Perbandingan Gaya Coulomb

32 Views

Perbandingan Gaya Coulomb.

x Contoh soal Hukum Coulomb

1. Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah… (one thousand = ix x 10⁹
Nm²C⁻², 1 mikro Coulomb = 10^{−half dozen}
C)

Pembahasan
Diketahui
:

Ditanya
: Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan
Jawab
:

Rumus
hukum Coulomb
:

Besar
gaya listrik
yang bekerja pada kedua muatan :

2. Muatan listrik P = +10 mikro Coulomb dan muatan listrik Q = +20 mikro Coulomb terpisah seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah…

Pembahasan
Diketahui
:

Ditanya
: Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan
Jawab
:

Besar gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 125 Newton.

3. Tiga muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar! Muatan A = -5 mikro Coulomb, muatan B = +10 mikro Coulomb dan muatan C = -12 mikro Coulomb. Besar dan arah gaya listrik pada muatan B adalah…

Pembahasan
Diketahui
:

Ditanya
: Besar dan arah gaya listrik pada muatan B
Jawab
:
Gaya listrik pada muatan B adalah resultan gaya listrik antara muatan A dan B dengan gaya listrik antara muatan B dan C.
Gaya listrik antara muatan A dan B
:

Muatan A negatif dan muatan B positif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri).
Gaya listrik antara muatan B dan C
:

Muatan B positif dan muatan C negatif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan C dan menjauhi muatan B (ke kanan).
Resultan gaya listrik pada muatan B
:
Arah F_AB
ke kiri dan arah F_BC
ke kanan.
F_B
= F_AB– F_BC= 675 North – 125 N = 550 Newton.
Arah resultan gaya listrik pada muatan B (F_B) = arah gaya listrik F_AB, yakni menuju muatan C (ke kanan).

iv. Muatan listrik +Q₁
= 10 mikro Coulomb, +Q₂= fifty mikro Coulomb dan Q_iii
terpisah seperti pada gambar. Agar gaya listrik yang bekerja di muatan Q₂
= nol maka muatan Q₃
adalah…

Baca : Tan 150 Derajat

Pembahasan
Diketahui
:
Muatan 1 (q₁) = +10 μC = +10 x ten^-6
Coulomb
Muatan 2 (q_two) = +50 μC = +50 ten ten^-6
Coulomb
Jarak antara muatan 1 dan ii (r₁₂) = 2 cm = 0,02 thou = 2 x 10^-2
thousand
Jarak antara muatan 2 dan 3 (r₂₃) = 6 cm = 0,06 m = 6 x 10^-two
m
Resultan gaya listrik pada muatan two (F₂) = 0
Ditanya
: muatan 3 (q_iii)
Jawab
:
Gaya listrik pada muatan 2 adalah resultan gaya listrik antara muatan 1 dan 2 dengan gaya listrik antara muatan 2 dan three.
Gaya listrik antara muatan 1 dan ii
:

Muatan 1 positif dan muatan 2 positif sehingga arah F₁₂
adalah menuju muatan three (ke kanan).
Gaya listrik antara muatan 2 dan three
:

Muatan 2 positif dan muatan iii positif sehingga arah F₂₃
adalah menuju muatan 1 (ke kiri).
Resultan gaya listrik pada muatan 2 = 0
:
Arah F₁₂
ke kanan dan arah F₂₃
ke kiri.

5.
Pada gambar di samping gaya tolak menolak yang dialami kedua muatan 144 North, maka jarak kedua muatan adalah… (1

μC = 10

^-6

C

dan m = 9.10

⁹

N.m

²

.C

^-2

)

A. iv cm

B. 5 cm

C. viii cm

D. x cm

E. 12 cm

Pembahasan

Diketahui :

Gaya listrik (F

₁₂

) = 144 Northward

Muatan one (q

₁

) = 10 μC = 10 x 10

^-6

C

Muatan ii (q

₂

) = iv μC = four ten 10

^-six

C

Konstanta Coulomb (k) =

ix x 10

^nine

Due north.m

²

.C

^-2

C = Coulomb, N = Newton, g = meter

Ditanya :

Jarak kedua muatan (r)

Jawab :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, yard = grand

onstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Jarak kedua muatan (r) = 5 10 10

^-2

meter = 5 x 10

^-2

x x

²

centimeter = v centimeter.

Jawaban yang benar adalah B.

6.

Dua buah muatan listrik seperti pada gambar di bawah. Jika besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan sebesar iii,six N, maka besar jarak kedua muatan adalah…

(one

μC = x

^-half-dozen

C dan

thousand = ix.x

⁹

N.g

ⁱⁱ

.C

^-2

)

A. 30,0 cm

B. 27,0 cm

C. ix,0 cm

D. three,0 cm

Eastward. 0,3 cm

Baca : Contoh Soal Pengurangan Matriks

Eastward. 12 cm

Pembahasan

Diketahui :

Gaya listrik (F

₁₂

) = 3,6 North

Muatan 1 (q

_ane

) = ix μC = nine x 10

^-6

C

Muatan ii (q

₂

) = 4 μC = 4 10 10

^{-half dozen}

C

Konstanta Coulomb (one thousand) =

9 ten ten

^ix

N.m

²

.C

^-2

C = Coulomb, N = Newton, m = meter

Ditanya :

Jarak kedua muatan (r)

Jawab :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, m = k

onstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Jarak kedua muatan (r) = 0,3 meter = 0,3 ten 100

centimeter = 30 centimeter.

Jawaban yang benar adalah A.

7.

Tiga muatan titik terletak pada titik-titik sudut segitiga, seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb pada titik A adalah… (k = 9.x

^nine

N.m

²

.C

^-2

; one

μ = 10

^-half-dozen

)

A. x North

B. 60 North

C. 90 N

D. 90

√2

Northward

E. 100

√2

North

Pembahasan

Diketahui :

Muatan A (q

_A

) = -2 μC = -2 x 10

^-6

C

Muatan B (q

_B

) = viii μC = viii x 10

^-6

C

Muatan C (q

_C

) = iv,5 μC = 4,5 x ten

^-6

C

Konstanta Coulomb (chiliad) =

9 x 10

^ix

Due north.grand

²

.C

^-two

Jarak antara muatan A dan B (r

_AB

) = 4 cm = 4 10 10

^-2

meter

Jarak antara muatan A dan C (r

_Ac

) = iii cm = 3 ten 10

^-2

meter

C = Coulomb, N = Newton, chiliad = meter

Ditanya :

Gaya listrik pada titik A

Jawab :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, k = k

onstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Gaya listrik pada titik A :

F

_AB

dan F

_AC

membentuk sudut siku-siku sehingga resultan gaya dihitung menggunakan rumus

Pythagoras.

Jawaban yang benar adalah D.

8.
Dua benda bermuatan listrik Q

₁

dan Q

₂

berjarak r cm menimbulkan gaya tolak menolak sebesar ten N. Kemudian muatan Q

₁

digeser sehingga gaya yang timbul menjadi twoscore Due north. Konstanta k = 9 x ten

⁹

N.m

²

.C

^-two

, maka muatan Q

₁

harus dipindahkan sebesar…

A. 1/2 r menjauhi Q

_two

B. 1/2 r mendekati Q

₂

C. one r menjauhi Q

_two

D. ii r mendekati Q

₂

East. 2 r menjauhi Q

_two

Pembahasan

Diketahui :

Jarak Q

_i

dan Q

_two

= r cm

Gaya tolak menolak (F) = ten N

Jika muatan Q

₁

digeser, gaya tolak menolak (F) = xl N

Konstanta (k) = ix 10 ten

^ix

N.k

²

.C

^-ii

Baca : Pasangan Rumus Kimia Dan Nama Senyawa

Ditanya :

muatan Q

₁

harus dipindahkan sebesar…

Jawab :

Rumus gaya listrik :

F = grand Q

₁

Q

₂

/ r

^two

Jarak (r) berbanding terbalik dengan gaya (F). Artinya jika gaya semakin besar maka jarak antara muatan semakin kecil. Jadi muatan Q

₁

harus digeser

mendekati

muatan Q

_two

.

Jawaban yang benar adalah B.

9. Muatan listrik +q₃
= 20 μC, +q₂
= 10 μC dan q₁
terpisah seperti pada gambar. Agar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q₂
= nol maka muatan q₁
adalah …
A. +ii μC
B. –2 μC
C. +five μC
D. –five μC
Eastward. +8 μC
Pembahasan :
Diketahui
:
+q_three
= twenty μC
+q₂
= 10 μC
Ditanya
:
q_ane
= ?
Jawab
:
Pada muatan q₂
bekerja gaya F₂₃
dan F₂₁, di mana F₂₃
berarah ke kiri. Agar resultan gaya yang bekerja pada q₂
sama dengan nol maka q_ane
harus positif sehingga gaya F₂₁
berarah ke kanan.
Muatan q_ane
= +five μC.
Jawaban yang benar adalah C.

10. Tiga muatan listrik +q_ane= 5 μC, +q_ii= 10 μC dan +q₃= ten μC segaris. Bila a = 10 cm maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q_ii
adalah… (k = ix x x^nine
NmⁱⁱC^-2)

A. 7,5 N menuju q_i

B. 11,25 Due north menuju q₂

C. 15 Due north menuju q_one

D. 22,5 North menuju q₁

E. 78,75 Due north menuju q₁

Pembahasan :
Diketahui
:
q₁= 5 μC, q_ii= 10 μC dan q_iii= 10 μC
a = 0,1 m

Ditanya
:
Besar dan arah resultan gaya Coulomb pada q_ii
?
Jawab
:
Terdapat dua gaya Coulomb yang bekerja pada q₂, yakni F₂₁
dan F₂₃, di mana arah kedua gaya ini berlawanan. q₁
positif dan q₂
positif sehingga gaya F₂₁
berarah ke kanan (menuju q₃). q₂
positif dan q_three
positif sehingga gaya F₂₃
berarah ke kiri (menuju q_ane).

Besar resultan gaya listrik = 90 Due north – 11,25 N = 78,75 N.
Arah resultan gaya sama dengan arah gaya F₂₃, menuju q_i.
Jawaban yang benar adalah E.