Page 140 - Fisika Dasar 2 - Mikrajuddin Abdullah 2017

Bab 2 Potensial Listrik dan Kapasitor

1 qQ
 (2.4)
4  o r

Tampak bahwa energy potensial sebuah muatan dalam medan yang
dihasilkan muatan lain berbentuk titik berbanding terbalik dengan jarak.

Namun, perlu dipahami bahwa persamaan energy potensial tidak selalu
demikian. Jika medan lisrik tidak dihasilkan oleh titik maka energy
potensial belum tentu berbanding terbalik dengan jarak.

Contoh 2.1

Sebuah bola konduktor dengan jari-jari R memiliki muatan Q. Jika
sebuah muatan q berada pada permukaan bola, energi potensialnya adalah
Uo. Berapa energi potensial muatan q di luar bola pada jarak sembarang dari

pusat bola?

Jawab
Kuat medan listrik di luar bola dapat dihitung dengan mudah
menggunakan hukum Gauss. Kuat medan listrik tersebut adalah

 1 Q
E  r ˆ
4 o r 2

Energi potensial yang dimiliki muatan q pada jarak r dari pusat bola adalah

r  

U( r) U( r )  q E  r
d
1
r 1
r

U( r )  qE dr
1
r 1

r  1 Q  qQ r dr
 q
U( r )    4 2 dr U( r )  4  2

1
1
r 1  o r  o r 1 r
qQ   1 r qQ 1  1
U( r )  4 o     r 1 U( r )  4 o   1  r 
1
1
r
 r


Karena pada r  R energi potensial memenuhi U( R  U maka
)
o
o
128