Dua muatan listrik yang identik satu sama lain terpisah sejauh 20 cm dan menghasilkan gaya listrik sebesar 18 N. Jika jarak antara kedua muatan diubah menjadi 60 cm , hitung besar gaya tolaknya.

Diketahui :

$$\begin{gathered} m=2\mathrm{gram}=2\times 10^{-3}\mathrm{kg} \\ r=6400\mathrm{km}=6,4\times 10^6\mathrm{m} \\ Mr=2 \\ {N}_A=6,02\times 10^{23} \end{gathered}$$  

Ditanya : $$F\mathrm{antar}\mathrm{muatan}\mathrm{kutub},F\mathrm{gravitasi}$$ 

Jawab :

Karena dalam 1 mol hidrogen (2 gram hidrogen) terdapat 6,02$$\times$$10²³ atom tembaga, maka dalam 2 gram hidrogen jumlah atomnya sebesar :

$$n_{atom}=\frac{2}{2}\times 6,02\times 10^{23}=6,02\times 10^{23}\mathrm{atom}$$   

Sedangkan jumlah muatannya adalah :

$$n_{mua\tan }=1\times 6,02\times 10^{23}=6,02\times 10^{23}\mathrm{muatan}$$    

Karena atom bersifat netral, maka jumlah atom negatif sama dengan atom positif.

Besar muatan (q) dirumuskan dengan :

$$\begin{gathered} q=n\cdot q_e \\ q=6,02\times 10^{23}\cdot 1,6\times 10^{-19} \\ q=9,63\times 10^4\mathrm{C} \end{gathered}$$    

Untuk menghitung gaya tiap kelompok muatan dapat dicari dengan hukum Coulomb

$$\begin{gathered} F=\frac{k\cdot q_1\cdot q_2}{r^2} \\ F=\frac{9\times 10^9\cdot 9,63\times 10^4\cdot 9,63\times 10^4}{{\left(6,4\times 10^6\right)}^2} \\ F=2,04\times 10^6\mathrm{N} \end{gathered}$$   

Jadi gaya listrik yang dialami oleh masing-masing kelompok muatan itu sebesar 2,04$$\times$$10⁶ N.

Jika dua bola konduktor bermuatan dihubungkan oleh kawat penghantar maka berlaku :

Apabila kawat dilepas maka nilai besar gaya antara kedua bola konduktor = 0 N

Jadi, jawaban yang tepat adalah A

Gaya listrik adalah gaya yang dialami oleh objek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Gaya listrik dapat dihitung dengan menggunakan $$F=k\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}$$.

$$\begin{gathered} q_1=+2\times 10^{-6}\text{C} \\ {q}_2=+6\times 10^{-4}\text{C} \\ r=12\text{cm}=12\times 10^{-2}\text{m} \\ k=9\times 10^9{\text{Nm}}^2/{\text{C}}^2 \\ \text{F=...?} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} F=k\frac{q_1\cdot q_2}{r^2} \\ F=9\times 10^9\frac{2\times 10^{-6}\cdot 6\times 10^{-4}}{{\left(12\times 10^{-2}\right)}^2} \\ F=9\times 10^9\frac{2\times 10^{-6}\cdot 6\times 10^{-4}}{144\times 10^{-4}} \\ F=\frac{9\cdot 2\cdot 6\times 10^{-1}}{144\times 10^{-4}} \\ F=\frac{108\times 10^{-1}}{144\times 10^{-4}} \\ F=0,75\times 10^3 \\ F=750\text{N} \end{gathered}$$

Dengan demikian, besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah 750 N.

Diketahui:

 

Besar gaya elektrostatis yang dialami muatan dapat diketahui dengan

 

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

Diketahui :

$$\begin{array}{rcl}{q}_1& =& 4\times 10^{-9}\mathrm{C}\\ q_2& =& 6\times 10^{-9}\mathrm{C}\\ r& =& 4\times 10^{-2}\mathrm{m}\end{array}$$

Ditanyakan :

F = ......?

Penyelesaian :

$$\begin{array}{rcl}F& =& k\cdot \frac{q_1\cdot q_2}{r^2}\\ & =& 9\times 10^9\cdot \frac{4\times 10^{-9}C\cdot 6\times 10^{-9}C}{{\left(4\times 10^{-2}m\right)}^2}\\ & =& \frac{216\times 10^{-9}}{16\times 10^{-4}}\\ F& =& 1,35\times 10^{-4}\mathrm{N}\end{array}$$

jadi, besar gaya tolakannya adalah 1,35x10^-4 N.