Roboguru

Dua buah muatan  dan  di udara terpisah pada jarak R dan tolak menolak dengan gaya sebesar F. Sebutkan 3 cara agar besar gaya tolak menolaknya menjadi !

Pertanyaan

Dua buah muatan Q subscript 1 dan Q subscript 2 di udara terpisah pada jarak R dan tolak menolak dengan gaya sebesar F. Sebutkan 3 cara agar besar gaya tolak menolaknya menjadi 1 fourth F!

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui
q subscript 1 equals Q subscript 1 q subscript 2 equals Q subscript 2 F subscript 1 equals F    

Ditanyakan
Tiga cara agar F subscript 2 equals 1 fourth F 

Jawab
Hukum Coulomb
menyatakan bahwa gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.

Secara matematis, Hukum Coulomb dirumuskan sebagai berikut:

F equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction 

dimana:
F = gaya Coulomb (N)
q subscript 1 = muatan benda 1 (C)
q subscript 2 = muatan benda 2 (C)
r = jarak antar benda/muatan (m)
k = konstanta, yang besarnya 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared 

Berdasarkan rumus di atas, dapat diketahui bahwa gaya coulomb dipengaruhi oleh tiga variabel yaitu muatan benda 1 (bold italic q subscript bold 1), muatan benda 2 (bold italic q subscript bold 2), dan jarak (bold italic r). Untuk mendapatkan 3 cara agar besar gaya tolak menolaknya menjadi 1 fourth straight F, maka tinjau dan ubah masing-masing variabel.

Muatan benda 1

Cari perubahan muatan benda 1 dengan jarak dan muatan benda 2 yang tetap. Misal q subscript 1 x end subscript adalah perubahan muatan benda 1, maka:

F subscript 1 over F subscript 2 equals fraction numerator k begin display style fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction end style over denominator k begin display style fraction numerator q subscript 1 x end subscript q subscript 2 over denominator r squared end fraction end style end fraction F subscript 1 over F subscript 2 equals fraction numerator k q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction cross times fraction numerator r squared over denominator k q subscript 1 x end subscript q subscript 2 end fraction F subscript 1 over F subscript 2 equals fraction numerator up diagonal strike k q subscript 1 up diagonal strike q subscript 2 end strike over denominator up diagonal strike r squared end strike end fraction cross times fraction numerator up diagonal strike r squared end strike over denominator up diagonal strike k q subscript 1 x end subscript up diagonal strike q subscript 2 end strike end fraction F subscript 1 over F subscript 2 equals q subscript 1 over q subscript 1 x end subscript fraction numerator F over denominator begin display style 1 fourth end style F end fraction equals Q subscript 1 over q subscript 1 x end subscript q subscript 1 x end subscript equals fraction numerator Q subscript 1 open parentheses begin display style 1 fourth end style F close parentheses over denominator F end fraction q subscript 1 x end subscript equals fraction numerator Q subscript 1 open parentheses begin display style 1 fourth up diagonal strike F end style close parentheses over denominator up diagonal strike F end fraction q subscript 1 x end subscript equals 1 fourth Q subscript 1 

Jadi, agar besar gaya tolak menolaknya menjadi 1 fourth straight F, muatan benda 1 diubah menjadi 1 fourth kali semula.

Muatan benda 2

Cari perubahan muatan benda 2 dengan jarak dan muatan benda 1 yang tetap. Misal q subscript 2 x end subscript adalah perubahan muatan benda 2, maka:

F subscript 1 over F subscript 2 equals fraction numerator k begin display style fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction end style over denominator k begin display style fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 x end subscript over denominator r squared end fraction end style end fraction F subscript 1 over F subscript 2 equals fraction numerator k q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction cross times fraction numerator r squared over denominator k q subscript 1 q subscript 2 x end subscript end fraction F subscript 1 over F subscript 2 equals fraction numerator up diagonal strike k q subscript 1 end strike q subscript 2 over denominator up diagonal strike r squared end strike end fraction cross times fraction numerator up diagonal strike r squared end strike over denominator up diagonal strike k q subscript 1 end strike q subscript 2 x end subscript end fraction F subscript 1 over F subscript 2 equals q subscript 2 over q subscript 2 x end subscript fraction numerator F over denominator begin display style 1 fourth end style F end fraction equals Q subscript 2 over q subscript 2 x end subscript q subscript 2 x end subscript equals fraction numerator Q subscript 2 open parentheses begin display style 1 fourth end style F close parentheses over denominator F end fraction q subscript 2 x end subscript equals fraction numerator Q subscript 2 open parentheses begin display style 1 fourth up diagonal strike F end style close parentheses over denominator up diagonal strike F end fraction q subscript 2 x end subscript equals 1 fourth Q subscript 2 

Jadi, agar besar gaya tolak menolaknya menjadi 1 fourth straight F, muatan benda 2 diubah menjadi 1 fourth kali semula.

Jarak

Cari perubahan jarak kedua benda dengan muatan benda 1 dan muatan benda 2 yang tetap. Misal r subscript 2 adalah perubahan jarak kedua benda, maka:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell fraction numerator k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 1 squared end fraction over denominator k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 2 squared end fraction end fraction end cell row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell fraction numerator up diagonal strike k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 1 squared end fraction over denominator up diagonal strike k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 2 squared end fraction end fraction end cell row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell fraction numerator fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 1 squared end fraction over denominator fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 2 squared end fraction end fraction end cell row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell fraction numerator open parentheses q subscript 1 q subscript 2 close parentheses open parentheses r subscript 2 squared close parentheses over denominator open parentheses q subscript 1 q subscript 2 close parentheses open parentheses r subscript 1 squared close parentheses end fraction end cell row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell fraction numerator up diagonal strike open parentheses q subscript 1 q subscript 2 close parentheses end strike open parentheses r subscript 2 squared close parentheses over denominator up diagonal strike open parentheses q subscript 1 q subscript 2 close parentheses end strike open parentheses r subscript 1 squared close parentheses end fraction end cell row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell r subscript 2 squared over r subscript 1 squared end cell row cell fraction numerator F over denominator begin display style 1 fourth end style F end fraction end cell equals cell r subscript 2 squared over R squared end cell row cell r subscript 2 squared end cell equals cell fraction numerator F R squared over denominator begin display style 1 fourth end style F end fraction end cell row cell r subscript 2 squared end cell equals cell fraction numerator up diagonal strike F R squared over denominator begin display style 1 fourth up diagonal strike F end style end fraction end cell row cell r subscript 2 squared end cell equals cell fraction numerator R squared over denominator begin display style 1 fourth end style end fraction end cell row cell r subscript 2 squared end cell equals cell 4 R squared end cell row cell r subscript 2 end cell equals cell 2 R end cell row blank blank blank end table 

Jadi, agar besar gaya tolak menolaknya menjadi 1 fourth straight F, jarak kedua benda diubah menjadi 2 kali semula.

Dengan demikian, 3 cara agar besar gaya tolak menolaknya menjadi 1/4 F adalah sebagai berikut.

  1. Mengubah muatan benda 1 diubah menjadi 1/4 kali semula, jarak dan muatan benda 2 tetap.
  2. Mengubah muatan benda 2 diubah menjadi 1/4 kali semula, jarak dan muatan benda 1 tetap.
  3. Mengubah jarak menjadi 2 kali semula, dengan kedua muatan tetap.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 30 Agustus 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

Perhatikan gambar berikut!   Pada posisi tersebut terjadi gaya tolak-menolak sebesar 4 N. Kemudian kedua muatan benda diperbesar menjadi tiga kali semula dan jarak keduanya diubah menjadi 10 cm. Bes...

Pembahasan Soal:

Diketahui:
F = 4 N
r = 5 cm
Q’ = 3Q
Q’ = 3Q
r’ = 10 cm

Ditanya:
F’ = ?

Gaya tolak-menolak atau gaya Coulomb dapat dihitung dengan persamaan

F equals k fraction numerator Q subscript 1 Q subscript 2 over denominator r squared end fraction 

Ketika besar muatan dan jaraknya diubah, maka besar Gaya Coulombnya dapat dihitung dengan perbandingan, yaitu

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell fraction numerator F over denominator F straight apostrophe end fraction end cell equals cell fraction numerator k fraction numerator Q subscript 1 Q subscript 2 over denominator r squared end fraction over denominator k fraction numerator Q subscript 1 superscript straight apostrophe Q subscript 2 superscript straight apostrophe over denominator left parenthesis r straight apostrophe right parenthesis squared blank end fraction end fraction end cell row cell fraction numerator 4 over denominator F straight apostrophe end fraction end cell equals cell fraction numerator fraction numerator Q subscript 1 Q subscript 2 over denominator 5 squared end fraction over denominator fraction numerator open parentheses 3 Q subscript 1 close parentheses open parentheses 3 Q subscript 2 close parentheses over denominator open parentheses 10 close parentheses squared end fraction end fraction end cell row cell 4 over F to the power of straight apostrophe end cell equals cell fraction numerator 1 over 25 over denominator 9 over 100 end fraction end cell row cell 4 over F to the power of straight apostrophe end cell equals cell 1 over 25 cross times 100 over 9 end cell row cell fraction numerator 4 over denominator F apostrophe end fraction end cell equals cell 4 over 9 end cell row cell F to the power of straight apostrophe end cell equals cell 9 blank straight N end cell end table  

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

1

Roboguru

Dua muatan masing-masing  dan  terpisah sejauh 30 cm. Jika konstanta elektrostatis adalah , Tentukan gaya Coulomb!

Pembahasan Soal:

Dik:

begin mathsize 14px style q subscript a equals 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent straight C end style

begin mathsize 14px style q subscript b equals 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent straight C end style

k begin mathsize 14px style 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared end style

r = 30 cm

Dit:

Gaya Coulomb?

Jawab:

Rumus Gaya Coulomb untuk dua buah muatan yang berinteraksi,

begin mathsize 14px style F equals fraction numerator k q subscript a q subscript b over denominator r squared end fraction end style

maka,

begin mathsize 14px style F equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent times 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent over denominator open parentheses 0 comma 3 close parentheses squared end fraction end style

begin mathsize 14px style F equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent times 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction equals 42 cross times 10 to the power of 1 equals 420 space straight N end style 

Jadi, besar gaya coulomb nya adalah 420 N

0

Roboguru

Dua bola logam yang memiliki muatan +8μC dan +4μC berjarak 2 cm. Jika muatan tersebut berjarak 3 cm dan gaya Coulomb sama dengan gaya awal, besar kedua muatan saat ini adalah....

Pembahasan Soal:

Diketahui :

Q1=+8μC=8×106CQ2=+4μC=4×106Cr12=2cm=2×102mF=Fr12=3cm=3×102mQ1=Q2=Q

Ditanya : F'

Jawab :

Gaya Coulomb merupakan gaya tarikan atau dorongan yang dihasilkan oleh benda bermuatan listrik dalam medan listrik. Untuk menyelesaikan soal ini, di anggap bahwa setelah jarak berubah, besar kedua muatan sama besar. 

FFFFF19Q2Q2QQ========kr122Q1Q2kr12′2Q1Q2kr122Q1Q2k32QQk228μ4μk9Q2k2232μ2432μ28μ2×972μ26μ2C

Dari perhitungan di atas, maka besar kedua muatan saat ini adalah 6μ2 C.


Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

0

Roboguru

Dua muatan masing-masing  dan  terpisah sejauh 30 cm. Jika konstanta elektrostatis adalah , manakah diantara muatan A dan B yang mengalami kuat medan listrik paling besar?

Pembahasan Soal:

Dik:

begin mathsize 14px style q subscript a equals 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent straight C end style

begin mathsize 14px style q subscript b equals 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent straight C end style

k equals 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared 

r equals 30 blank cm blank equals 3 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent blank straight m 

Dit:

Muatan yang mengalami medan listrik paling besar?

Jawab:

E equals F over q 

begin mathsize 14px style F equals fraction numerator k q subscript a q subscript b over denominator r squared end fraction end style

maka,

F equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent times 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent over denominator open parentheses 3 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent close parentheses squared end fraction 

F equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent times 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction F equals 6 times 7 cross times 10 to the power of 1 F equals 420 space straight N   

Medan listrik pada muatan A,

E subscript a equals fraction numerator 420 over denominator 6 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent end fraction E subscript a equals 7 cross times 10 to the power of 6 space bevelled straight N over straight C 

Medan listrik pada muatan B,

E subscript b equals fraction numerator 420 over denominator 7 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent end fraction E subscript b equals 6 cross times 10 to the power of 6 space bevelled straight N over straight C  

Medan listrik muatan A lebih besar dibandingkan dengan Medan listrik muatan B

Jadi, Muatan A mengalami medan listrik lebih besar dibanding Muatan B.

0

Roboguru

Dua muatan listrik, masing-masing bermuatan  Q  dan  -2Q  terpisah sejauh  2d, saling menarik dengan gaya listrik  F  seperti gambar berikut. Tentukan besar gaya tarik-menarik jika dua muatan listr...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Q1=QQ2=2Qr1=2dF1=FQ1=2QQ2=3Qr2=4d 

Ditanya: F2=...?

Penyelesaian:

Gaya listrik antara dua muatan dirumuskan oleh hukum Coulomb yaitu:  F=kr2Q1Q2.

Dikarenakan besar kedua muatan dan jaraknya mengalami perubahan, maka didapat hubungan perbandingan sebagai berikut.

F2F1=Q1Q1×Q2Q2×(r1r2)2F2F=2QQ×3Q2Q×(2d4d)2F2F=21×32×14F2F=34F2=43FF2=0,75F.     

Dengan demikian, besar gaya tarik-menarik menjadi 0,75F.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 0,75F. 

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