Pada sebuah segitiga sama sisi yang panjangnya 6 cm terdapat muatan listrik masing-masing dan . Tentukanlah gaya yang dialami oleh muatan akibat dari muatan .

Pertanyaan

Pada sebuah segitiga sama sisi yang panjangnya 6 cm terdapat muatan listrik masing-masing $plus 2 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C comma space plus 4 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C comma$ dan $negative 6 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ . Tentukanlah gaya yang dialami oleh muatan $negative 6 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ akibat dari muatan $plus 2 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ .

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui
$F subscript 1 equals plus 2 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$
$F subscript 2 equals plus 4 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$
$F subscript 3 equals negative 6 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$
$r equals 6 space cm equals 6 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m$

Ditanyakan
Gaya yang dialami oleh muatan $negative 6 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ akibat dari muatan $plus 2 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ atau $F subscript 31$

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, maka gaya yang dialami oleh muatan $negative 6 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ akibat dari muatan $plus 2 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent space straight C$ adalah:

$F subscript 21 equals k fraction numerator F subscript 3 F subscript 1 over denominator r squared end fraction F subscript 21 equals open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 close parentheses fraction numerator open parentheses 6 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent close parentheses open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent close parentheses over denominator open parentheses 6 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses squared end fraction F subscript 21 equals fraction numerator 108 cross times 10 to the power of negative 9 end exponent over denominator 36 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent end fraction F subscript 21 equals 3 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight N$

Dengan demikian, gaya yang dialami oleh muatan $bold minus bold 6 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 9 end exponent bold space bold C$ akibat dari muatan $bold plus bold 2 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 9 end exponent bold space bold C$ adalah gaya tolak menolak sebesar $bold 3 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 5 end exponent bold space bold N$ .

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 muatan titik masing-masing sebesar dipisahkan pada jarak 8 cm. Tentukan besarnya gaya yang dilakukan oleh satu muatan pada muatan lainnya.

Pembahasan Soal:

Diketahui :

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript 1 end cell equals cell q subscript 2 equals 0 comma 06 space μC equals 6 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C end cell row r equals cell 8 space cm equals 8 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m end cell end table end style$

Ditanya :

F = ....?

Jawab :

Soal ini kita gunakan rumus gaya coulomb :

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row F equals cell fraction numerator k q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction end cell row F equals cell fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 6 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent cross times 6 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent over denominator open parentheses 8 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses squared end fraction end cell row F equals cell 5 comma 06 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight N end cell end table end style$

Jadi, jawabannya $begin mathsize 14px style bold 5 bold comma bold 06 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 3 end exponent bold space bold N end style$ .

Roboguru

Gaya tolak-menolak dua buah benda besarnya 75 N. Muatan benda pertama 60 C dan muatan benda kedua 50 C. Hitunglah jarak kedua benda tersebut!

Pembahasan Soal:

Diketahui
$F equals 75 space N q subscript 1 equals 60 space C q subscript 2 equals 50 space straight C space$

Ditanyakan
Jarak kedua benda (r)

Secara matematis, Hukum Coulomb dirumuskan sebagai berikut:

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

Berdasarkan persamaan di atas, maka jarak kedua benda adalah:

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row F equals cell k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction end cell row cell r squared end cell equals cell k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator F end fraction end cell row cell r squared end cell equals cell open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 close parentheses fraction numerator open parentheses 60 close parentheses open parentheses 50 close parentheses over denominator 75 end fraction end cell row cell r squared end cell equals cell open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 close parentheses fraction numerator 3 cross times 10 cubed over denominator 75 end fraction end cell row cell r squared end cell equals cell fraction numerator 27 cross times 10 to the power of 12 over denominator 75 end fraction end cell row cell r squared end cell equals cell 0 comma 36 cross times 10 to the power of 12 end cell row r equals cell square root of 0 comma 36 cross times 10 to the power of 12 end root end cell row r equals cell 0 comma 6 space cross times 10 to the power of 6 space straight m end cell row straight r equals cell 6 cross times 10 to the power of 5 space straight m end cell end table$

Dengan demikian, jarak kedua benda tersebut adalah $bold 6 bold cross times bold 10 to the power of bold 5 bold space bold m$ ,

Roboguru

Besar muatan A adalah + 8 µC dan muatan B adalah - 10 µC. Jika jarak antara muatan A dan B adalah 20 cm. Besar gaya tarik-menarik antara kedua muatan adalah.....

Pembahasan Soal:

Pada kedua muatan terjadi gaya tarik-menarik atau bisa dikatakan terjadi Gaya Coulumb. Persamaan Gaya Coulumb dituliskan sebagai berikut :

$begin mathsize 14px style bold italic F subscript bold c bold space bold equals bold space bold italic k bold space fraction numerator bold italic q subscript A bold italic space bold italic q subscript B over denominator bold italic r to the power of bold 2 end fraction end style$

kemudian untuk mengetahui besarnya gaya tarik-menarik dapat dihitung

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript c end cell equals cell k fraction numerator q subscript A q subscript B over denominator r squared end fraction end cell row cell F subscript c end cell equals cell 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator left parenthesis 8 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis left parenthesis 10 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent right parenthesis over denominator left parenthesis 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent right parenthesis squared end fraction end cell row cell F subscript c end cell equals cell fraction numerator 720 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction end cell row cell F subscript c end cell equals cell 18 space straight N end cell end table$

Jadi, besar gaya tarik-menarik yang terjadi antara kedua muatan adalah 18 N.

Roboguru

Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya 6 x 10-6 C dan 9 x 10-6 C terpisah pada jarak 3 cm. Tentukan besarnya gaya Coulomb yang bekerja pada tiap-tiap muatan!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$begin mathsize 14px style q subscript 1 equals 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C q subscript 2 equals 9 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C r equals 3 space cm equals 0 comma 03 space straight m end style$

Ditanya: F ?

Penyelesaian:

$begin mathsize 14px style F equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction F equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 9 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 0 comma 03 squared end fraction F equals 5 comma 4 cross times 10 squared space straight N end style$

Maka, besarnya gaya Coulomb yang bekerja pada tiap-tiap muatan adalah 5,4 x 10² N. $space$

Roboguru

Dua buah benda bermuatan listrik memiliki gaya tolak sebesar F dan terlihat pada gambar berikut. Tindakan yang dapat dilakukan agar gaya tolak-menolak kedua benda menjadi adalah ...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript 1 end cell equals cell 2 Q end cell row cell Q subscript 2 end cell equals cell 3 Q end cell row cell r subscript 1 end cell equals cell 4 space cm end cell row cell F subscript 1 end cell equals F end table$

Ditanya : Tindakan agar $F subscript 2 equals bevelled 1 fourth space F$ ?

Jawab :

Berdasarkan hukum Coulomb, maka hubungan gaya Coulomb dengan jarak muatan menggunakan persamaan berikut.

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript 1 over F subscript 2 end cell equals cell r subscript 2 squared over r subscript 1 squared end cell row cell fraction numerator F over denominator begin display style 1 fourth end style F end fraction end cell equals cell r subscript 2 squared over 4 squared end cell row 4 equals cell r subscript 2 squared over 16 end cell row cell r subscript 2 squared end cell equals 64 row cell r subscript 2 end cell equals cell 8 space cm end cell end table$

Tindakan yang dapat dilakukan agar gaya tolak-menolak kedua benda menjadi $bevelled 1 fourth space F$ adalah menjadikan jarak pisah kedua muatan menjadi 8 cm yaitu dengan menggeser muatan 3Q sejauh 4 cm menjauhi muatan 2Q.

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

Roboguru