari muatan kontinu D (lanjutan) Hasil di atas valid untuk >0. E = πk σ ( ) + R Jika R>> maka bsaran dalam kurung mnjadi dan mdan di titik P mnjadi: σ E = π kσ = ε 0 8 4

15 Kuis : Arah Mdan Sbuah muatan +q brada di (0,) Sbuah muatan q brada di (0,-) Kmanakah arah mdan di (,0) A) i + j B) i -j C)-j D)-i 9 5

dokumen-dokumen yang mirip

Pada gambar 2 merupakan luasan bidang dua dimensi telah mengalami regangan. Salah satu titik yang menjadi titik acuan adalah titik P.

Pada gambar 2 merupakan luasan bidang dua dimensi telah mengalami regangan. Salah satu titik yang menjadi titik acuan adalah titik P. nurunan Kcpatan Glombang dan Glombang S Glombang sismik mrupakan gtaran yang mrambat pada mdium batuan dan mnmbus lapisan bumi. njalaran mnybabkan dformasi batuan.strss atau tkanan didfinisikan gaya prsatuan