Fisika Dasar II Listrik - Magnet

dokumen-dokumen yang mirip
dengan dimana adalah vektor satuan arah radial keluar. F r q q

: Dr. Budi Mulyanti, MSi. Pertemuan ke-2 CAKUPAN MATERI 1. MEDAN LISTRIK 2. INTENSITAS/ KUAT MEDAN LISTRIK 3. GARIS GAYA DAN FLUKS LISTRIK

Hukum Coulomb Dan Medan Listrik

Hand Out Fisika II MEDAN LISTRIK. Medan listrik akibat muatan titik Medan listrik akibat muatan kontinu Sistem Dipol Listrik

Hand Out Fisika 6 (lihat di Kuat Medan Listrik atau Intensitas Listrik (Electric Intensity).

FISIKA. Sesi LISTRIK STATIK A. GAYA COULOMB

FISIKA DASAR 2 PERTEMUAN 2 MATERI : POTENSIAL LISTRIK

HUKUM COULOMB Muatan Listrik Gaya Coulomb untuk 2 Muatan Gaya Coulomb untuk > 2 Muatan Medan Listrik untuk Muatan Titik

BAB II MEDAN LISTRIK DI SEKITAR KONDUKTOR SILINDER

Fisika Dasar II Listrik, Magnet, Gelombang dan Fisika Modern

Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331. Oleh Endi Suhendi 1

BAB 17. POTENSIAL LISTRIK

BAB MEDAN DAN POTENSIAL LISTRIK

BAB MEDAN DAN POTENSIAL LISTRIK

SUMBER MEDAN MAGNET. Oleh : Sabar Nurohman,M.Pd. Ke Menu Utama

Gelombang Elektromagnetik

MEDAN LIST S RIK O eh : S b a a b r a Nu N r u oh o m h an a, n M. M Pd

LISTRIK STATIS. Nm 2 /C 2. permitivitas ruang hampa atau udara 8,85 x C 2 /Nm 2

Talk less... do more...!!!!!

GRAFITASI. F = G m m 1 2. F = Gaya grafitasi, satuan : NEWTON. G = Konstanta grafitasi, besarnya : G = 6,67 x 10-11

LISTRIK MAGNET. potensil listrik dan energi potensial listrik

II. KINEMATIKA PARTIKEL

Medan Listrik. Medan : Besaran yang terdefinisi di dalam ruang dan waktu, dengan sifat-sifat tertentu.

Listrik statis (electrostatic) mempelajari muatan listrik yang berada dalam keadaan diam.

BAB 13 LISTRIK STATIS DAN DINAMIS

LISTRIK STATIS. F k q q 1. Gambar. Saling tarik menarik. Saling tolak-menolak. Listrik Statis * MUATAN LISTRIK.

Fisika Dasar I (FI-321)

LISTRIK STATIS. F k q q 1. k 9.10 Nm C 4. 0 = permitivitas udara atau ruang hampa. Handout Listrik Statis

Fisika Dasar I (FI-321)

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Sejarah. Charles Augustin de Coulomb ( )

MEDAN LISTRIK STATIS

Gambar 4.3. Gambar 44

Bahan Ajar Listrik Statis Iqro Nuriman, S.Si, M.Pd SMA Negeri 1 Maja LISTRIK STATIS

Hand Out Fisika II HUKUM GAUSS. Fluks Listrik Permukaan tertutup Hukum Gauss Konduktor dan Isolator

ELEKTROSTATIKA. : Dr. Budi Mulyanti, MSi. Pertemuan ke-1 CAKUPAN MATERI 1. MUATAN LISTRIK 2. HUKUM COULOMB

Mata Pelajaran : FISIKA Satuan Pendidikan : SMA. Jumlah Soal : 40 Bentuk Soal : Pilihan Ganda

FISIKA 2 (PHYSICS 2) 2 SKS

UNIVERSITAS GADJAH MADA PROGRAM STUDI FISIKA FMIPA. Bahan Ajar 1: Kelistrikan (Minggu ke 1 dan 2)

TRANSFER MOMENTUM TINJAUAN MIKROSKOPIK GERAKAN FLUIDA

Program Perkuliahan Dasar Umum Sekolah Tinggi Teknologi Telkom Integral Garis

FISIKA DASAR II. Kode MK : FI SKS : 3 Program Studi : Fisika Instrumentasi (S-1) Kelas : Reguler MATERI 1

1 Sistem Koordinat Polar

Untuk mempermudah memahami materi ini, perhatikan peta konsep berikut ini. Listrik Statis. membahas. Muatan Listrik. ditinjau menurut.

ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK

Ini merupakan tekanan suara p(p) pada sembarang titik P dalam wilayah V seperti yang. (periode kedua integran itu).

Universitas Indonusa Esa Unggul Fakultas Ilmu Komputer Teknik Informatika

Gerak melingkar beraturan

SUPLEMEN MATERI KULIAH FI-1102 FISIKA DASAR II

Konsep energi potensial elektrostatika muatan titik : Muatan q dipindahkan dari r = ke r = r A Seperti digambarkan sbb :

FISIKA LISTRIK. Esti Puspitaningrum, S.T., M.Eng.

BAB 11 GRAVITASI. FISIKA 1/ Asnal Effendi, M.T. 11.1

MUATAN LISTRIK DAN HUKUM COULOMB. ' r F -F

HANDOUT KULIAH LISTRIK MAGNET I. Oleh: Dr. rer. nat. Ayi Bahtiar

Fungsi dan Grafik Diferensial dan Integral

BAB II KAJIAN PUSTAKA

LISTRIK STATIS (3) Potensial Listrik BAB 1 Fisika Dasar II 44

KRONOLOGI : MUATAN LISTRIK

Fungsi dan Grafik Diferensial dan Integral

Geometri Analitik Bidang (Lingkaran)

BAB - X SIFAT KEMAGNETAN BAHAN

Teori Dasar Medan Gravitasi

Rosari Saleh dan Sutarto

6. Soal Ujian Nasional Fisika 2015/2016 UJIAN NASIONAL

Bab. Garis Singgung Lingkaran. A. Pengertian Garis Singgung Lingkaran B. Garis Singgung Dua Lingkaran C. Lingkaran Luar dan Lingkaran Dalam Segitiga

HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI DAN GERAK PLANET

FISIKA. Kelas X HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI K-13. A. Hukum Gravitasi Newton

Fisika Dasar I (FI-321)

POTENSIAL LISTRIK dan KAPASITOR. Oleh : Hery Purwanto

Fisika I. Gerak Dalam 2D/3D. Koefisien x, y dan z merupakan lokasi parikel dalam koordinat. Posisi partikel dalam koordinat kartesian diungkapkan sbb:

Gerak Melingkar. Gravitasi. hogasaragih.wordpress.com

BAB PENERAPAN HUKUM-HUKUM NEWTON

HUKUM GRAVITASI NEWTON

Gerak Melingkar. B a b 4. A. Kecepatan Linear dan Kecepatan Anguler B. Percepatan Sentripetal C. Gerak Melingkar Beraturan

I. Pendahuluan Listrik Magnet Listrik berkaitan dengan teknologi modern: komputer, motor dsb. Bukan hanya itu

BAB 5 (Minggu ke 7) SISTEM REFERENSI TAK INERSIA

BAB IV ANALISA PERENCANAAN DAN PEMBAHASAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA PROGRAM STUDI FISIKA FMIPA. Bahan Ajar 2: Potensial Listrik dan Kapasitor (Minggu ke 3 dan 4)

MODIFIKASI DISTRIBUSI MASSA PADA SUATU OBJEK SIMETRI BOLA

IDENTITAS TRIGONOMETRI. Tujuan Pembelajaran

Bab. Bangun Ruang Sisi Lengkung. A. Tabung B. Kerucut C. Bola

PENDAHULUAN. Di dalam modul ini Anda akan mempelajari aplikasi Fisika Kuantum dalam fisika atom

BAB 7 Difraksi dan Hamburan

Gerak Melingkar. Edisi Kedua. Untuk SMA kelas XI. (Telah disesuaikan dengan KTSP)

TRANSFER MOMENTUM ALIRAN DALAM ANULUS

BABAK PENYISIHAN SELEKSI TINGKAT PROVINSI BIDANG KOMPETISI

MAGNETISME (1) Listrik Menghasilkan Medan Magnet

Kata. Kunci. E ureka. A Gerak Melingkar Beraturan

r, sistem (gas) telah melakukan usaha dw, yang menurut ilmu mekanika adalah : r r

MOMENTUM LINEAR DAN TUMBUKAN

FISIKA DASAR 2 PERTEMUAN 1

Hand Out Fisika Interaksi Elekstrostatik. XII IPA SMAN 8 Pekanbaru

Bab 2 Gravitasi Planet dalam Sistem Tata Surya

Absensi/kehadiran minimal 80% dari jumlah pertemuan. Teloransi Keterlambatan 0 menit.

USAHA DAN ENERGI USAHA DAN ENERGI. Usaha. r r. Usaha dalam pengertian di Fisika sebanding dengan gaya dan perpindahan

Hukum Coulomb dan Medan Listrik

Pendahuluan Elektromagnetika

Medan Listrik pada Muatan Kontinu &Penerapan Hukum Gauss

Medan Listrik, Potensial Listik dan Kapasitansi. Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor

MODUL FISIKA SMA IPA Kelas 11

Transkripsi:

Fisika Dasa II Listik - Magnet Sua Dama, M.Sc Depatemen Fisika UI Silabus Listik Medan Listik: Distibusi Muatan Diskit Distibusi Muatan Kontinu Potensial Listik Kapasitansi, Dielektik, dan negi lektostatik Aus Listik angkaian Aus Seaah

Silabus Magnet Medan Magnetik Sumbe Medan Magnetik Induksi Magnetik Magnetisme Dalam Matei angkaian Aus Bolak Balik Pesamaan Mawell dan Gelombang lektomagnetik Dafta Acuan Paul A. Tiple, Fisika: Untuk Sains dan Teknik, disi Ketiga Jilid, Alih bahasa D. Bambang Soegijono, Penebit langga, 996. Fedeick.J. Bueche, David A Jede, Pinciples of Phsics, Sith dition, McGaw-Hill, New Yok, 995. M. Alonso,.J. Finn, Phsics, Addison Wesle, ngland, 996.

Atuan di Kelas Tidak boleh telambat!! Saudaa sudah haus dikelas sebelum pengaja datang. Telambat datang beati tidak boleh masuk ke uang kelas. Tidak ada toleansi waktu untuk telambat. Tidak boleh kelua masuk kelas ketika poses belaja mengaja sudah dimulai tanpa ijin dai pengaja. Tidak boleh mengaktifkan suaa alat-alat elektonik; hp, page, jam digital, walkman, dll. Tidak boleh bebicaa saat pengaja sedang menjelaskan matei kuliah. Medan Listik Distibusi Muatan Diskit Sua Dama, M.Sc Depatemen Fisika UI

Medan Listik Distibusi Muatan Diskit Listik beasal dai kata elekton (dalam bahasa Yunani) ang menebutkan batu ambe ang ketika di gosok akan menaik benda-benda kecil sepeti jeami atau bulu. Benjamin Fanklin (USA) membagi muatan listik atas dua: positif dan negatif. Jika gelas dengan sutea digosokkan, maka gelas akan bemuatan positif dan sutea akan bemuatan negatif. Ilustasi Muatan Listik

Satuan Standa Intenasional Menuut SI satuan muatan adalah Coulomb (C), ang didefinisikan dalam bentuk aus listik, Ampee (A). -9 e,6 C Muatan sekita nc sampai, µc dapat dihasilkan dalam laboatoium dengan caa menempelkan bendabenda tetentu dan menggosokkanna. Hukum Coulomb Chales Coulomb (736 86) melakukan pengujian gaa taikmenaik dan tolak menolak dai benda bemuatan. kq q F ˆ dimana k 8,99 9 N.m /C

Hukum Coulomb (lanjutan) ř meupakan vekto satuan ang mengaah dai q ke q ang besana /. Contoh Soal Dua muatan titik masing-masing sebesa,5 µc dipisahkan pada jaak cm. Cailah (a) besana gaa ang dilakukan oleh satu muatan pada muatan lainna dan (b) Jumlah satuan muatan dasa pada masing-masing muatan. Tiga muatan titik teletak pada sumbu ; q 5 nc teletak pada titik asal, q - nc beada pada m, dan q nc beada pada 3,5 m. Cailah gaa total pada q akibat q dan q.

Solusi Soal no., 5C + q, 5C q + F cm F kq q F 9 6 6 ( 8,99 N. m / C )(,5 C)(,5 C),5-3 N (,m ) q Ne N q e,5,6 6 9 C C 3, Solusi Soal no. F m,5 m F q 5nC q -nc F q nc kq q (8,99 ˆ N. m (,367 µ N) i F kq q 9 ˆ 9 (8,99 N. m (-,799 µ N)i F total / C )(5 (3,5m) / C )( (,5 m) 9 9 )( C)( 9 9 ) i C) i F + F (,367µ N )i (,799µ N )i (-,43µ N)i

Contoh soal Cailah esultan gaa pada muatan µc dalm soal gamba beikut: q q q 3 Solusi Soal F F 3 3 9 6 (9 Nm / C )(4 C)( (,6m) (9 9 Nm / C )( (m ) 6 )( 6 6 ) N ) 8, N F F F F 3 3 (,8 N ) cos 37 (,8 N ) sin 37,4 N dan,4 + 3, dan θ actan F 3,,4 o o,4 N, N, N +, N 3,4 N 66 o

Soal Tambahan Muatan q +5nC beada pada titik asal, muatan q -5nC pada sumbu m dan muatan q +nc pada m dan m. Cailah gaa pada q. F total 4,84-7 N θ -34,9 o tehadap sb-. Ilustasi Soal

Medan Listik Untuk menghindai kesalahan ang mungkin tejadi dalam konsep gaa maka dipekenalkanlah konsep medan listik. Dimana: F q o ( q kecil) Medan Listik (lanjutan) Hukum Coulomb untuk akibat satu muatan titik. kqi i ˆi i Hukum Coulomb untuk akibat suatu sistem muatan titik. kqi i ˆ i i i

Contoh Soal Sebuah muatan positif q +8nC beada pada titik asal dan muatan kedua positif q +nc beada pada sumbu 4m dai titik asal. Cailah medan lisikna di sumbu untuk: P ang bejaak 7m dai titik asal. P ang bejaak 3m dai titik asal. Solusi soal 3 m q P nc q + 8nC + 4 m 7 m P kq kq i + 9 9 ( 8,99 Nm / C )( 8 C) ( 7m) i + (,47N / C) i + (,N / C) i (3,5 N / C) i (di P ) kq kq i + 9 9 ( 8,99 Nm / C )( 8 C) ( 3m) i + (7,99N / C) i (8N / C) i ( N / C) i (di P ) 9 9 ( 8,99 Nm / C )( C) ( 3m) 9 9 ( 8,99 Nm / C )( C) ( m)

Quiz di P 3? 3 m q 8nC q nc + + 4 m Hitunglah nilai di P 3! Beapa besa sudut ang diciptakan esultan di P 3 tehadap sumbu positif. Dipol Listik Dipol listik tejadi jika dua muatan bebeda tanda L dipisahkan oleh - + -q pql +q suatu jaak kecil L. Suatu dipol listik ditandai oleh momen dipol listik p, ang meupakan sebuah vekto ang mempunai aah dai muatan negatif ke positif. pql, untuk gamba katesian diatas maka paqi

Geak Muatan Titik di Dalam Medan Listik Muatan titik dalam medan listik akan mengalami gaa q. Sehingga pecepatan patikel dalam medan listik memenuhi: q a m Didapatkan dai: F mekanik F listik Contoh Soal Sebuah elekton ditembakkan memasuki medan listik homogen (N/C)i dengan kecepatan awal v ( 6 m/s)i pada aah medan listik. Beapa jauh elekton akan begeak sebelum akhina behenti? Sebuah elekton ditembakkan kedalam medan listik homogen (-N/C)j dengan kecepatan awal v o ( 6 m/s) tegak luus medan. (a) Bandingkan gaa gavitasi g bekeja pada elekton dgn gaa listikna. (b) Sebeapa jauh elekton dibelokkan setelah menempuh jaak cm pada aah sumbu.

Pekejaan umah (P) Soal no.3, 4, 8, 3 dan 4. Buku Tiple Fisika: Untuk Sains dan Teknik Medan Listik Distibusi Muatan Kontinu Sua Dama, M.Sc Depatemen Fisika UI

Medan Listik Distibusi Muatan Kontinu Secaa mikoskopis muatan akan telihat tekuantakan, akan tetapi untuk kasus makoskopik muatan mikoskopik tesebut telihat sebagai distibusi ang kontinu. Bebeapa definisi ang dibutuhkan: Q ρ, densitas muatan volume V Q σ, densitas muatan pemukaan A Q λ, densitas muatan linie L pd bisekto dai muatan Gais Hingga d d P d θ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ½ L d

pd bisekto dai muatan Gais Hingga (lanjutan) k dq kλ d d kλ d Komponen sb : cosθ + L d L tanθ + L sec θ θ d d d d dθ Fomulasi Pesamaan di Batang Hingga dθ / untuk d kλ d cosθdθ L tanθ θ θ kλ θ d cosθdθ θ kλ kλ L sinθ L + ( )

Fomulasi Pesamaan di Batang Hingga (lanjutan) Apabila jauh lebih besa daipada L maka L sinθ ;; >> L kλl kq Medan Muatan Gais Tak Hingga kλ Medan Pada Cincin d k dq k dq cosθ k dq ( ) 3 + a ( + a ) kq 3 ( + a ) k ( + a ) 3 k dq dq 3

Medan Pada Cakam + + a ada k a ada k d 3 3 ) ( ) ( πσ πσ ( ) + + + k a k da a a k ) ( 3 πσ πσ πσ Fomulasi Medan Pada Cakam + k πσ

Quiz. Hitunglah medan total di titik P jika λ,6µc/m, 5m. Fluks Listik (φ) Banakna medan listik ang lewat melalui sebuah bidang luasan. φ Acosθ

Contoh Soal Pehatikan medan listik seagam kn/ci. Beapakah fluks ang melewati buju sangka besisi cm pada bidang g sejaja dengan bidang z? Beapakah fluks g melewati buju sangka ini jika nomal tehadap bidangna membentuk sudut 3 o dengan sumbu-. Solusi (a) kn/c A cm cm û z φ. A cosθ φ kn / C φ Nm / C 4 m cos

Solusi (lanjutan) (b) A kn/c cm cm û θ z φ. A cosθ φ kn / C φ 3Nm / C 4 m cos3 Hukum Gauss Fluks total ang melewati setiap bagian pemukaan besana adalah 4πk kali muatan total didalam pemukaan itu. φ nda 4πkQ S dalam n.ˆ n da begantung pada selubung gauss.

Contoh Soal Kulit bola bejai-jai 6 cm membawa densitas muatan pemukaan seagam σ9 nc/m. Beapakah muatan total pada kulit bola tesebut? Cailah medan listikna pada a. cm, b. 5,9cm, c. 6,cm dan d. cm. Solusi Soal Q σ. A; A 4π 9 4 Q 9 C / m 4π 36 m 3 Q 469,44 C. 4,7 C (a). Muatan di cm adalah. (b). Muatan di 5,9cm adalah. (c). Muatan di 6, cm: 9 9 Nm / C 4,7 C 3 6,5 N / C (6, m) (d). Muatan di cm: 9 9 Nm / C 4,7 C 366,3N / C ( m)

di Dekat Bidang Muatan Takhingga σ π σ σ φ k A A Q da n n dalam n total atau di Dekat Muatan Gais Takhingga λ φ L da da Q da n dalam n net k L L λ λ π λ π

di Dalam Kulit Muatan Silindis φ φ sehingga net net nda da πl π untuk < di Lua Kulit Muatan Silindis φnet nda da πl σ πl λ φnet πl, dimana σ π sehingga σ atau π λ untuk >

Ilustasi Muatan di Silindis Beongga Quiz d ++++++ ++++++ L L Dua buah muatan gais seagam ang sama besa dan memiliki panjang L teletak pada sumbu- dan dipisahkan sejauh d sepeti telihat pada gamba. Beapakah gaa ang dikeahkan oleh salah satu muatan gais ini tehadap muatan lainna? Tunjukkan bahwa apabila d>>l gaa ini akan cendeung mendekati hasil ang sudah dipekiakan aitu k( λl) /d.

di Dalam Silinde Muatan Padat Takhingga L V L Q dalam net > ' π λ ρ ρπ ρ π φ di Lua Silinde Muatan Padat Takhingga L L L net > λ π ρ ρ ρπ π π φ

Ilustasi Muatan di Silinde Muatan Padat di Dalam Kulit Muatan Bola φ net 4π da 4π Q Q > 4π

di Lua Kulit Muatan Bola maka net < 4 π φ di Lua & Dalam Bola Padat Bemuatan Q net 4 4 π π φ ( ) Q Q Q V V Q V net 4 ' ' Q ; 4 3 3 3 3 3 4 3 3 4 dalam π π π ρ π φ

Ilustasi pada Bola Bemuatan Soal Muatan gais dengan densitas muatan linie λ dan bebentuk bujusangka besisi L teletak pada bidang z dan bepusat dititik asal. Cailah medan listik di sumbu pada jaak ang sembaang, dan bandingkan hasil anda dengan hasil ang dipeoleh untuk medan pada sumbu sebuah cincin bemuatan ang jai-jaina L/ dengan pusat di titik asal dan membawa muatan total ang sama.