Dipol Listrik: Superposisi Dua Muatan Berlawanan

1 · Memprediksi

Muatan positif dan muatan negatif yang sama besarnya terletak pada jarak tertentu. Di titik tengah di antara keduanya, apakah medannya saling menghapus, atau saling menjumlah?

2 · Pengaturan

  1. Buka preset dipol dan tekan Reset. Muatannya ±3 nC.
  2. Aktifkan pembacaan kekuatan lapangan di titik tengah.
  3. Tetapkan jarak setengah pemisahan antara masing-masing muatan dan titik tengah untuk setiap percobaan, dan catat kekuatan medan di sana.

3 · Kumpulkan Data

Setengah pemisahan s (m)Kekuatan medan di titik tengah E (N/C)
1.00
1.60
2.50

Plot kekuatan medan E (sumbu y) terhadap 1/s² (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.

4 · Analisis

  1. Untuk satu percobaan, hitung E = 2 kq/s² menggunakan k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Bandingkan dengan tabel.
  2. Jelaskan mengapa faktor 2 muncul: di titik tengah, medan luar muatan positif dan medan dalam muatan negatif menunjuk ke arah yang sama, sehingga besarnya bertambah dan bukannya hilang.

5 · Perluas

  1. Jauh dari dipol (jaraknya jauh lebih besar daripada jarak pemisahan), medannya berkurang lebih cepat dari 1/r² — mendekati 1/r³ — karena medan kedua muatan hampir saling hapus. Jelaskan mengapa pembatalan mendekati sempurna pada jarak jauh akan membuat medan lebih lemah dibandingkan muatan titik tunggal.
  2. Molekul air berperilaku seperti dipol listrik kecil (satu sisi sedikit positif, satu sisi sedikit negatif). Jelaskan mengapa sifat dipol ini membantu air melarutkan senyawa ionik seperti garam.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

Superposisi di Titik Tengah Dipol

Medan netto dari dua muatan adalah jumlah vektor masing-masing medan (superposisi). Pada titik tengah dipol, medan muatan positif menjauhinya dan medan muatan negatif mengarah ke sana — keduanya searah — sehingga dijumlahkan: E = 2kq/s².

← Kembali ke eksperimen

Elektromagnetisme

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak