Nama:Oky prasetya laia
UTS Fisika Dasar
Soal
1. Tuliskan Sifat-sifat Magnet dan jelaskan Prinsip Kerjanya!
2. Tuliskan Konsep Kapasitansi Elektrostatik dalam Bidang Fisika!
3. Tuliskan Konsep Dielektrik Elektrostatik dalam Bidang Fisika!
4. Ada sebuah Kapasitor dengan mempunyai besaran kapasitas sebesar 0.5 μF yang dimuati oleh sebuah Baterai berkapasitas 30 Volt. Maka berapakah Muatan yg tersimpan didalam Kapasitor tersebut?
5. Dua pelat sejajar masing-masing bermuatan positif dan negatif. Medan listrik di antara kedua pelat adalah 200 Volt/meter. Jarak antara kedua pelat adalah 15 cm. Tentukan perubahan energi potensial proton ketika bergerak dari pelat bermuatan positif ke pelat bermuatan negatif!
6. Elektron dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial 20 Volt. Berapa perubahan energi potensial elektron ?
7. Dua muatan titik terpisah sejauh 0,8 m seperti pada gambar. Tentukanlah potensial listrik di titik A dan di titik B!
8. Proton dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial 9 Volt, hitunglah perubahan energi potensial pada elektron tersebut!
9. Tuliskan Fungsi Kapasitor Beserta hubungannya dengan Kapasitansi!
10. Apa Hubungan antara kapasitansi, muatan dan Potensial Listrik?
Jawaban
1. Tuliskan Sifat-sifat Magnet dan jelaskan Prinsip Kerjanya!
*Magnet memiliki 2 kutub yaitu Utara Dan Selatan
*Sifat magnet yaitu saling tolak menolak apabila kutub bertemu dengan kutub yang sama ( U dan U )
*sifat magnet yaitu saling menempel / tarik menarik apabila bertemu kutub yang berbeda jenis ( U dan S)
*Magnet dapat menghantarkan listrik
*Magnet hanya dapat menarik benda FE ( Besi , Baja dll)
*Magnet bersifat Konduktor.
2. Tuliskan Konsep Kapasitansi Elektrostatik dalam Bidang Fisika!
Elektrostatika adalah cabang fisika yang berkaitan dengan gaya yang dikeluarkan oleh medan listrik statik (tidak berubah/bergerak) terhadap objek bermuatan yang lain.
Sejarah kelistrikan diawali dengan diamatinya bahan ambar atau resin yang dalam bahasa Yunani berarti Elektron, yang apabila bahan tersebut digosok dengan kulit binatang berambut akan dapat menarik benda–benda halus yang ringan yang setelah menempel padanya lalu ditolaknya. Sifat demikian ternyata tertularkan pada benda lain yang disinggungkan atau yang ditempelkan padanya, yang oleh karenanya benda itu lalu dikatakan bermuatan “keambaran” atau resinious. Hal yang sama ternyata terjadi pula pada kaca yang digosok dengan kain sutera, yang penularannya menjadikan benda lain yang ditempelkan padanya bermuatan “kekacaan” atau vitrious. Pada tahun 1733, Francois du Fay menemukan kenyataan bahwa di alam hanya ada dua jenis muatan saja, yaitu muatan resinious dan vitrious, dan dua benda yang muatannya sama akan tolak–menolak dan sebaliknya dua benda akan tarik–menarik jika muatannya berbeda. Kemudian Benjamin Franklin (1706–1790) menemukan kenyataan bahwa dua jenis muatan resinious dan vitrious itu kalau digabungkan akan saling meniadakan seperti halnya dengan bilangan positif dan negatif. Sejak itu muatan resinious disebut muatan listrik negatif dan vitrious disebut dengan muatan listrik positif. Melanjutkan percobaan Michelson dan Carlisle tentang elektrolisa, Michael Faraday (1791–1867) pada tahun 1883 mengemukakan terkuantisasinya muatan listrik menjadi unit–unit muatan, yang kemudian oleh Stoney pada tahun 1874, yang diperkuat oleh J.J. Thomson pada tahun 1897, dihipotesiskan
3. Tuliskan Konsep Dielektrik Elektrostatik dalam Bidang Fisika!
Dielektrik adalah sejenis bahan Isolator listrik yang dapat dikutubkan (polarized) dengan cara menempatkan bahan dielektrik dalam medan listrik. Ketika bahan ini berada dalam medan listrik, muatan listrik yang terkandung di dalamnya tidak akan mengalir, sehingga tidak timbul arus seperti bahan konduktor, tetapi hanya sedikit bergeser dari posisi setimbangnya mengakibatkan terciptanya pengutuban dielektrik. Oleh karena pengutuban dielektrik, muatan positif bergerak menuju kutub negatif medan listrik, sedang muatan negatif bergerak pada arah berlawanan (yaitu menuju kutub positif medan listrik) Hal ini menimbulkan medan listrik internal (di dalam bahan dielektrik) yang menyebabkan jumlah keseluruhan medan listrik yang melingkupi bahan dielektrik menurun.
Jika bahan dielektrik terdiri dari molekul-molekul yang memiliki ikatan lemah, molekul-molekul ini tidak hanya menjadi terkutub, tetapi juga sampai bisa tertata ulang sehingga sumbu simetrinya mengikuti arah medan listrik.
Walaupun istilah "isolator" juga mengandung arti konduksi listriknya rendah, seperti "dielektrik", tetapi istilah "dielektrik" biasanya digunakan untuk bahan-bahan isolator yang memiliki tingkat kemampuan pengutuban tinggi yang besarannya diwakili oleh konstanta dielektrik. Contoh umum tentang dielektrik adalah sekat isolator di antara plat konduktor yang terdapat dalam kapasitor. Pengutuban bahan dielektrik dengan memaparkan medan listrik padanya mengubah muatan listrik pada kutub-kutub kapasitor.
4. Ada sebuah Kapasitor dengan mempunyai besaran kapasitas sebesar 0.5 μF yang dimuati oleh sebuah Baterai berkapasitas 30 Volt. Maka berapakah Muatan yg tersimpan didalam Kapasitor tersebut?
Input:
C = 0.5μF
V = 30v
Output:
q=?
Proses:
q = CV
q=0.5μF. 30volt
q=15μc
5. Dua pelat sejajar masing-masing bermuatan positif dan negatif. Medan listrik di antara kedua pelat adalah 200 Volt/meter.
Jarak antara kedua pelat adalah 15 cm. Tentukan perubahan energi potensial proton ketika bergerak dari pelat bermuatan
positif ke pelat bermuatan negatif!
E = 200 V/m
s = 15cm = 0,15 m
Q = + 1,60 x 10⁻¹⁹
V = Es
V = 200 x 0,15
V = 30Volt
ΔEP = qV
ΔEP = 1,60 x 10⁻¹⁹ x 30
ΔEP = 4,8Ex 10⁻¹⁹ Joule
6. Elektron dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial 20 Volt. Berapa perubahan energi potensial elektron ?
Diketahui :
Muatan 1 elektron (e) = -1,60 x 10-19 Coulomb
Beda potensial listrik = tegangan listrik (V) = 20Volt
Ditanya : Perubahan energi potensial elektron (ΔEP)
Jawab :
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C)(20 V) = -3,2E x 10-19 Joule
Tanda negatif artinya energi potensial listrik berkurang. Ketika berada di dekat pelat bermuatan negatif, energi potensial listrik elektron bernilai maksimum. Setelah tiba di dekat pelat bermuatan positif, energi potensial listrik elektron bernilai minimum.
7. Dua muatan titik terpisah sejauh 0,8 m seperti pada gambar. Tentukanlah potensial listrik di titik A dan di titik B!
Jawaban:
A. Dik : q = +8,0 × 10⁻⁹ c
s = 0,20 m
s = 0,20 m
Dit : ΔEp ?
Jb : ΔEp = qs
= 8,0 × 10⁻⁹ c × 0,20 × 0,20
= 0,32 × 10⁻⁹ Joule
B. Dik : q = -8,0 × 10⁻⁹ c
s = 0,40 m
Dit : ΔEp ?
Jb : ΔEp = qs
= -8,0 × 10⁻⁹ c × 0,40
= -3,2 × 10⁻⁹ Joule
8. Proton dipercepat dari keadaan diam melewati beda potensial 9 Volt, hitunglah perubahan energi potensial pada elektron
tersebut!
Diketahui :
Muatan 1 elektron (e) = -1,60 x 10-19 Coulomb
Beda potensial listrik = tegangan listrik (V) = 9Volt
Ditanya : Perubahan energi potensial elektron (ΔEP)
Jawab :
ΔEP = q V = (-1,60 x 10-19 C)(9 V) = -1,44Ex 10-19 Joule
Tanda negatif artinya energi potensial listrik berkurang. Ketika berada di dekat pelat bermuatan negatif, energi potensial listrik elektron bernilai maksimum. Setelah tiba di dekat pelat bermuatan positif, energi potensial listrik elektron bernilai minimum.
9. Tuliskan Fungsi Kapasitor Beserta hubungannya dengan Kapasitansi!
Fungsi Kapasitor
Fungsi Kapasitor sangat di perlukan dalam suatu komponen elektronika. Kapasitor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik, selain itu kapasitor juga dapat digunakan sebagai penyaring frekuensi. Kapasitas untuk menyimpan kemampuan kapasitor dalam muatan listrik disebut Farad (F) sedangkan simbol dari kapasitor adalah C (kapasitor).
Hubungannya dengan kapasitansi adalah
Didalam kapasitor pasti ada kapitansinya
10. Apa Hubungan antara kapasitansi, muatan dan Potensial Listrik?
Kapasitansi atau kapasitans adalah ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan.
Muatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda, yang membuatnya mengalami gaya pada benda lain yang berdekatan dan juga memiliki muatan listrik.
Potensial listrik dapat didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan positif sebesar 1 satuan dari tempat tak terhingga ke suatu titik tertentu.
Jadi hubunganya adalah saling membutuhkan untuk menghasilkan sebuah listrik.
