Topik Bahasan
gaya coulomb,
listrik
Soal 1: Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya Q1 dan Q2. Jika jarak kedua muatan r dan k adalah tetapan kelistrikan yang besarnya 9 x 109 N.m2C-2, maka besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara Q1 dan Q2 adalah ….
A. berbanding lurus dengan r, Q1, dan Q2
B. berbanding lurus dengan r dan berbanding terbalik dengan Q1
C. berbanding lurus dengan Q1 dan berbanding terbalik dengan r
D. berbanding lurus dengan Q1 dan berbanding terbalik dengan r2
E. berbanding terablik dengan r dan berbanding terbalik dengan Q1
Pembahasan
Rumus gaya Coulomb :
$ F=k\frac{Q_1 Q_2}{r^2} $
Jadi gaya Coulomb baik itu tarik-menarik atau tolak-menolak antara 2 muatanberbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jawab D
Soal 2: Sebuah segitiga sama sisi dengan panjang sisi 30 cm terletak di udara. Pada titik-titik sudut A, B, dan C berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar 2 x 10-6 C, 2 x 10-6 C, dan 2 x 10-4 C, maka besarnya gaya Coulomb di titik C adalah ….
A. 40 N
B. 40$\sqrt{2}$) N
C. 40$\sqrt{3}$ N
D. 80 N
E. 120 N
Pembahasan
Kita akan lukis gaya pada muatan masing masing
Menghitung FCA :
$\begin{aligned}
F_{CA} &= k\frac{q_C\cdot q_A}{r_{CA}^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{2\cdot 10^{-4}\times 2\cdot 10^{-6}}{(30\cdot 10^{-2})^2} \\ &=\frac{3,6}{9\cdot 10^-2} \\ &= 40 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Menghitung FCB :
$\begin{aligned}F_{CB} &= k\frac{q_C \cdot q_B}{r_{CB}^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{2\cdot 10^{-4}\times 2\cdot 10^{-6}}{(30\cdot 10^{-2})^2} \\ &=\frac{3,6}{9\cdot 10^-2} \\
&= 40 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Resultan Gaya di titik C :
$\begin{aligned} F_{tot} &= \sqrt{F_{CA}^2 +F_{CB}^2+2F_{CA} F_{CB} \cos \theta} \\
&= \sqrt{40^2 +40^2+2\cdot 40 \cdot 40 \cdot \cos 60} \\ &= \sqrt{3600 +3600 + 3600} \\
&= \sqrt{3600\cdot 3} \\ &= 40\sqrt{3} \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Soal 3:
Sebuah benda bermassa 20 g dan bermuatan q = 0,5 μC, digantungkan pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat di sebelah kanan benda pada jarak pada jarak 15 cm diletakkan muatan q1 = – 1 μC yang menyebabkan posisi benda menjadi seperti pada gambar berikut ini.
Jika diketahui$\frac{1}{4\pi \epsilon _o}$ = 9 x 109 Nm/C2 dan g = 10 m/s2, maka tegangan pada tali mendekati harga ….. ( UMPTN 1995 Rayon A)
A. 0,20 N
B. 0,24 N
C. 0,28 N
D. 0,30 N
E. 0,40 N
Pembahasan:
Lukis Gaya yang bekerja,
$ \begin{aligned} F &= k\frac{q \cdot q_1}{r^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{0,5\cdot 10^{-6}\times 1\cdot 10^{-6}}{(15\cdot 10^{-2})^2} \\ &=\frac{4,5\cdot 10^{-3}}{2,25\cdot 10^-2} \\ &= 0,2 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Arah gaya :
Tx = F = 0,2 N
Berat benda : w = m.g = 0,02 x 10 = 0,2 N
Besar berat benda sama dengan Ty :
Ty = w = 0,2 N
Maka besar tegangan talinya :
$\begin{aligned} T &= \sqrt{T_x^2 + T_y^2} \\ &= \sqrt{0,2^2 +0,2^2} \\ &= 0,2\sqrt{2} \\ &= 0,28 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Soal 4: Dua partikel bermuatan 3 nC dan 12 nC. Supaya gaya tolak kedua partikel besarnya 0,081 N, maka partikel tersebut harus terpisah sejauh ….
A. 0,2 mm
B. 0,4 mm
C. 0,8 mm
D. 2 mm
E. 4 mm
Pembahasan:
$\begin{aligned} F &= k\frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} \\ 0,081 &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{3\cdot 10^{-9}\times 12\cdot 10^{-9}}{r^2} \\ r^2 &=\frac{3,24 \cdot 10^-7}{8,1\cdot 10^-2} \\ &= 4\cdot 10^-6 \\ r &= 2\cdot 10^-3 \quad \textrm{m} \\ &= 2 \quad \textrm{mm} \end{aligned}$
Soal 5: Dua muatan titik yang sejenis dan sama besar QA = QB = 10-8 C berada pada jarak 10 cm satu dari yang lain. Jika$\frac{1}{4\pi \epsilon _o}$= 9 x 109 Nm/C2, maka gaya tolak yang dialami kedua muatan itu adalah ….
A. 9 x 10-4 N
B. 9 x 10-9 N
C. 9 x 10-5 N
D. 9 x 103 N
E. 9 x 107 N
Pembahasan:
$ \begin{aligned} F &= k\frac{Q_A \cdot Q_B}{r^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{1\cdot 10^{-8}\times 1\cdot 10^{-8}}{(10\times 10^{-2})^2} \\ &= \frac{9\cdot 10^{-7}}{1\cdot 10^{-2}} \\ &= 9 \times 10^{-5} \quad \textrm{N} \end{aligned}$.
Semoga pembahasan soal Soal dan Pembahasan Gaya Coulomb ini bermanfaat untuk anda. Jika ada pertanyaan atau soal yang ingin di bahas bisa pilih menu tanya soal. Terima kasih dan sampai jumpa di masalah masalah berikutnya guys.
Soal 1: Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya Q1 dan Q2. Jika jarak kedua muatan r dan k adalah tetapan kelistrikan yang besarnya 9 x 109 N.m2C-2, maka besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara Q1 dan Q2 adalah ….
A. berbanding lurus dengan r, Q1, dan Q2
B. berbanding lurus dengan r dan berbanding terbalik dengan Q1
C. berbanding lurus dengan Q1 dan berbanding terbalik dengan r
D. berbanding lurus dengan Q1 dan berbanding terbalik dengan r2
E. berbanding terablik dengan r dan berbanding terbalik dengan Q1
Pembahasan
Rumus gaya Coulomb :
$ F=k\frac{Q_1 Q_2}{r^2} $
Jadi gaya Coulomb baik itu tarik-menarik atau tolak-menolak antara 2 muatanberbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jawab D
Soal 2: Sebuah segitiga sama sisi dengan panjang sisi 30 cm terletak di udara. Pada titik-titik sudut A, B, dan C berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar 2 x 10-6 C, 2 x 10-6 C, dan 2 x 10-4 C, maka besarnya gaya Coulomb di titik C adalah ….
A. 40 N
B. 40$\sqrt{2}$) N
C. 40$\sqrt{3}$ N
D. 80 N
E. 120 N
Pembahasan
Kita akan lukis gaya pada muatan masing masing
$\begin{aligned}
F_{CA} &= k\frac{q_C\cdot q_A}{r_{CA}^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{2\cdot 10^{-4}\times 2\cdot 10^{-6}}{(30\cdot 10^{-2})^2} \\ &=\frac{3,6}{9\cdot 10^-2} \\ &= 40 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Menghitung FCB :
$\begin{aligned}F_{CB} &= k\frac{q_C \cdot q_B}{r_{CB}^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{2\cdot 10^{-4}\times 2\cdot 10^{-6}}{(30\cdot 10^{-2})^2} \\ &=\frac{3,6}{9\cdot 10^-2} \\
&= 40 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Resultan Gaya di titik C :
$\begin{aligned} F_{tot} &= \sqrt{F_{CA}^2 +F_{CB}^2+2F_{CA} F_{CB} \cos \theta} \\
&= \sqrt{40^2 +40^2+2\cdot 40 \cdot 40 \cdot \cos 60} \\ &= \sqrt{3600 +3600 + 3600} \\
&= \sqrt{3600\cdot 3} \\ &= 40\sqrt{3} \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Soal 3:
Sebuah benda bermassa 20 g dan bermuatan q = 0,5 μC, digantungkan pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat di sebelah kanan benda pada jarak pada jarak 15 cm diletakkan muatan q1 = – 1 μC yang menyebabkan posisi benda menjadi seperti pada gambar berikut ini.
A. 0,20 N
B. 0,24 N
C. 0,28 N
D. 0,30 N
E. 0,40 N
Pembahasan:
Lukis Gaya yang bekerja,
Arah gaya :
Tx = F = 0,2 N
Berat benda : w = m.g = 0,02 x 10 = 0,2 N
Besar berat benda sama dengan Ty :
Ty = w = 0,2 N
Maka besar tegangan talinya :
$\begin{aligned} T &= \sqrt{T_x^2 + T_y^2} \\ &= \sqrt{0,2^2 +0,2^2} \\ &= 0,2\sqrt{2} \\ &= 0,28 \quad \textrm{N} \end{aligned}$
Soal 4: Dua partikel bermuatan 3 nC dan 12 nC. Supaya gaya tolak kedua partikel besarnya 0,081 N, maka partikel tersebut harus terpisah sejauh ….
A. 0,2 mm
B. 0,4 mm
C. 0,8 mm
D. 2 mm
E. 4 mm
Pembahasan:
$\begin{aligned} F &= k\frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} \\ 0,081 &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{3\cdot 10^{-9}\times 12\cdot 10^{-9}}{r^2} \\ r^2 &=\frac{3,24 \cdot 10^-7}{8,1\cdot 10^-2} \\ &= 4\cdot 10^-6 \\ r &= 2\cdot 10^-3 \quad \textrm{m} \\ &= 2 \quad \textrm{mm} \end{aligned}$
Soal 5: Dua muatan titik yang sejenis dan sama besar QA = QB = 10-8 C berada pada jarak 10 cm satu dari yang lain. Jika$\frac{1}{4\pi \epsilon _o}$= 9 x 109 Nm/C2, maka gaya tolak yang dialami kedua muatan itu adalah ….
A. 9 x 10-4 N
B. 9 x 10-9 N
C. 9 x 10-5 N
D. 9 x 103 N
E. 9 x 107 N
Pembahasan:
$ \begin{aligned} F &= k\frac{Q_A \cdot Q_B}{r^2} \\ &= 9 \cdot 10^9 \times \frac{1\cdot 10^{-8}\times 1\cdot 10^{-8}}{(10\times 10^{-2})^2} \\ &= \frac{9\cdot 10^{-7}}{1\cdot 10^{-2}} \\ &= 9 \times 10^{-5} \quad \textrm{N} \end{aligned}$.
Semoga pembahasan soal Soal dan Pembahasan Gaya Coulomb ini bermanfaat untuk anda. Jika ada pertanyaan atau soal yang ingin di bahas bisa pilih menu tanya soal. Terima kasih dan sampai jumpa di masalah masalah berikutnya guys.
Cari Soal dan Pembahasan tentang gaya coulomb, listrik
Loading...