Roboguru

Pada titik sudut P, Q, R, S sebuah bujur sangkar PORS dengan panjang rusuk r, berturut turut diletakkan muatan +q, -q, -q, dan -q. Muatan +q mempunyai resultan gaya akibat dari muatan yang lain sebesar . Berapa besar x tersebut?

Pertanyaan

Pada titik sudut P, Q, R, S sebuah bujur sangkar PORS dengan panjang rusuk r, berturut turut diletakkan muatan +q, -q, -q, dan -q. Muatan +q mempunyai resultan gaya akibat dari muatan yang lain sebesar left parenthesis fraction numerator k q squared over denominator r squared end fraction right parenthesis x. Berapa besar x tersebut?

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui

F equals open parentheses fraction numerator k q squared over denominator r squared end fraction close parentheses x r space equals space r q subscript p equals q q subscript Q equals q subscript R equals q subscript S equals q

Ditanya : besar x?

Penyelesaian

tentukan besar gaya tarik dari masing-masing muatan. Gaya pada muatan P dan Q akan sama dengan gaya pada muaatan P dan S

F subscript P Q end subscript equals F subscript P S end subscript equals fraction numerator k q q over denominator r squared end fraction F subscript P Q end subscript equals F subscript P S end subscript equals fraction numerator k q squared over denominator r squared end fraction

Tentukan resultan dari gaya FPQ dan FPS

F subscript r equals square root of F subscript P Q end subscript squared plus F subscript P S end subscript squared end root F subscript r equals square root of open parentheses fraction numerator k q squared over denominator r squared end fraction close parentheses squared plus open parentheses fraction numerator k q squared over denominator r squared end fraction close parentheses squared end root F subscript r equals fraction numerator k q squared over denominator r squared end fraction square root of 2

Gaya pada muatan P dan R

F subscript P R end subscript equals fraction numerator k q q over denominator open parentheses r square root of 2 close parentheses squared end fraction F subscript P R end subscript equals fraction numerator k q squared over denominator 2 r end fraction

Maka besar x

F equals F subscript r plus F subscript P R end subscript open parentheses k q squared over r squared close parentheses x equals k q squared over r squared square root of 2 plus k fraction numerator q squared over denominator 2 r squared end fraction open parentheses k q squared over r squared close parentheses x equals k q squared over r squared open parentheses square root of 2 plus 1 half close parentheses x equals square root of 2 plus 1 half

Dengan demikian, nilai x adalah square root of bold 2 bold plus bold 1 over bold 2.

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

Perhatikan gambar berikut. Tiga muatan Q1, Q2 dan Q3 berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

q subscript 1 equals negative 10 mu straight C equals negative 10 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C q subscript 2 equals 6 mu straight C equals 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C q subscript 3 equals 8 mu straight C equals negative 8 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C r subscript 21 equals r subscript 31 equals 30 space cm equals 0 comma 3 space straight m

Ditanya:F1.

Penyelesaian:

Soal ini menggunakan konsep Hukum Coulomb, yakni hukum yang membahas tentang gaya yang muncul ketika dua muatan didekatkan pada jarak tertentu. Gaya yang bekerja pada muatan Q1 dipengaruhi oleh dua muatan lainnya. Perhatikan gambar.

Gaya yang bekerja pada muatan satu akibat dua muatan lain adalah:

F subscript 21 equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator open parentheses 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses open parentheses 10 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses over denominator 0 comma 3 squared end fraction equals 6 space straight N F subscript 31 equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator open parentheses 8 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses open parentheses 10 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses over denominator 0 comma 3 squared end fraction equals 8 space straight N

Resultan gaya yang bekerja pada muatan satu:

F subscript 1 equals square root of F subscript 21 squared plus F subscript 31 squared plus 2 F subscript 13. F subscript 23 cos 90 end root F subscript 1 equals square root of open parentheses 6 close parentheses squared plus open parentheses 8 close parentheses squared plus 0 end root F subscript 1 equals 10 space straight N

Jadi gaya yang bekerja pada muatan Q1 sebesar 10 N.

Oleh karena itu jawaban yang benar adalah D.

4

Roboguru

Dua bola bermuatan listrik B dan C berada pada jarak 2 m. Muatan bola B dan C masing-masing besarnya qB​=+40×10−5CdanqC​=−50×10−5C . Titik A berada dalam pengaruh medan listrik dari kedua bola tersebu...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

qB=+40×105CqC=50×105CqA=+20×105Cθ=18045=135rAC=1m

Ditanya : Resultan gaya Coulomb di titik A?

Penyelesaian :

Karena titik A, B, dan C merupakan segitiga sama kaki, maka jarak AB = AC = 1 m. Muatan A dan B akan tolak menolak, sedangkan muatan C dan A akan tarik menarik.

Tentukan besar gaya Coulomb

FAB=rAB2kqAqBFAB=129×10920×10540×105FAB=720NFAC=rAC2kqAqCFAC=129×10920×10550×105FAC=900N

maka, gaya Coulomb di titik A adalah

FA=FAB2+FAC2+2FABFACcos135FA=(720)2+(900)2+2720900(22)FA=641,8N

Dengan demikian, gaya Coulomb di titik A adalah 641,8 N.

0

Roboguru

Tiga buah muatan diletakkan pada ketiga sudut suatu persegi seperti gambar. Setiap sisi dari persegi adalah 30 cm.   Berapakah gaya pada muatan 6 μC yang ditempatkan di titik yang kosong?

Pembahasan Soal:

Diketahui

q subscript 1 equals negative 5 space μC equals 5 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C q subscript 2 equals negative 4 space μC equals 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C q subscript 3 equals 8 space μC equals 8 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C q subscript 4 equals 6 space mu C equals 6 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space C r equals 30 space cm equals 0 comma 3 space straight m

Ditanyakan FR

Penyelesaian

Hitung besar F1, F2 dan F3

F subscript 1 equals fraction numerator k q subscript 1 q subscript 4 over denominator r squared end fraction F subscript 1 equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 5 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 left parenthesis 0 comma 3 right parenthesis squared end fraction F subscript 1 equals 3 space straight N  F subscript 2 equals fraction numerator k q subscript 2 q subscript 4 over denominator r squared end fraction F subscript 2 equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 4 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 left parenthesis 0 comma 3 right parenthesis squared end fraction F subscript 2 equals 2 comma 4 space straight N  F subscript 3 equals fraction numerator k q subscript 3 q subscript 4 over denominator r squared end fraction F subscript 3 equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 8 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 left parenthesis 0 comma 3 square root of 2 right parenthesis squared end fraction F subscript 3 equals 2 comma 4 space straight N

gaya F1 dan F2 saling tegak lurus, maka besar resultan dari kedua gaya ini adalah

F subscript a equals square root of F subscript 1 squared plus F subscript 2 squared end root F subscript a equals square root of 3 squared plus 2 comma 4 squared end root F subscript a equals square root of 9 plus 5 comma 76 end root F subscript a equals 3 comma 84 space straight N

antara Fa dan F3 saling berlawanan arah, maka besar resultannya adalah

F subscript R equals F subscript a minus F subscript 3 F subscript R equals 3 comma 84 minus 2 comma 4 F subscript R equals 1 comma 44 space straight N

Dengan demikian, besar resultan totalnya adalah 1,44 N

 

0

Roboguru

Tiga partikel positif yang bermuatan sama, . diletakkan pada sudut-sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 15,0 cm (lihat gambar). Hitung magnitudo dan arah gaya neto pada setiap partikel karena ...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

q subscript 1 equals q subscript 2 equals q subscript 3 equals plus 17 mu straight C equals plus 17 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C r subscript 12 equals r subscript 23 equals r subscript 31 equals 15 comma 0 space cm equals 0 comma 15 space straight m

Ditanya: F1 , F2 dan F3

Penyelesaian:

Gaya total pada muatan 1

Gaya total yang dialami oleh muatan q1 terdiri dari gaya yang disebabkan muatan q2 (F12) dan muatan q3 (F13). F12 dan F13 membentuk sudut sebesar 60° (karena segitiga sama sisi masing-masing sudutnya 60°). Sekarang kita cari masing-masing gaya.

Gaya yang disebabkan muatan 2

F12F12F12===kr122q1.q2(9×109)0,152(17×106)(17×106)115,6N 

Gaya yang disebabkan muatan 3

Karena besar muatan dan jarak antar muatan sama, maka

F subscript 12 equals F subscript 13 equals 115 comma 6 space straight N

Gaya total akibat dari gaya-gaya yang membentuk sudut dapat ditentukan menggunakan rumus.

F1F1F1===F122+F132+2F12.F13cos60115,62+115,62+2(115,6)(115,6)(21)200,22N 

Gaya total pada muatan 2 dan muatan 3

Karena besar dan muatan dan jarak ketiga muatan sama, maka besar gaya total pada muatan 1 (F1), gaya total pada muatan 2 (F2) dan gaya total pada muatan 3 (F3 ) akan sama.

F1=F2=F3=200,22N 

Jadi, besar F1 , Fdan F3  adalah 200,22 N. 

0

Roboguru

Perhatikan gambar berikut! Jika k=4πεo​1​ dan θ=30∘, hitung resultan gaya F yang bekerja pada muatan q pada gambar!

Pembahasan Soal:

Diketahui :

q1=Qq2=+Qq3=qr13=r23=r

Ditanya :  resultan gaya F yang bekerja pada muatan q ?

Penyelesaian :

Tentukan besar dan arah Gaya Coulomb dari muatan 1 dan 3, gaya yang terjadi tarik menarik antara kedua muatan

F13=kr132q1q3F13=4πεo1r2Qqkitamisalkan4πεo1r2Qq=F

Tentukan besar dan arah Gaya Coulomb dari muatan 2 dan 3, gaya yang terjadi tolak menolak antara kedua muatan

F23=kr232q2q3F23=4πεo1r2QqkarenaF=4πεo1r2Qqmaka,F23=F

Sudut yang terbentuk antara kedua gaya tersebut adalah

α=180θα=18030α=150

Sehingga, resultan gaya F yang bekerja pada muatan q

FR=F2+F2+2FFcos150FR=F2+F21,73F2FR=0,27F2FR=0,52F

Dengan demikian, resultan gaya F yang bekerja pada muatan q adalah 0,52F.

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