Bola konduktor berongga adalah suatu objek yang tersusun dari materi konduktif dan berisi ruang hampa di dalamnya. Dalam kasus ini, bola tersebut diberi muatan listrik sebesar q pada permukaannya. Diketahui bahwa kuat medan listrik (E) dan potensial listrik (V) di permukaan bola adalah 20 N/C dan 2 Volt. Kita akan menentukan kuat medan listrik dan beda potensial listrik pada titik yang berjarak 12 cm dari permukaan bola tersebut.
Pertama, kita cari jari-jari (r) bola konduktor tersebut. Diketahui rumus potensial listrik di permukaan bola konduktor berongga:
V = (k * q) / r
Menggunakan konstanta Coulomb k = 9 * 10^9 N m²/C², dan potensial listrik V = 2 Volt, kita bisa menghitung nilai ‘q’.
2 = (9 * 10^9 * q) / r
r = (9 * 10^9 * q) / 2
Selanjutnya, kita akan mencari nilai medan listrik di titik yang berjarak 12 cm dari permukaan bola. Rumus medan listrik di titik tersebut adalah:
E = (k * q) / (r + d)²
di mana d = 12 cm (0,12 m). Kita tahu bahwa E = 20 N/C pada permukaan bola, sehingga kita bisa menghitung medan listrik pada titik yang diminta.
20 = (9 * 10^9 * q) / (r + 0,12)²
(r + 0,12)² = (9 * 10^9 * q) / 20
Kemudian, kita akan mencari beda potensial listrik di titik yang berjarak 12 cm dari permukaan bola. Rumus beda potensial listrik adalah:
ΔV = V – V_0 = (k * q) / (r + d) – (k * q) / r
Di mana V_0 adalah potensial listrik di permukaan bola (2 Volt).
Untuk menghitung nilai kuat medan listrik dan beda potensial listrik pada titik yang berjarak 12 cm dari permukaan bola, kita perlu mengevaluasi persamaan tersebut dan mencari nilai ‘q’. Setelah itu, kita tinggal menggantikan nilai ‘q’ pada persamaan yang ada untuk menemukan jawabannya.
Jadi, jawabannya apa? Untuk memberikan jawaban yang benar dan akurat, kita perlu diketahui nilai ‘q’ terlebih dahulu. Setelah itu, kita akan dapat menghitung kuat medan listrik dan beda potensial listrik pada titik yang berjarak 12 cm dari permukaan bola.
