Contoh 1 Muatan Titik
Soal
Sebuah muatan titik sebesar 4 μC berada di dalam sebuah permukaan bola imajiner.
Tentukan fluks listrik yang menembus permukaan bola tersebut.
Diketahui konstanta permitivitas ruang hampa ε₀ = 8,85 × 10⁻¹² C²/Nm².
Jawaban
Hukum Gauss menyatakan
Φ = Q / ε₀
Q = 4 μC = 4 × 10⁻⁶ C
Φ = (4 × 10⁻⁶) / (8,85 × 10⁻¹²)
Φ ≈ 4,52 × 10⁵ Nm²/C
Baca juga:Meneladani Sang Pencerah Zaman: Panduan Pembelaj
Baca juga:Latihan Soal Parabola Geometri Analitik: Fokus Fokus Fokus pada Titik Fokus dan Direktriks
Contoh 2 Muatan di Dalam dan di Luar Permukaan
Soal
Di dalam sebuah permukaan tertutup terdapat dua muatan, masing-masing +3 μC dan −1 μC.
Di luar permukaan terdapat muatan +5 μC.
Tentukan fluks listrik total yang menembus permukaan tersebut.
Jawaban
Muatan yang memengaruhi fluks hanya muatan di dalam permukaan.
Q_total = 3 μC − 1 μC = 2 μC = 2 × 10⁻⁶ C
Φ = Q_total / ε₀
Φ = (2 × 10⁻⁶) / (8,85 × 10⁻¹²)
Φ ≈ 2,26 × 10⁵ Nm²/C
Contoh 3 Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Soal
Sebuah muatan titik Q berada di pusat bola berjari-jari r.
Tentukan besar medan listrik di permukaan bola tersebut.
Jawaban
Menurut Hukum Gauss
Φ = E × A
A = 4πr²
E × 4πr² = Q / ε₀
Maka
E = Q / (4π ε₀ r²)
Hasil ini sama dengan rumus medan listrik Coulomb.
Contoh 4 Konsep Pemahaman
Soal
Mengapa Hukum Gauss paling mudah digunakan pada sistem yang simetris?
Jawaban
Karena pada sistem simetris (bola, silinder, bidang), besar medan listrik konstan di permukaan Gauss sehingga perhitungan fluks menjadi lebih sederhana.
Penulis:loveytha
Post Comment