Listrik Statis: Energi Potensial Listrik

Pada tulisan sebelumnya, penulis telah membagikan topik tentang gaya listrik dan medan listrik maka pada tulisan kali ini, penulis akan membagikan topik baru yaitu energi potensial listrik. Penulis berharap para pembaca sekalian akan menikmati pembelajaran fisika dalam tulisan kali ini.

Sumber gambar: https://www.temukanpengertian.com

Energi Potensial Listrik adalahsuatu usaha yang dilakukan gaya Coulomb, untuk memindahkan muatan uji  +q’ dari suatu titik ke titik yang lainnya. Besarnya energi potensial sebanding dengan usaha yang dilakukan oleh gaya Coloumb untuk memindahkan muatan uji +q’ dari suatu titik ke titik lainnya.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgkoCkMevrNrRqcS-fBzfAAj_6SkFczg_21Dryq7P-MVEX0yBOOqu2gJMd3kRjZ4XM4PzNZmeSAaANEAJWzyr6JwsWkyj_RAwKXR5BqR6pSBiKjUt59O3OkJ9bVljEPP5hcIGLd67k-lM0/s1600/pengertian+energi+potensial+listrik_2.png

Rumus energi potensial listrik adalah

dengan
EP = energi potensial listrik (J)

k = 9 x 10² Nm²C^-2

Q = muatan sumber (C)
q = muatan uji (C)
r = jarak (m)

Catatan: Setiap tanda minus diinput.

Energi potensial listrik adalah besaran skalar. Sehingga, baik muatan terletak dalam satu garis lurus ataupun membentuk sudut, cara mencari energi potensial tetap sama.

maka E3 = E13 + E23

maka E1 = E12 + E13.

Contoh soal

1. Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini.

Muatan di A adalah +9 μC dan muatan di B adalah -4 μC. Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Berapa perubahan energi potensial listrik muatan B jika bergerak ke muatan A ?

Diketahui :
Muatan A (q1) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Muatan B (q1) = -4 μC = -4 x 10^-6 C
Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Jarak antara muatan A dan B (r) = 10 cm = 0,1 meter = 10^-1 meter
Ditanya : Perubahan energi potensial listrik muatan B jika bergerak ke muatan A
Jawab :

2. Sistem yang diberikan di bawah ini terdiri dari muatan +q, -2q, dan +4. Tentukan energi potensial listrik total dari sistem!

Diketahui: q1 = -2q

                  q2 = +q

                  q3 = +4q

Ditanya:

Penyelesaian:

  ^J 

Info singkat

Sumber gambar: id.wikipedia.org
         James Prescott Joule adalah seorang ilmuwan Inggris yang namanya diabadikan menjadi satuan energi Joule ini lahir di Salford, Lancashire, Inggris pada 24 Desember 1818. Berkat jasa-jasanya, namanya kemudian diabadikan menjadi salah satu satuan dengan nama Joule (J).

         Ia adalah seorang yang hobi fisika. Dengan percobaan ia berhasil membuktkan bahwa panas (kalori) tak lain adalah suatu bentuk energi. Dengan demikian ia berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir. Joule (simbol J) adalah satuan SI untuk energi dengan basis unit kg.m²/s². Nama joule diambil dari penemunya James Prescott Joule. Joule disimbolkan dengan huruf J. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Dr. Mayer of Heilbronn.

      Joule diambil dari satuan unit yang didefinisikan sebagai besarnya energi yang dibutuhkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh sebab itu, 1 joule sama dengan 1 newton meter (simbol: N.m). Selain itu, satu joule juga adalah energi absolut terkecil yang dibutuhkan (pada permukaan bumi) untuk mengangkat suatu benda seberat satu kilogram setinggi sepuluh sentimeter.

      Definisi satu joule lainnya yaitu pekerjaan yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik sebesar satu coulomb melalui perbedaan potensial satu volt, atau satu coulomb volt (simbol: C.V). 1 joule juga dapat didefinisikan sebagai pekerjaan untuk menghasilkan daya satu watt terus-menerus selama satu detik, atau satu watt sekon (simbol: W.s).

Penerapan dalam kehidupan hsehari hari
Ketika suatu benda yang bermuatan listrik sedang diam maka mempunyai energi potensial yang berkaitan langsung dengan benda yang lain di dekatnya, tentunya juga benda lain yang memiliki muatan listrik.

• Adapun variasi berbagai macam benda yang bermuatan dalam keadaan bergerak, maka pada keadaan ini benda tersebut berpotensi berubah menjadi sebuah energi magnetik. Misalnya, stopkontak dari listrik pada rumah mempunyai sejumlah energi potensial tertentu. Ketika rangkaian listrik telah dibuat, maka terjadilah perubahan dari energi potensial ke dalam energi kinetik.
• Setrika yang tidak belum di aliri listrik. Setrika tersebut memiliki energi potensial dan akan menghasilkan panas jika sudah teraliri listrik.
• Oven dalam keadaan belum di aliri listrik. Oven tersebut memiliki energi potensial dan akan menghasilkan panas jika sudah teraliri listrik.

Kesimpulan

• Hal yang saya pelajari yaitu materi-materi dalam pelajaran fisika itu saling berhubungan. Contohnya energi potensial listrik yang mirip dengan usaha sehingga satuannya sama yaitu Joule.
• Perspektif alkitab yang penulis dapatkan adalah Tuhan mengatur hal-hal yang paling kecil dalam kehidupan. Sehingga orang-orang yang telah percaya tidak perlu takut akan hidupnya karena hal-hal yang kecil saja diaturNya apalagi hidup setiap manusia.

Latihan Soal
Muatan A, B, dan C terletak pada satu garis lurus dan jarak antara AB = BC = 1cm. A bermuatan +1 x 10^-6 C, +1 x 10^-6 C, dan C bermuatan -2 x 10^-6 C. Tentukanlah energi potensial listrik di titik C!
Kunci jawaban: -27 x 10^-6 J

Referensi

https://www.temukanpengertian.com/2015/09/pengertian-energi-potensial-listrik.html

https://gurumuda.net/contoh-soal-energi-potensial-listrik.htm

https://www.ayo-sekolahfisika.com/2018/08/soal-energi-potensial-listrik-dan.html
https://benergi.com/pengertian-dan-macam-macam-energi-potensial-listrik
https://www.biografiku.com/biografi-james-prescott-joule/
http://www.pengertianku.net/2019/01/pengertian-energi-potensial-contohnya-dan-rumusnya-yang-menarik-di-pelajari.html