Achmad F
19 Oktober 2025 14:01
Iklan
Achmad F
19 Oktober 2025 14:01
Pertanyaan
Dua muatan � dan � masing-masing +2 µC dan +8 µC diletakkan berjarak 4 cm. Jika gaya tolak-menolak antara keduanya adalah �, berapakah gaya yang terjadi jika: a) Kedua muatan dijauhkan menjadi 8 cm? b) Salah satu muatan diganti menjadi +4 µC dan jaraknya tetap 4 cm?
Dua muatan � dan � masing-masing +2 µC dan +8 µC diletakkan berjarak 4 cm. Jika gaya tolak-menolak antara keduanya adalah �, berapakah gaya yang terjadi jika:
a) Kedua muatan dijauhkan menjadi 8 cm?
b) Salah satu muatan diganti menjadi +4 µC dan jaraknya tetap 4 cm?
4
1
Iklan
Yoel N
11 November 2025 11:59
<p>🔹 Diketahui:</p><p>q1=+2 μC=2×10−6 Cq_1 = +2\ \mu C = 2 \times 10^{-6}\ Cq1=+2 μC=2×10−6 C q2=+8 μC=8×10−6 Cq_2 = +8\ \mu C = 8 \times 10^{-6}\ Cq2=+8 μC=8×10−6 C r=4 cm=0,04 mr = 4\ \text{cm} = 0{,}04\ \text{m}r=4 cm=0,04 m</p><p>Rumus gaya Coulomb:</p><p>F=k∣q1q2∣r2F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}F=kr2∣q1q2∣</p><p>dengan k=9×109 N\cdotpm2/C2k = 9 \times 10^9\ \text{N·m}^2/\text{C}^2k=9×109 N\cdotpm2/C2</p><p>Langkah 1: Hitung gaya awal FFF</p><p>F=9×109×(2×10−6)(8×10−6)(0,04)2F = 9 \times 10^9 \times \frac{(2 \times 10^{-6})(8 \times 10^{-6})}{(0{,}04)^2}F=9×109×(0,04)2(2×10−6)(8×10−6)</p><p>Hitung bagian atas:</p><p>(2×10−6)(8×10−6)=16×10−12(2 \times 10^{-6})(8 \times 10^{-6}) = 16 \times 10^{-12}(2×10−6)(8×10−6)=16×10−12</p><p>Bagian bawah:</p><p>(0,04)2=0,0016(0{,}04)^2 = 0{,}0016(0,04)2=0,0016</p><p>Maka:</p><p>F=9×109×16×10−120,0016F = 9 \times 10^9 \times \frac{16 \times 10^{-12}}{0{,}0016}F=9×109×0,001616×10−12 16×10−120,0016=1×10−8\frac{16 \times 10^{-12}}{0{,}0016} = 1 \times 10^{-8}0,001616×10−12=1×10−8 F=9×109×1×10−8=90 NF = 9 \times 10^9 \times 1 \times 10^{-8} = 90\ \text{N}F=9×109×1×10−8=90 N</p><p>✅ Jadi <strong>gaya awal F=90 NF = 90\ \text{N}F=90 N</strong>.</p><h2>a) Jika jarak dijauhkan menjadi 8 cm</h2><p>r2=8 cm=0,08 mr_2 = 8\ \text{cm} = 0{,}08\ \text{m}r2=8 cm=0,08 m</p><p>Karena gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak:</p><p>F2F1=(r1r2)2\frac{F_2}{F_1} = \left( \frac{r_1}{r_2} \right)^2F1F2=(r2r1)2 F2=F1(r1r2)2=90(0,040,08)2=90×(12)2=90×14=22,5 NF_2 = F_1 \left( \frac{r_1}{r_2} \right)^2 = 90 \left( \frac{0{,}04}{0{,}08} \right)^2 = 90 \times \left( \frac{1}{2} \right)^2 = 90 \times \frac{1}{4} = 22{,}5\ \text{N}F2=F1(r2r1)2=90(0,080,04)2=90×(21)2=90×41=22,5 N</p><p>✅ Jadi <strong>gaya baru F2=22,5 NF_2 = 22{,}5\ \text{N}F2=22,5 N</strong> (lebih kecil karena jarak makin jauh).</p><h2>b) Salah satu muatan diganti menjadi +4 µC, jarak tetap 4 cm</h2><p>Sekarang:</p><p>q1=2×10−6,q2′=4×10−6q_1 = 2 \times 10^{-6}, \quad q_2' = 4 \times 10^{-6}q1=2×10−6,q2′=4×10−6</p><p>Karena gaya sebanding dengan hasil kali muatan:</p><p>F′F=q2′q2=48=12\frac{F'}{F} = \frac{q_2'}{q_2} = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}FF′=q2q2′=84=21 F′=12F=12×90=45 NF' = \frac{1}{2} F = \frac{1}{2} \times 90 = 45\ \text{N}F′=21F=21×90=45 N</p><p>✅ Jadi <strong>gaya baru F′=45 NF' = 45\ \text{N}F′=45 N</strong>.</p>
🔹 Diketahui:
q1=+2 μC=2×10−6 Cq_1 = +2\ \mu C = 2 \times 10^{-6}\ Cq1=+2 μC=2×10−6 C q2=+8 μC=8×10−6 Cq_2 = +8\ \mu C = 8 \times 10^{-6}\ Cq2=+8 μC=8×10−6 C r=4 cm=0,04 mr = 4\ \text{cm} = 0{,}04\ \text{m}r=4 cm=0,04 m
Rumus gaya Coulomb:
F=k∣q1q2∣r2F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}F=kr2∣q1q2∣
dengan k=9×109 N\cdotpm2/C2k = 9 \times 10^9\ \text{N·m}^2/\text{C}^2k=9×109 N\cdotpm2/C2
Langkah 1: Hitung gaya awal FFF
F=9×109×(2×10−6)(8×10−6)(0,04)2F = 9 \times 10^9 \times \frac{(2 \times 10^{-6})(8 \times 10^{-6})}{(0{,}04)^2}F=9×109×(0,04)2(2×10−6)(8×10−6)
Hitung bagian atas:
(2×10−6)(8×10−6)=16×10−12(2 \times 10^{-6})(8 \times 10^{-6}) = 16 \times 10^{-12}(2×10−6)(8×10−6)=16×10−12
Bagian bawah:
(0,04)2=0,0016(0{,}04)^2 = 0{,}0016(0,04)2=0,0016
Maka:
F=9×109×16×10−120,0016F = 9 \times 10^9 \times \frac{16 \times 10^{-12}}{0{,}0016}F=9×109×0,001616×10−12 16×10−120,0016=1×10−8\frac{16 \times 10^{-12}}{0{,}0016} = 1 \times 10^{-8}0,001616×10−12=1×10−8 F=9×109×1×10−8=90 NF = 9 \times 10^9 \times 1 \times 10^{-8} = 90\ \text{N}F=9×109×1×10−8=90 N
✅ Jadi gaya awal F=90 NF = 90\ \text{N}F=90 N.
a) Jika jarak dijauhkan menjadi 8 cm
r2=8 cm=0,08 mr_2 = 8\ \text{cm} = 0{,}08\ \text{m}r2=8 cm=0,08 m
Karena gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak:
F2F1=(r1r2)2\frac{F_2}{F_1} = \left( \frac{r_1}{r_2} \right)^2F1F2=(r2r1)2 F2=F1(r1r2)2=90(0,040,08)2=90×(12)2=90×14=22,5 NF_2 = F_1 \left( \frac{r_1}{r_2} \right)^2 = 90 \left( \frac{0{,}04}{0{,}08} \right)^2 = 90 \times \left( \frac{1}{2} \right)^2 = 90 \times \frac{1}{4} = 22{,}5\ \text{N}F2=F1(r2r1)2=90(0,080,04)2=90×(21)2=90×41=22,5 N
✅ Jadi gaya baru F2=22,5 NF_2 = 22{,}5\ \text{N}F2=22,5 N (lebih kecil karena jarak makin jauh).
b) Salah satu muatan diganti menjadi +4 µC, jarak tetap 4 cm
Sekarang:
q1=2×10−6,q2′=4×10−6q_1 = 2 \times 10^{-6}, \quad q_2' = 4 \times 10^{-6}q1=2×10−6,q2′=4×10−6
Karena gaya sebanding dengan hasil kali muatan:
F′F=q2′q2=48=12\frac{F'}{F} = \frac{q_2'}{q_2} = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}FF′=q2q2′=84=21 F′=12F=12×90=45 NF' = \frac{1}{2} F = \frac{1}{2} \times 90 = 45\ \text{N}F′=21F=21×90=45 N
✅ Jadi gaya baru F′=45 NF' = 45\ \text{N}F′=45 N.
· 5.0 (1)
Iklan
Mau jawaban yang terverifikasi?
Tanya ke AiRIS
Yuk, cobain chat dan belajar bareng AiRIS, teman pintarmu!
LATIHAN SOAL GRATIS!
Drill Soal
Latihan soal sesuai topik yang kamu mau untuk persiapan ujian
Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!
