Roboguru

Dua buah bola identik bermuatan memiliki massa 3,0 x 10-2 kg digantung seperti seperti pada gambar. Panjang L setiap tali adalah 0,15m. Massa tali dan hambatan udara diabaikan. Bila tan θ = 0,0875, sin θ = 0,0872 dan g = 10 m/s2 maka besar muatan pada setiap bola adalah ….   (SBMPTN 2013)

Pertanyaan

Dua buah bola identik bermuatan memiliki massa 3,0 x 10-2 kg digantung seperti seperti pada gambar. Panjang L setiap tali adalah 0,15m. Massa tali dan hambatan udara diabaikan. Bila tan θ = 0,0875, sin θ = 0,0872 dan g = 10 m/s2 maka besar muatan pada setiap bola adalah ….

 

(SBMPTN 2013)

  1. 4 comma 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C 

  2. 4 comma 4 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight C 

  3. 4 comma 4 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C 

  4. 8 comma 8 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight C 

  5. 8 comma 8 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C 

Pembahasan Soal:

Diketahui :

m equals 3 comma 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space kg L equals 0 comma 15 space straight m tan space theta equals 0 comma 0875 sin space theta equals 0 comma 0872 g equals 10 space straight m divided by straight s squared

Ditanya : q

 

Bola dalam keadaan serimbang seperti pada gambar diatas, sehingga berlaku hukum I Newton

capital sigma F subscript x equals 0 F minus T space sin space theta equals 0 F equals T space sin space theta  capital sigma F subscript y equals 0 W minus T space cos space theta equals 0 W equals T space cos space theta 

Hitung jarak antar bola menggunakan konsep trigonometri

r equals 2 a r equals 2 open parentheses L space sin space theta close parentheses r equals 2 cross times 0 comma 150 cross times comma 0872 r equals 0 comma 02616 space straight m

Bandingkan gaya coulomb yang dialami bola dengan berat bola

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F over W end cell equals cell fraction numerator T space sin space theta over denominator T space cos space theta end fraction end cell row cell F over W end cell equals cell tan space theta end cell row cell fraction numerator k begin display style fraction numerator q q over denominator r squared end fraction end style over denominator m g end fraction end cell equals cell tan space theta end cell row cell q squared end cell equals cell fraction numerator m g r squared space tan space theta over denominator k end fraction end cell row cell q squared end cell equals cell fraction numerator 3 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent cross times 10 cross times 0 comma 0875 cross times 0 comma 02616 squared over denominator 9 cross times 10 to the power of 9 end fraction end cell row cell q squared end cell equals cell 1 comma 996 cross times 10 to the power of negative 15 end exponent end cell row q equals cell 4 comma 4 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C end cell end table

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

R. Haq

Mahasiswa/Alumni Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Terakhir diupdate 12 Juli 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Dua muatan listrik q1= +1μC dan q2= +2μC berjarak d cm, dan menimbulkan gaya tolak menolak sebesar F. Jika pada masing-masing muatan ditambahkan muatan listrik sebesar 1μC, agar gaya tolak menolaknya ...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript 1 end cell equals cell plus 1 μC end cell row cell q subscript 2 end cell equals cell plus 2 μC end cell row r equals cell d space cm end cell row cell F apostrophe end cell equals cell F space N end cell row cell q subscript 1 apostrophe end cell equals cell plus 2 μC end cell row cell q subscript 2 apostrophe end cell equals cell plus 3 μC end cell end table end style   

 

Pembahasan :

Pada konsep materi coloumb semakin besar muatan maka jarak kuadratnya akan semakin besar dengan gaya yang tetap, sesuai dengan persamaan matematisnya pada gaya yang sama. Muatan berbanding terbalik dengan jarak kuadratnya.

Sehingga, karena adanya penambahan muatan maka jaraknya akan semakin kecil (dekat)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F apostrophe end cell equals F row cell k fraction numerator q subscript 1 apostrophe q subscript 2 apostrophe over denominator r apostrophe squared end fraction end cell equals cell k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction end cell row cell fraction numerator left parenthesis 2 mu right parenthesis left parenthesis 3 mu right parenthesis over denominator r apostrophe squared end fraction end cell equals cell fraction numerator left parenthesis 1 mu right parenthesis left parenthesis 2 mu right parenthesis over denominator d squared end fraction end cell row cell r apostrophe squared end cell equals cell 3 d squared end cell row cell r apostrophe end cell equals cell d square root of 3 space cm end cell end table end style 

Jadi, jarak antar kedua muatan ketika besar muatan ditambah adalah begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank d end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cell square root of 3 end cell end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank space end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cm end table end style

0

Roboguru

Dua muatan listrik q1= +1μC dan q2= +2μC berjarak d cm, dan menimbulkan gaya tolak menolak sebesar F. Jika pada masing-masing muatan ditambahkan muatan listrik sebesar 1μC, agar gaya tolak menolaknya ...

Pembahasan Soal:

0

Roboguru

Dua buah partikel identik terpisah pada jarak 3 m. Gaya Coulomb yang bekerja pada keduanya adalah  N. Hitunglah muatan partikel masing-masing!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

q subscript 1 equals q subscript 2 equals q (muatan identik)
F equals 2 cross times 10 to the power of 4 space straight N straight r equals 3 straight m

Ditanya: q

Jawab:

Gunakan Hukum Coloumb untuk menyelesaikan soal.

F equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction F equals k q squared over r squared q squared equals fraction numerator F r squared over denominator k end fraction q equals square root of fraction numerator F r squared over denominator k end fraction end root q equals square root of fraction numerator 2 cross times 10 to the power of 4 cross times 3 squared over denominator 9 cross times 10 to the power of 9 end fraction end root q equals square root of 2 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent end root q equals 4 square root of 5 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight C

Dengan demikian muatan partikel masing-masing senilai 4 square root of 5 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight C 

1

Roboguru

Tiga muatan positif diletakan pada koordinat (0,0), (6,0) dan (10,0). Satuan sistem koordinat dalam meter. Besar muatan tersebut berturut-turut . Hitung gaya yang bekerja pada muatan !

Pembahasan Soal:

Diketahui:

q subscript 1 equals 6 space μC equals 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C q subscript 2 equals 4 space μC equals 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C q subscript 3 equals 7 space μC equals 7 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C

Ditanya: F1.

Penyelesaian:

Gaya yang dialami muatan 1 dipengaruhi oleh 2 muatan lainnya, yakni muatan 2 dan 3. 

F subscript 12 equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 12 squared end fraction F subscript 12 equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator left parenthesis 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis left parenthesis 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis over denominator 6 squared end fraction F subscript 12 equals 6 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight N

F subscript 13 equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 3 over denominator r subscript 13 squared end fraction F subscript 12 equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator left parenthesis 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis left parenthesis 7 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis over denominator 10 squared end fraction F subscript 12 equals 3 comma 78 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight N

Berdasarkan gambar, gaya total yang diterima muatan 1 adalah jumlah dari gaya yang diterima dari muatan 2 dan 3. Maka:

F subscript 1 equals F subscript 12 plus F subscript 13 F subscript 1 equals 6 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent plus 3 comma 78 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent F subscript 1 equals 9 comma 78 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent straight N

Jadi gaya yang bekerja pada muatan 1 sebesar bold 9 bold comma bold 78 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 3 end exponent bold N

0

Roboguru

Dua muatan masing – masing besarnya 12μC dan 9μC. bila jarak antara kedua muatan 30 cm, besar gaya yang dialami oleh kedua muatan adalah ...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

r=30cm=3×101mQ1=12μC=12×106CQ2=9μC=9×106C 

Ditanya :

F=? 

Pembahasan :

Soal diatas dapat diselesaikan dengan persamaan hukum coulomb.

F=r2kQ1Q2=(3×101)29×109×12×106×9×106=9×1029×12×9×103=108×101=10,8N 

Dengan demikian, maka besar gaya coulomb antara kedua muatan tersebut adalah 10,8 N. 

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved