Dua buah muatan titik bebas +q dan +4q berada pada jarak I satu sama lain. Sebuah muatan ketiga ditempatkan sedemikian sehingga seluruh sistem tersebut dalam keadaan seimbang (setiap muatan mengalami resultan gaya sama dengan nol). Tentukanlah letak muatan ketiga dihitung dari muatan +q, besar, dan tanda muatan ketiga tersebut!

Pertanyaan

Dua buah muatan titik bebas +q dan +4q berada pada jarak I satu sama lain. Sebuah muatan ketiga ditempatkan sedemikian sehingga seluruh sistem tersebut dalam keadaan seimbang (setiap muatan mengalami resultan gaya sama dengan nol). Tentukanlah letak muatan ketiga dihitung dari muatan +q, besar, dan tanda muatan ketiga tersebut! $\;$

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui

q₁ = +q

q₂ = +4q

Jarak = I

Ditanyakan

Letak, besar, dan tanda muatan ketiga agar resultan gayanya nol

Jawab

Agar resultan gaya nol, maka kedua gaya harus berlawanan sehingga muatan ketiga harus positif dan diletakkan diantara kedua muatan. Misal muatan ketiga diletakkan sejauh x dari +q dan sejauh l-x dari +4q.

$\begin{array}{rcl}{\textstyle\sum_\;}F&=&0\\F_{13}-F_{23}&=&0\\F_{13}&=&F_{23}\\\frac{kQ_1Q_3}{r_{13}^2}&=&\frac{kQ_2Q_3}{r_{23}^2}\\\frac q{x^2}&=&\frac{4q}{\left(l-x\right)^2}\\\left(l-x\right)^2&=&4x^2\\\sqrt{\left(l-x\right)^2}&=&\sqrt{4x^2}\\l-x&=&2x\\3x&=&l\\x&=&\frac13l\end{array}$

Dengan demikian, muatan ketiga harus positif, diletakkan sejauh $\style{font-family:stix}{\frac13l}$ muatan +q dan sejauh $\style{font-family:stix}{\frac23l}$ dari muatan +4q, dengan besar muatan sembarang.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

Y. Maghfirah

Terakhir diupdate 07 Oktober 2021