Roboguru

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

Pertanyaan

Perhatikan gambar berikut!

Jika k equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript o end fraction dan theta equals 30 degree, hitung resultan gaya F yang bekerja pada muatan q pada gambar!

Pembahasan Soal:

Diketahui :

q subscript 1 equals negative Q q subscript 2 equals plus Q q subscript 3 equals q r subscript 13 equals r subscript 23 equals 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

F subscript 13 equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 3 over denominator r subscript 13 squared end fraction F subscript 13 equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript o end fraction fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction kita space misalkan fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript o end fraction fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction equals F

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

F subscript 23 equals k fraction numerator q subscript 2 q subscript 3 over denominator r subscript 23 squared end fraction F subscript 23 equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript o end fraction fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction karena F equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript o end fraction fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction maka comma space F subscript 23 equals F

Sudut yang terbentuk antara kedua gaya tersebut adalah

alpha equals 180 minus theta alpha equals 180 minus 30 alpha equals 150 degree

Sehingga, resultan gaya F yang bekerja pada muatan q

F subscript R equals square root of F squared plus F squared plus 2 F F cos 150 degree end root F subscript R equals square root of F squared plus F squared minus 1 comma 73 F squared end root F subscript R equals square root of 0 comma 27 F squared end root F subscript R equals 0 comma 52 F

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

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

J. Khairina

Mahasiswa/Alumni Universitas Pendidikan Indonesia

Terakhir diupdate 21 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

Perhatikan gambar berikut! Jika qA​=−2×10−9C, qB​=+4×10−9C, qC​=−6×10−9C, qD​=3×10−9C, dan qE​=2×10−9C. Hitunglah besar gaya Coulomb yang  dialami qE!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

qa = -2 x 10-9 C

qB = +4 x 10-9 C

qc = - 6 x 10-9 C

qd = 3 x 10-9 C

qe = 2 x 10-9 C.

Untuk menentukan gaya Coulomb yang  dialami qgunakan rumus berikut:

Pada persegi, panjang diagonalnya didapat dengan teorema pythagoras

AC = BD = 2√2 m

Muatan qE terletak di perpotongan diagonal sehingga jarak dengan muatan lain setengah panjang diagonal persegi

AE = BE = CE = DE = √2 m

Gaya coulomb muatan qE dengan qtarik menarik

Fa===AE2kqeqA229×109×2×109×2×10918×109N

Gaya coulomb muatan qE dengan qB tolak menolak

Fb===BE2kqeqb229×109×2×109×4×10936×109N

Gaya coulomb muatan qE dengan qC tarik menarik

Fc===CE2kqeqc229×109×2×109×6×10954×109N

Gaya coulomb muatan qE dengan qD tolak menolak

Fd===DE2kqeqd229×109×2×109×3×10927×109N

Maka Resultan gaya antara Fa dengan Fc adalah:

Fac===FcFa(548)×109C36×109C

Sehingga diperoleh resultan sebesar 36×109C

0

Roboguru

Perhatikan gambar! Tiga buah muatan listrik ditempatkan seperti pada gambar, besar resultan gaya listrik yang dialami muatan Q1​ adalah .... (k=9×109N.m2C−2dan1μ=10−6)

Pembahasan Soal:

Arah gaya-gaya coulomb pada Q subscript 1 jika digambarkan menjadi

NilaiQ subscript 1 equals 3 μC equals 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C space dan space Q subscript 2 equals Q subscript 3 equals 2 μC equals 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent straight C space dengan space r subscript 12 equals r subscript 13 equals 3 space cm equals 3 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m Sehingga

F subscript 13 equals F subscript 12 equals fraction numerator k. Q subscript 1. Q subscript 2 over denominator r squared subscript 12 end fraction equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9. space 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent. space 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator left parenthesis 3 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent right parenthesis squared end fraction equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9.6 cross times 10 to the power of negative 12 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent end fraction equals 60 space straight N

Karena F subscript 13 dan F subscript 12 membentuk sudut siku-siku (90 degree), maka resultan gayanya adalah

F subscript 1 equals square root of F squared subscript 12 plus F squared subscript 13 end root equals square root of 60 squared plus 60 squared end root equals 60 square root of 2 space straight N

Oleh karena itu, jawabannya adalah B

0

Roboguru

Pada titik-titik sudut dari sebuah segitiga sama sisi ditempatkan muatan-muatan listrik q1 = 1 μC (positif) dan q2 = 2  (positif) dan q3 = 4  (negatif). Jika-panjang sisi-sisi segitiga tersebut 30 cm,...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

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

Ditanyakan : F subscript 1 equals... ?
Untuk menentukan besarnya gaya yang bekerja pada muatan q1, maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut.

  1. Memproyeksikan gaya-gaya yang bekerja pada muatan q1

    space space
     
  2. Menentukan besarnya gaya yang bekerja pada muatan q1

    F subscript italic 1 equals square root of F subscript italic 12 to the power of italic 2 plus F subscript italic 13 to the power of italic 2 plus 2 F subscript italic 12 F subscript italic 13 cos theta end root F subscript italic 1 equals square root of open parentheses fraction numerator k q subscript italic 1 q subscript italic 2 over denominator r to the power of italic 2 end fraction close parentheses squared plus open parentheses fraction numerator k q subscript italic 1 q subscript italic 3 over denominator r to the power of italic 2 end fraction close parentheses squared plus 2 open parentheses fraction numerator k q subscript italic 1 q subscript italic 2 over denominator r to the power of italic 2 end fraction close parentheses open parentheses fraction numerator k q subscript italic 1 q subscript italic 3 over denominator r to the power of italic 2 end fraction close parentheses cos open parentheses 120 close parentheses end root F subscript italic 1 equals square root of open parentheses fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator open parentheses 0 comma 3 close parentheses squared end fraction close parentheses squared plus open parentheses fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator open parentheses 0 comma 3 close parentheses squared end fraction close parentheses squared plus 2 cross times open parentheses fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator open parentheses 0 comma 3 close parentheses squared end fraction close parentheses cross times open parentheses fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator open parentheses 0 comma 3 close parentheses squared end fraction close parentheses cross times open parentheses negative 1 half close parentheses end root F subscript italic 1 equals square root of open parentheses fraction numerator 9 cross times 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 0 comma 09 end fraction close parentheses squared plus open parentheses fraction numerator 9 cross times 4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 0 comma 09 end fraction close parentheses squared plus 2 cross times open parentheses fraction numerator 9 cross times 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 0 comma 09 end fraction close parentheses cross times open parentheses fraction numerator 9 cross times 4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 0 comma 09 end fraction close parentheses cross times open parentheses negative 1 half close parentheses end root F subscript italic 1 equals square root of open parentheses fraction numerator 9 cross times 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction close parentheses squared plus open parentheses fraction numerator 9 cross times 4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction close parentheses squared plus 2 cross times open parentheses fraction numerator 9 cross times 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction close parentheses cross times open parentheses fraction numerator 9 cross times 4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction close parentheses cross times open parentheses negative 1 half close parentheses end root F subscript italic 1 equals square root of open parentheses 0 comma 2 close parentheses squared plus open parentheses 0 comma 4 close parentheses squared plus open parentheses 2 cross times 0 comma 2 cross times 0 comma 4 cross times open parentheses negative 1 half close parentheses close parentheses end root F subscript italic 1 equals square root of 0 comma 04 plus 0 comma 16 minus 0 comma 08 end root F subscript italic 1 equals square root of 0 comma 12 end root F subscript italic 1 equals square root of 0 comma 04 space cross times space 3 end root F subscript italic 1 equals square root of 0 comma 04 space end root cross times square root of 3 F subscript italic 1 equals 0 comma 2 square root of 3 space straight N

Jadi, besarnya gaya yang bekerja pada muatan q1 adalah bottom enclose bold 0 bold comma bold 2 square root of bold 3 bold space bold N bold. end enclose

5

Roboguru

Perhatikan gambar berikut! F1​ dan F2​ saling tegak lurus. Jika ∣FR​∣ adalah besar resultan gaya yang bekerja pada muatan q, maka memenuhi ….

Pembahasan Soal:

Resultan gaya dari sistem di atas digambarkan sebagai

begin mathsize 12px style open vertical bar F subscript R close vertical bar equals square root of F subscript 1 superscript 2 plus F subscript 2 superscript 2 end root end style   

0

Roboguru

Diketahui tiga muatan q1 = 3 μC, q2 = -6 μC, dan q3 = 2 μC dengan jarak antara q1 dan q2 15 cm, sedangkan jarak antara q2 dan q3 20 cm. Berapakah gaya yang dialami oleh muatan titik q1 akibat kehadira...

Pembahasan Soal:

Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antara dua muatan listrik di sebut gaya Coulomb. Besar gaya Coulomb (F) dirumuskan sebagai:

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

dengan, 

k = konstanta open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared close parentheses

q = muatan listrik (C)

r = jarak dua muatan(m)

Pada Soal Ini 

Diketahui:

q1 = 3 μC = 3 × 10-6 C

q2 = -6 μC = -6 × 10-6 C

q3 = 2 μC = 2 × 10-6 C

r12 = 15 cm = 0,15 m

r23 = 20 cm = 0,2 m

Ditanya: F1 = ...?

Jawab:

Ilustrasi posisi ketiga muatan.dan gaya listrik yang bekerja pada q1.

Jarak antara muatan 1 dan 3

r subscript 13 equals square root of r subscript 12 squared plus r subscript 23 squared end root r subscript 13 equals square root of 0 comma 15 squared plus 0 comma 2 squared end root r subscript 13 equals square root of 0 comma 0225 plus 0 comma 04 end root r subscript 13 equals square root of 0 comma 0625 end root r subscript 13 equals 0 comma 25 space straight m 

Gaya coulomb oleh muatan q2

F subscript 12 equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r subscript 12 squared end fraction F subscript 12 equals open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared close parentheses fraction numerator open parentheses 3 cross times 10 to the power of 6 space straight C close parentheses open parentheses 6 cross times 10 to the power of 6 space straight C close parentheses over denominator open parentheses 0 comma 15 space straight m close parentheses squared end fraction F subscript 12 equals 7 comma 2 space straight N 

Gaya coulomb oleh muatan q3

F subscript 13 equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 3 over denominator r subscript 13 squared end fraction F subscript 13 equals open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared close parentheses fraction numerator open parentheses 3 cross times 10 to the power of 6 space straight C close parentheses open parentheses 2 cross times 10 to the power of 6 space straight C close parentheses over denominator open parentheses 0 comma 25 space straight m close parentheses squared end fraction F subscript 13 equals 0 comma 864 space straight N 

Karena F13 membentuk sudut terhadap sumbu x dan sumbu y maka kita uraikan sebagai berikut.

Total gaya pada sumbu x

F subscript x equals F subscript 13 space sin space 45 degree F subscript x equals open parentheses 0 comma 864 space N close parentheses open parentheses 1 half square root of 2 close parentheses F subscript x equals 0 comma 61 space straight N 

Total gaya pada sumbu y

F subscript y equals F subscript 12 plus F subscript 13 space cos space 45 degree F subscript y equals 7 comma 2 space straight N plus open parentheses 0 comma 864 space straight N close parentheses open parentheses 1 half square root of 2 close parentheses F subscript y equals 7 comma 2 space straight N plus 0 comma 61 space straight N F subscript y equals 7 comma 81 space straight N 

Total gaya pada muatan q1

 F subscript 1 equals square root of F subscript x squared plus F subscript y squared end root F subscript 1 equals square root of 0 comma 61 squared plus 7 comma 81 squared end root F subscript 1 equals 7 comma 83 space straight N 

Arah gaya terhadap garis horizontal

theta equals tan to the power of negative 1 end exponent open parentheses fraction numerator 7 comma 81 over denominator 0 comma 61 end fraction close parentheses theta equals tan to the power of negative 1 end exponent open parentheses 12 comma 8 close parentheses theta equals 85 comma 53 degree 

Jadi, gaya total yang dialami muatan q1 sebesar 7,83 N dengan arah membentuk sudut sebesar 85,53° terhadap garis horizontal. space 

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