Roboguru

Muatan  dan muatan  pada jarak R tarik menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dibuat menjadi  berapa besar gaya tarik menarik kedua muatan tersebut?

Pertanyaan

Muatan plus straight Q subscript 1 dan muatan negative straight Q subscript 2 pada jarak R tarik menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dibuat menjadi 3 over 4 R berapa besar gaya tarik menarik kedua muatan tersebut?

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui
q subscript 1 equals plus Q subscript 1 q subscript 2 equals negative Q subscript 2 r subscript 1 equals R F subscript 1 equals F r subscript 2 equals 3 over 4 R     

Ditanyakan
Gaya tarik menarik (F subscript 2)

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 tersebut, maka hubungan gaya F subscript 1 dan F subscript 2 dengan jarak r subscript 1 dan r subscript 2 adalah sebagai berikut.

F subscript 1 over F subscript 2 equals 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 F subscript 1 over F subscript 2 equals 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 F subscript 1 over F subscript 2 equals 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 F subscript 1 over F subscript 2 equals 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 F subscript 1 over F subscript 2 equals 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 F subscript 1 over F subscript 2 equals r subscript 2 squared over r subscript 1 squared   

sehingga, gaya tarik menarik (F subscript 2) dari kedua muatan adalah:

 F subscript 1 over F subscript 2 equals r subscript 2 squared over r subscript 1 squared F over F subscript 2 equals open parentheses begin display style 3 over 4 end style R close parentheses squared over R squared F over F subscript 2 equals fraction numerator begin display style 9 over 16 end style R squared over denominator R squared end fraction F over F subscript 2 equals fraction numerator begin display style 9 over 16 up diagonal strike R squared end strike end style over denominator up diagonal strike R squared end strike end fraction F over F subscript 2 equals 9 over 16 F subscript 2 equals 16 over 9 F 

Dengan demikian, gaya tarik menarik kedua muatan tersebut adalah bold 16 over bold 9 bold italic F.

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

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 !

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.

0

Roboguru

Dua muatan saling tarik-menarik dengan gaya 60 μN ketika jarak pisahnya 5 mm. Tentukan besar gaya di antara keduanya ketika jarak pisahnya ditingkatkan menjadi 8 mm.

Pembahasan Soal:

Diketahui:

F1=60μN=60×106Nr1=5mmr2=8mmBesarmuatanlistriktidakberubah 

Ditanya: F2=...?

Penyelesaian:

Gaya listrik antara dua muatan dirumuskan oleh hukum Coulomb yaitu:  F=kr2q1q2.

Dikarenakan muatan tidak mengalami perubahan, maka didapat hubungan:  Fr21. 

Maka, diperoleh perbandingan berikut ini.

F2F1=(r1r2)2F260×106=(5mm8mm)2F260×106=2564F2=23,4375×106NF2=23μN.    

Dengan demikian, besar gaya di antara keduanya menjadi 23 μN.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 23 μN. 

0

Roboguru

Dua buah muatan A dan B yang besar dan sejenis didekatkan pada jarak r sehingga mengalami gaya tolak F. Jika jarak keduanya diubah menjadi setengah dari jarak semula, maka gaya tolak antara dua muatan...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

r1 = r

r2 = ½ r

F1 = F

Ditanyakan:

F2 =...?

Jawab:

Besarnya gaya tarik atau gaya tolak dua muatan yang didekatkan dengan jarak tertentu dinyatakan dengan Hukum Coulomb. Bunyi hukum Coulomb secara matematis dituliskan sebagai berikut

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

Pada soal ini, terdapat perubahan jarak yang mempengaruhi besarnya gaya. Hubungan antara gaya dan jarak adalah gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

F tilde 1 over r squared  

Maka, besar gaya setelah jaraknya diubah menjadi setengah kali semula adalah

F subscript 1 over F subscript 2 equals r subscript 2 squared over r subscript 1 squared F over F subscript 2 equals open parentheses 1 half r close parentheses squared over r squared F over F subscript 2 equals fraction numerator 1 fourth r squared over denominator r squared end fraction F over F subscript 2 equals 1 fourth space F subscript 2 equals 4 F 1     

Jadi, gaya tolak antar dua muatan tersebut menjadi 4 kali gaya semula. Jawaban yang sesuai adalah D.

0

Roboguru

Dua buah partikel bermuatan +3 C dan x mengalami gaya Coulomb sebesar 2,7× 1010 N . Kedua muatan terpisah sejauh 2 m. Jika interaksi yang terjadi antara kedua muatan adalah tarik-menarik, maka nilai d...

Pembahasan Soal:

1 = +3 C  
F = 2,7× 1010 N = 27× 10N
r = 2 m
 
k = 9 x 10Nm2/C2

Hitung besar muatan x :

begin mathsize 14px style straight F equals straight k fraction numerator straight q subscript 1 straight q subscript 2 over denominator straight r squared end fraction straight q subscript 2 equals fraction numerator straight F. straight r squared over denominator straight k. straight q subscript 1 end fraction equals fraction numerator left parenthesis 27 cross times 10 to the power of 9 right parenthesis left parenthesis 2 right parenthesis squared over denominator left parenthesis 9 cross times 10 to the power of 9 right parenthesis left parenthesis 3 right parenthesis end fraction equals 4 straight C end style 

Interaksi yang terjadi adalah tarik-menarik, maka kedua muatan pasti berbeda jenis. Muatan pertama adalah muatan positif, maka muatan kedua adalah muatan negatif, yaitu -4 C.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

0

Roboguru

Dua buah muatan A dan B yang besar dan sejenis didekatkan pada jarak r sehingga mengalami gaya tolak F. Jika jarak keduanya diubah menjadi setengah dari jarak semula, maka gaya tolak antara dua muatan...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

r subscript 1 equals r F subscript 1 equals F r subscript 2 equals 1 half r

Ditanya:

F subscript 2... ?

Jawab:

Hukum Coulomb menyatakan bahwa apabila ada dua muatan tidak sejenis maka akan menimbulkan gaya tarik menarik dan sebaliknya

F subscript 2 over F subscript 1 equals fraction numerator k begin display style fraction numerator q subscript A q subscript B over denominator r subscript 2 squared end fraction end style over denominator k fraction numerator q subscript A q subscript B over denominator 1 squared end fraction end fraction F subscript 2 over F subscript 1 equals r subscript 1 squared over r subscript 2 squared F subscript 2 over F equals r squared over open parentheses begin display style 1 half end style r close parentheses squared F subscript 2 equals 4 F

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

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