Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331 Oleh Endi Suhendi 1
Menu hari ini (1 minggu): Potensial dan Energi Potensial Equipotensial Oleh Endi Suhendi 2
Last Time: Hukum Gauss Oleh Endi Suhendi 3
Hukum Gauss Dalam mengaplikasikan, gunakan simetri: Bola (r) Slinder (r, l) Bidang (Pillbox, A) Oleh Endi Suhendi 4
Energi Potensial dan Potensial Dimulai dari Gravitasi Oleh Endi Suhendi 5
Gravitasi: Gaya dan Usaha Gaya gravitasi yang bekerja pada m oleh M: Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi untuk memindahkan m dari A ke B: INTEGRAL LINTASAN Oleh Endi Suhendi 6
Usaha oleh Gaya Gravitasi Usaha oleh gaya gravitasi untuk memindahkan m dari A ke B: Oleh Endi Suhendi 7
Usaha di Dekat Permukaan Bumi G konstan: Usaha oleh gaya gravitasi untuk memindahkan m dari A ke B: W g hanya bergantung pada titik awal dan akhir (Tidak pada lintasan yang ditempuh) Gaya Konservatif Oleh Endi Suhendi 8
Energi Potensial (Joule) U 0 : konstan bergantung pada titik acuan Hanya beda energi potensial U yang memiliki arti fisis Oleh Endi Suhendi 9
Potensial Gravitasi (Joule/kilogram) Definisikan beda potensial gravitasi: Seperti Oleh Endi Suhendi 10
Move to Electrostatics Oleh Endi Suhendi 11
Gravitasi - Elektrostatik Kedua gaya adalah konservatif, sehingga Oleh Endi Suhendi 12
Potensial & Energi Satuan: Joule/Coulomb = Volt Usaha untuk memindahkan q dari A ke B: Oleh Endi Suhendi 13
Potensial: Kesimpulan Sejauh Ini Muatan Menghasilkan Bentangan Potensial Oleh Endi Suhendi 14
Muatan Positif Bentangan Potensial Muatan Negatif Oleh Endi Suhendi 15
Potensial: Kesimpulan Sejauh Ini Muatan Menghasilkan Bentangan Potensial Muatan Merasakan Bentangan Potensial Oleh Endi Suhendi 16
Potensial oleh Muatan Titik Ambil V = 0 di r = : Oleh Endi Suhendi 17
Menurunkan E dari V E x = Laju perubahan V dimana y dan z dijaga konstan Oleh Endi Suhendi 18
Menurunkan E dari V Jika kita lakukan untuk semua koordinat: Oleh Endi Suhendi 19
Problem Dari grafik potensial vs. posisi berikut, gambarkan grafik medan listrik vs. posisi Bonus: Apakah terdapat muatan di suatu tempat? Dimana? Oleh Endi Suhendi 20
Energi Konfigurasi Oleh Endi Suhendi 21
Energi Konfigurasi Berapa besar energi untuk menyimpan dua muatan seperti pada gambar berikut? 1) Muatan pertama bebas 2) Muatan kedua melihat muatan pertama: Animasi 4.1 Oleh Endi Suhendi 22
Energi Konfigurasi Berapa besar energi untuk menyimpan tiga muatan seperti pada gambar berikut? 1) Sudah tahu dua muatan awal 2) Membawa muatan yang ketiga: Total energi konfigurasi : Oleh Endi Suhendi 23
Problem Berapa potensial listrik di titik P? Berapa besar energi yang dibutuhkan untuk menyimpan ketiga muatan seperti pada gambar jika awalnya dari tak berhingga? Misalkan anda menggerakan muatan keempat +3Q dari takberhingga ke titik P. Berapa energi yang dibutuhkan? Oleh Endi Suhendi 24
Mencari V dari E Oleh Endi Suhendi 25
Potensial dari Bola Padat Uniform Dari Hukum Gauss Non-Konduktor Gunakan Daerah 1: r > a Muatan Titik! Oleh Endi Suhendi 26
Potensial dari Bola Padat Uniform Daerah 2: r < a Non-Konduktor Oleh Endi Suhendi 27
Potensial dari Bola Padat Uniform Non-Konduktor Oleh Endi Suhendi 28
Problem: Lempeng Bermuatan Lempang tak berhingga uniform dengan rapat muatan σ dan tebalnya 2d (x=-d sampai x=d). Jika V=0 pada x=0 (definisi) maka berapa V(x) untuk x >0? Oleh Endi Suhendi 29
Problem: Kulit Bola Dua kulit bola memiliki muatan yang sama tetapi berbeda tanda. Cari E disemua daerah Cari V disemua daerah (asumsi V( ) = 0) Oleh Endi Suhendi 30
Konduktor Konduktor memiliki muatan bebas E bernilai nol di dalam Konduktor Konduktor adalah objek equipotensial E Total = 0 Oleh Endi Suhendi 31
Equipotential Oleh Endi Suhendi 32
Peta Topographik Oleh Endi Suhendi 33
Kurva Equipotensial Semua titik pada kurva equipotential memiliki potensial yang sama. Setiap kurva direpresentasikan oleh V(x,y) = konstan Oleh Endi Suhendi 34
Arah Medan Listrik E E tegak lurus pada semua kurva equipotential E konstan Muatan Titik Dipol Listrik Oleh Endi Suhendi 35
Sifat-sifat Equipotensial Garis medan listrik E berarah dari potensial tinggi ke potensial rendah Garis medan listrik E tegak lurus dengan equipotensial Tidak punya komponen sepanjang equipotential Tidak ada usaha selama bergerak sepanjang equipotensial Oleh Endi Suhendi 36
Konduktor dalam Kesetimbangan Konduktor adalah objek equipotensial: 1) E = 0 di dalam 2) Muatan neto di dalam 0 3) E tegak lurus permukaan 4) Kelebihan muatan pada permukaan Oleh Endi Suhendi 37