Roboguru

Dua buah titik A dan B berjarak 3 meter, masing-masing bermuatan listrik +4×10−4C dan −1×10−4C. Titik C terletak di antara A dan B, berjarak 2 meter dari A dan bemuatan listrik +3×10−4C. Hitung besar gaya elektrostatis di titik C !

Pertanyaan

Dua buah titik A dan B berjarak 3 meter, masing-masing bermuatan listrik plus 4 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C dan negative 1 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C. Titik C terletak di antara A dan B, berjarak 2 meter dari A dan bemuatan listrik plus 3 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C. Hitung besar gaya elektrostatis di titik C !space 

Pembahasan Soal:

Diketahui :

r subscript C A end subscript equals 2 space straight m r subscript C B end subscript equals 1 space straight m Q subscript A equals plus 4 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C Q subscript B equals negative 1 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C Q subscript C equals plus 3 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight C 

Ditanya :

F subscript C equals ?

Pembahasan :

Soal diatas dapat diselesaikan dengan persamaan hukum coulomb dan penjumlahan vektor pada gaya yang sejajar. Susunan dari muatan A, B, dan C dan arah gaya yang bekerja dapat dilihat pada gambar dibawah ini.


 


Karena F subscript C B end subscript dan F subscript C A end subscript keduanya kearah kanan, maka langkah pertama mencari gaya tersebut, dan langkah selanjutnya adalah menambahkannya.

F subscript C B end subscript equals fraction numerator k space Q subscript C space Q subscript B over denominator r subscript C B end subscript squared end fraction equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 3 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent cross times 1 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent over denominator left parenthesis 1 right parenthesis squared end fraction equals 27 cross times 10 to the power of 1 equals 270 space straight N 

F subscript C A end subscript equals fraction numerator k space Q subscript C space Q subscript A over denominator r subscript C B end subscript squared end fraction equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 3 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent cross times 4 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent over denominator left parenthesis 2 right parenthesis squared end fraction equals 27 cross times 10 to the power of 1 equals 270 space straight N 

F subscript C equals F subscript C A end subscript plus F subscript C B end subscript equals 270 plus 270 equals 540 space straight N 

Dengan demikian, maka besar gaya yang diterima oleh muatan C adalah 540 N.

 

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

R. Anjasmara

Mahasiswa/Alumni Universitas Riau

Terakhir diupdate 09 September 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

Tiga muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Muatan A = -6 µC, muatan B = +12 µC dan muatan C = -14 µC. Besar dan arah gaya listrik pada muatan B adalah...

Pembahasan Soal:

Asumsikan gaya yang mengarah ke kanan adalah positif, maka:

F subscript B equals F subscript B C end subscript minus F subscript B A end subscript F subscript B equals k fraction numerator Q subscript B Q subscript C over denominator r subscript B C end subscript squared end fraction minus k fraction numerator Q subscript B Q subscript A over denominator r subscript B A end subscript squared end fraction F subscript B equals k open parentheses fraction numerator Q subscript B Q subscript C over denominator r subscript B C end subscript squared end fraction minus fraction numerator Q subscript B Q subscript A over denominator r subscript B A end subscript squared end fraction close parentheses F subscript B equals 9 cross times 10 to the power of 9 open parentheses fraction numerator 12 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent times 14 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 4 squared end fraction minus fraction numerator 12 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent times 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 6 squared end fraction close parentheses F subscript B equals 9 cross times 10 to the power of 9 open parentheses fraction numerator 16 comma 8 cross times 10 to the power of negative 11 end exponent over denominator 16 end fraction minus fraction numerator 7 comma 2 cross times 10 to the power of negative 11 end exponent over denominator 36 end fraction close parentheses F subscript B equals 9 cross times 10 to the power of 9 open parentheses 1 comma 05 cross times 10 to the power of negative 11 end exponent minus 0 comma 2 cross times 10 to the power of negative 11 end exponent close parentheses F subscript B equals 9 cross times 10 to the power of 9 open parentheses 0 comma 85 cross times 10 to the power of negative 11 end exponent close parentheses F subscript B equals 7 comma 65 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight N

Karena positif maka gaya mengarah ke kanan.

Jadi, besar gaya pada muatan adalah 7,65 x 10-2 N mengarah ke kanan.

1

Roboguru

Kuat medan listrik dimana dua keping sejajar yang terpisah 3 cm adalah 2 × 105 N/C. Setetes minyak bermuatan negatif dengan massa 4,5 × 10-11 gram masuk ke dalam keping dan mencapai keseimbangan ketik...

Pembahasan Soal:

Diketahui

d=3cm=3×102mE=2×105N/Cm=4,5×1011g=4,5×1014kg 

Ditanyakan

Gaya elektrostatik

Jawab

Karena medan listriknya seragam, maka besar gaya elektrostatiknya adalah sama di setiap ketinggian. Maka dari itu gaya elektrostatik dapat dihitung menggunakan rumus berikut.

ΣFFewFeFeFeFe======00wmg4,5×1014(10)4,5×1013N/C 

Dengan demikian, gaya elektrostatik pada minyak sewaktu minyak berada 1 cm dari keping bawah adalah 4,5 x 10-13 N/C. 

0

Roboguru

Dua buah partikel masing-masing bermuatan +Q1 dan +Q2, sedangkan muatan totalnya adalah 6 mC. Kedua partikel bermuatan itu saling tolak-menolak dengan gaya 500 N, ketika berada pada jarak pisah 3 m. C...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

muatan+Q1dan+Q2Q1+Q2=6×103CF=500Nr=3mk=9×109N

Dengan menggunakan persamaan gaya Coulomb dapat diperoleh nilai dari masing-masing muatan sebagai berikut

F=kr2Q1Q2Q1Q2=Fkr2Q1Q2=5009×10932Q1Q2=5×107C2

Dengan informasi Q1Q2=5×107C2 dan Q1+Q2=6×103C diperoleh

Q1=Q25×107Q25×107+Q2=6×1035×107+Q22=6×103Q2Q226×103Q2+5×107=0

Dengan menyelesaikan persamaan di atas dapat diperoleh

Q2=0,005915atauQ2=0,000084

Jadi, dengan kedua kombinasi di atas, dapat diperoleh nilai Q1 dan Q2 adalah 0,005915 C dan 0,000084 C ataupun sebaliknyaspace 

0

Roboguru

Muatan +Q coulomb ditempatkan di x = -1 m dan muatan -2Q coulomb ditetapkan di x = +1 m. Muatan uji +q coulomb yang diletakkan di sumbu X akan mengalami gaya total nol jika muatan tersebut diletakkan ...

Pembahasan Soal:

Agar nilai F=0 maka, muatan +q harus diletakkan di sebelah kiri muatan +Q, seperti pada gambar berikut:

Dari gambar tersebut, 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 Q end cell row cell Q subscript 2 end cell equals cell negative 2 Q end cell row cell Q subscript 3 end cell equals cell plus q end cell row cell r subscript 1 end cell equals cell a space text m end text end cell row cell r subscript 2 end cell equals cell open parentheses 2 plus a close parentheses space text m end text end cell end table end style 

Penyelesaian

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript 1 minus F subscript 2 end cell equals 0 row cell F subscript 1 end cell equals cell F subscript 2 end cell row cell k fraction numerator Q subscript 1 Q subscript 3 over denominator r subscript 1 squared end fraction end cell equals cell k fraction numerator Q subscript 2 Q subscript 3 over denominator r subscript 2 squared end fraction end cell row cell fraction numerator Q q over denominator a squared end fraction end cell equals cell fraction numerator 2 Q q over denominator open parentheses 2 plus a close parentheses squared end fraction end cell row cell Q over a squared end cell equals cell fraction numerator 2 Q over denominator open parentheses 2 plus a close parentheses squared end fraction end cell row cell 2 a squared end cell equals cell open parentheses 2 plus a close parentheses squared end cell row cell 2 a squared end cell equals cell 4 plus 4 a plus a squared end cell row cell a squared minus 4 a minus 4 end cell equals 0 end table end style  

dengan menggunakan rumus abc, maka
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row a equals cell fraction numerator negative b plus-or-minus square root of b squared minus 4 a c end root over denominator 2 a end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 4 plus square root of 16 minus 4 times 1 times left parenthesis negative 4 right parenthesis end root over denominator 2 times 1 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 4 plus-or-minus square root of 32 over denominator 2 end fraction end cell row blank blank blank row cell a subscript 1 end cell equals cell fraction numerator 4 plus square root of 32 over denominator 2 end fraction end cell row blank equals cell 2 plus fraction numerator square root of 32 over denominator 2 end fraction end cell row blank equals cell 2 plus 1 half 4 square root of 2 equals 2 plus 2 square root of 2 space text m end text end cell row blank blank blank row cell a subscript 2 end cell equals cell fraction numerator 4 minus square root of 32 over denominator 2 end fraction end cell row blank equals cell 2 minus 1 half 4 square root of 2 equals 2 minus 2 square root of 2 space text m end text space text (tidak mungkin) end text end cell end table end style   

maka, nilai a yang digunakan adalah a1, sehingga posisi muatan uji +q adalah:
table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row x equals cell negative 1 minus open parentheses 2 plus 2 square root of 2 close parentheses space text m end text end cell row blank equals cell open parentheses negative 3 minus 2 square root of 2 close parentheses space text m end text end cell row blank equals cell open parentheses negative 3 minus square root of 8 close parentheses space text m end text end cell row blank equals cell negative open parentheses 3 plus square root of 8 close parentheses space text m end text end cell end table

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

1

Roboguru

Diketahui q1, q2, dan q3 berada pada 1 garis seperti pada gambar berikut. Besar ketiga muatan tersebut masing-masing adalah q1 = 20 μC, q2 = 10 , dan q3 = 5 . Jika d = 10 cm dan Konstanta Coulomb (...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript 1 space end cell equals cell space 20 space μC space equals space 2 space cross times space 10 to the power of negative 5 end exponent space straight C end cell row cell q subscript 2 space end cell equals cell space 10 space μC space equals space 10 to the power of negative 5 end exponent space straight C end cell row cell q subscript 3 space end cell equals cell space 5 space μC space equals space 5 space cross times space 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C end cell row cell k space end cell equals cell space 9 space cross times space 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared end cell row cell r subscript 1 space end cell equals cell space d space equals space 10 space cm space equals space 10 to the power of negative 1 end exponent space straight m end cell row cell r subscript 2 space end cell equals cell space 3 d space equals space 30 space cm space equals space 3 space cross times space 10 to the power of negative 1 end exponent space straight m end cell end table   

Ditanyakan : 

Arah dan besar gaya listrik yang bekerja pada muatan q3?

Jawab :

Gaya listrik atau Gaya Coulomb adalah suatu gaya yang dihasilkan oleh benda yang mempunyai muatan listrik. Dua benda yang memiliki muatan listrik sama akan saling tolak-menolak sedangkan dua benda yang memiliki muatan listrik berbeda akan saling tarik-menarik. Secara matematis, gaya listrik dituliskan dalam persamaan :

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

Muatan 3 berada di antara muatan 1 dan muatan 2, sehingga besar gaya listrik pada muatan 3 yaitu :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank rightwards arrow cell space F subscript 31 space equals space k space fraction numerator q subscript 3 space q subscript 1 over denominator r subscript 1 squared end fraction end cell row blank equals cell space open parentheses 9 space cross times space 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared close parentheses space fraction numerator open parentheses 5 space cross times space 10 to the power of negative 6 end exponent space C close parentheses space open parentheses 2 space cross times space 10 to the power of negative 5 end exponent space straight C close parentheses over denominator open parentheses 10 to the power of negative 1 end exponent space straight m close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell space bold 90 bold space bold N end cell row blank blank blank row blank rightwards arrow cell space F subscript 32 space equals space k space fraction numerator q subscript 3 space q subscript 2 over denominator r subscript 2 squared end fraction end cell row blank equals cell space open parentheses 9 space cross times space 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared close parentheses space fraction numerator open parentheses 5 space cross times space 10 to the power of negative 6 end exponent space C close parentheses space open parentheses 10 to the power of negative 5 end exponent space straight C close parentheses over denominator open parentheses 3 space cross times space 10 to the power of negative 1 end exponent space straight m close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell space bold 5 bold space bold N end cell row blank blank blank row blank rightwards arrow cell space F subscript 3 space equals space F subscript 31 space minus space F subscript 32 end cell row blank equals cell space 90 space straight N space minus space 5 space straight N end cell row blank equals cell bold space bold 85 bold space bold N end cell end table  

Karena semua muatan merupakan muatan positif, maka terjadi tolak-menolak antar muatan. Sehingga arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q3 yaitu menjauhi muatan q1.

Dengan demikian, arah dan besar gaya listrik yang bekerja pada muatan q3 adalah 85 N menjauhi q1.

1

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