Kekekalan Energi Mekanik: Partikel Bermuatan

Halo semuanya! Mari kita bahas soal fisika mengenai pergerakan partikel bermuatan menggunakan prinsip hukum kekekalan energi mekanik.

Dari soal, diketahui muatan q adalah positif lima kali sepuluh pangkat minus enam Coulomb, massa m adalah sepuluh pangkat minus lima kilogram, kecepatan awal v satu adalah empat meter per sekon, potensial V satu seratus empat puluh Volt, dan potensial V dua dua puluh Volt. Kita akan mencari kecepatan v dua saat sampai di titik kedua.

Kita gunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik, yaitu energi mekanik satu sama dengan energi mekanik dua. Rumusnya adalah energi kinetik satu ditambah energi potensial satu sama dengan energi kinetik dua ditambah energi potensial dua, atau setengah m v satu kuadrat ditambah q dikali V satu sama dengan setengah m v dua kuadrat ditambah q dikali V dua.

Untuk mempermudah perhitungan v dua, kita pindah ruaskan persamaannya menjadi setengah m v dua kuadrat sama dengan setengah m v satu kuadrat ditambah q dikali dalam kurung V satu dikurang V dua. Setelah disederhanakan, kita dapatkan rumus v dua kuadrat sama dengan v satu kuadrat ditambah dua q per m dikali selisih potensialnya.

Masukkan nilainya ke rumus: v dua kuadrat sama dengan empat kuadrat ditambah dua dikali lima kali sepuluh pangkat minus enam per sepuluh pangkat minus lima dikali seratus dua puluh. Hasilnya adalah enam belas ditambah seratus dua puluh, sehingga v dua kuadrat sama dengan seratus tiga puluh enam.

Jadi, kecepatan akhirnya adalah akar seratus tiga puluh enam, atau dua akar tiga puluh empat meter per sekon.