Presentasi fisika hukum kekekalan energi mekanik dalam medan listrik

OLEH :NUR RAISA AMALINA / 17 NURUL MAKHRIFAH M. / 18 PUTRI KURNIAWATI / 19PUTRI LUTFINA S. / 20

Presentasi FisikaHukum Kekekalan Energi Mekanik dalam Medan

Listrikkelompok 5

HUKUM KEKEKALAN

ENERGI MEKANIK DALAM MEDAN

LISTRIK

Gaya disebut konservatip apabila usaha yang dilakukan sebuah

partikel untuk memindahkannya dari satu tempat ke tempat lain

tidak bergantung pada lintasannya.

Hukum kekekalan energi mekanik berlaku pada gerak partikel seperti gerak proton dan elektron di dalam medan listrik. Hal tersebut berlaku karena medan listrik merupakan medan konservatif.

Jika gesekan-gesekan diabaikan dan tidak ada gaya lain yang bekerja pada partikel kecuali gaya Coulomb, energi total sebuah partikel dengan massa m dan muatan q yang bergerak dalam suatu medan listrik adalah

Jika suatu partikel bermuatan, seperti proton atau elektron, diletakkan pada suatu tempat yang dipengaruhi oleh medan listrik, maka partikel

bermuatan tersebut akan mengalami gaya Coloumb, yang akan menyebabkan partikel mengalami perubahan kecepatan. Gerak dari

partikel bermuatan dalam medan listrik ini dapat diselesaikan dengan menerapkan hukum kekekalan energi mekanik. Dengan meninjau dua

posisi partikel bermuatan, yaitu posisi 1 dan 2, maka hukum kekekalan energi mekanik memberikan.

ATAU

Energi potensial listrik Ep = qV dan energi kinetik Ek = ½ mv2, sehingga diperoleh:

q dan m adalah muatan massa partikel, V1 dan V2 adalah potensial listrik pada kedudukan 1 dan 2.

E = EK + EP = ½mv2 + qV

EP1 + Ek1 = EP2 + Ek2

qV1 + ½ mv12 = qV2 + ½

mv22

Keterangan rumus : V = potensial listrik pada jarak r

satuan : Voltq dan m = muatan massa partikel

(jika tidak diketahui q=1,6 x 10-19 C dan m= 1,6 x 10-27 C)satuan : coloumb

r = jarak terhadap muatan sumber satuan : meter

k = tetapan, untuk ruang hampa = 9 x 109

Nm2/c2

HUBUNGAN USAHA-ENERGI KINETIK

W= ½ mv22 - ½ mv1

2

jika kecepatan partikel v1 = 0 dan beda potensial v1 - v2 = ∆V , persamaan menjadi :

Hubungan tersebut menunjukkan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik

q∆V = ½ mv22

W = q(V1 - V2

) = ½ mv22 - ½

mv12

Contoh Soal Hk Kekekalan Energi Beda potensial di antara dua keping sejajar adalah 200 volt. Sebuah proton mula-mula terletak di keping B. Jika medium di antara dua keping vakum, hitung kecepatan proton sebelum menumbuk keping A.

Penyelesaian:Diketahui =∆V = 200 voltq = 1,6 x 10-19 Cm= 1,6 x 10-27 CvB= 0

Ditanya = VA = ….?

Jawab : Dengan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik:EpB + EkB = EpA + EkA

qVB + ½ mvB2 = qVA + ½ mvA

2

½ m(vA2 - vB

2) = q(VB - VA )vA

2 - vB2 = (VB - VA )

vA2 - 0 =

vA2 = 400×108

vA = 2,0×105 m/s

Jadi, kecepatan proton sebelum menumbuk keping A adalah 2,0×105 m/s.

m

q2

Contoh Soal Hk Kekekalan Energi

Sebuah konduktor bola berongga dengan jari-jari 4 cm diberi muatan 0,2 mC. Titik  A, B, dan C berturut-turut jaraknya 2 cm, 4 cm, dan 6 cm dari pusat bola (lihat Gambar). Tentukan potensial di  A, B, dan CPenyelesaian:Diketahui :R= 4 cm = 4× 10-2 mq = 0,2×10-6CrA = 2 cm = 2 × 10-2 m

rB = 4 cm = 4 × 10-2 m,

rC =6 cm =  6× 10-2 m

Ditanya : VA,VB, VB = ….?

Jawab :

VA = VB = 

=

= 4,5×104 V = 35 000V VC = = 3×104 V

= 30 000V

2

69

104

102,0)109(

R

qk

TERIMA KASIH

GAMSAHAMNIDA