Roboguru

Perhatikan gambar berikut!    Tiga buah partikel P, Q, dan R terletak pada titik-titik sudut segitiga dan siku-siku di Q seperti pada gambar. Muatan di titik P sebesar +16 x 10-5 C, muatan di titik R sebesar -36 x 10-5 C, jarak PQ = 4 m, dan jarak QR = 9 m. Apabila gaya Coulomb yang dialami partikel di titik Q sebesar 1,96 N, besar muatan partikel di titik Q adalah . . . .

Pertanyaan

 Perhatikan gambar berikut!

  

Tiga buah partikel P, Q, dan R terletak pada titik-titik sudut segitiga dan siku-siku di Q seperti pada gambar. Muatan di titik P sebesar +16 x 10-5 C, muatan di titik R sebesar -36 x 10-5 C, jarak PQ = 4 m, dan jarak QR = 9 m. Apabila gaya Coulomb yang dialami partikel di titik Q sebesar 1,96 N, besar muatan partikel di titik Q adalah . . . .

  1. 2 x 10-5 

  2. 4 x 10-5 C 

  3. 2 x 10-4 C  

  4. 4 x 10-4 C  

  5. 1 x 10-4 C 

Pembahasan Soal:

Diketahui:

QP = +16 x 10-5 C

QR = -36 x 10-5 C

rPQ = 4 m

rQR = 9 m

FQ = 1,96 N

Ditanya: QQ = ?

Pembahasan:

Gaya Coulomb pada muatan Q dapat dihitung dengan persamaan:

FQ=FPQ2+FQR2 

Dimana:

FPQ=rPQ2kQPQQFPQ=429×10916×105QQFPQ=9×104QQN 

Sementara itu:

FQR=rQR2kQQQRFQR=929×109QQ36×105FPQ=4×104QQN 

Maka:

FQ=FPQ2+FQR21,96=(9×104QQ)2+(4×104QQ)21,96=(81×108QQ2)+(16×108QQ2)1,96=97×108QQ21,96=1×104QQ971,96=9,85×104QQQQ=0,2×104QQ=2×105C 

Dengan demikian besar muatan partikel di titik Q adalah 2 x 10-5 C.

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

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

Tiga muatan yang sama terletak pada sudut-sudut segitiga sama sisi. Jika gaya antara dua muatan besarnya F, besar gaya total pada setiap muatan adalah...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript A end cell equals cell q subscript B double bond q subscript C double bond q end cell row cell theta subscript A end cell equals cell theta subscript B double bond theta subscript C double bond theta equals 180 degree division sign 3 equals 60 degree end cell row cell F subscript AB end cell equals cell F subscript AC double bond F subscript BA double bond F subscript BC double bond F subscript CA double bond F subscript CB double bond F end cell end table  

 

Pembahasan :

Gaya listrik (gaya coloumb) merupakan gaya yang terjadi ketika ada interaksi antar muatan, jika dua muatan yang sejenis berinteraksi maka akan terjadi gaya tolak menolak dan jika dua muatan yang berlawanan jenis berinteraksi maka akan terjadi gaya tarik menarik.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript R end cell equals cell square root of F subscript 1 squared plus F subscript 1 squared plus 2 F subscript 1 F subscript 2 cos open parentheses 60 degree close parentheses end root end cell row blank equals cell square root of F squared plus F squared plus 2 FFcos open parentheses 60 degree close parentheses end root end cell row blank equals cell square root of 2 F squared plus 2 F squared left parenthesis bevelled 1 half right parenthesis end root end cell row blank equals cell square root of 3 F squared end root end cell row blank equals cell F square root of 3 space N end cell end table end style 

Jadi, jawaban yang tepat adalah D

2

Roboguru

Sebuah segitiga sama sisi ABC dengan panjang sisi 30 cm terletak di udara. Pada titik A, B, dan C terdapat muatan listrik brturut-turut . Besar gaya Coulomb di titik C adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui: 

q subscript A equals negative 2 mu C equals negative 2 cross times 10 to the power of negative 6 space end exponent straight C q subscript B equals plus 2 mu C equals plus 2 cross times 10 to the power of negative 6 space end exponent straight C q subscript C equals plus 4 mu C equals plus 4 cross times 10 to the power of negative 6 space end exponent straight C r equals 30 space cm equals 0 comma 3 space straight m

Ditanya: FC.  

Penyelesaian:

Soal ini menggunakan konsep Hukum Coulomb. Hukum ini mengenai gaya yang muncul ketika dua muatan didekatkan pada jarak tertentu. Gaya yang bekerja pada muatan C dipengaruhi oleh 2 muatan lainnya. Ilustrasi soal dapat dilihat pada gambar berikut. 

F subscript C A end subscript equals k fraction numerator q subscript C q subscript A over denominator r subscript C A end subscript squared end fraction F subscript C A end subscript equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator open parentheses 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses over denominator 0 comma 3 squared end fraction F subscript C A end subscript equals 0 comma 8 space straight N  F subscript C B end subscript equals k fraction numerator q subscript C q subscript B over denominator r subscript C B end subscript squared end fraction F subscript C B end subscript equals 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator open parentheses 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses over denominator 0 comma 3 squared end fraction F subscript C B end subscript equals 0 comma 8 space straight N

Gaya coulomb pada masing-masing muatan adalah resultan dari gaya yang mempengaruhi. Karena kedua gaya membentuk sudut, maka resultan gaya pada masing-masing muatan:

F subscript C equals square root of F subscript A C end subscript squared plus F subscript B C end subscript squared plus 2 F subscript A C end subscript. F subscript B C end subscript. cos 120 degree end root F subscript C equals square root of 0 comma 8 squared plus 0 comma 8 squared plus 2.0 comma 8.0 comma 8 left parenthesis negative 1 half right parenthesis end root F subscript C equals 0 comma 8 space straight N

Jadi gaya yang bekerja pada muatan C sebesar 0,8 N.

Oleh karena itu jawaban yang tepat adalah C.

0

Roboguru

Suatu segitiga ABC sama sisi dengan sisi 1 m berada di udara. Pada titik-titik sudut A, B, dan C, terdapat muatan listrik masing-masing sebesar . Jika , hitung gaya listrik di titik C.

Pembahasan Soal:

Diketahui

q subscript A equals 3 space μC equals 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C q subscript B equals negative 1 space μC equals negative 1 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C q subscript C equals 2 space μC equals 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C r equals 1 space straight m

Ditanya : gaya listrik di C?

Penyelesaian

Hukum Coulomb: interaksi muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan yang berlainan jenis akan tarik-menarik. Gaya dari hukum coulomb disebut juga gaya listrik. Persamaannya sebagai berikut:

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

Besar gaya dari muatan A dan C

F subscript A C end subscript equals k fraction numerator q subscript A q subscript C over denominator r squared end fraction F subscript A C end subscript equals 9 cross times 10 to the power of 9 times fraction numerator 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent times 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 1 squared end fraction F subscript A C end subscript equals 0 comma 054 space straight N

Besar gaya dari muatan B dan C

F subscript B C end subscript equals k fraction numerator q subscript B q subscript C over denominator r squared end fraction F subscript B C end subscript equals 9 cross times 10 to the power of 9 times fraction numerator 1 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent times 2 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 1 squared end fraction F subscript B C end subscript equals 0 comma 018 space straight N

Maka besar gaya di titik C

F subscript C equals square root of F subscript A C end subscript squared plus F subscript B C end subscript squared plus 2 F subscript A B end subscript F subscript B C end subscript cos open parentheses theta close parentheses end root F subscript C equals square root of left parenthesis 0 comma 054 right parenthesis squared plus left parenthesis 0 comma 018 right parenthesis squared plus 2 left parenthesis 0 comma 054 right parenthesis left parenthesis 0 comma 018 right parenthesis cos open parentheses 120 close parentheses end root F subscript C equals square root of 2314 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent end root F subscript C equals 48 comma 09 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent straight N

Dengan demikian, gaya di titik C adalah 48,09 x 10-3 N.

 

0

Roboguru

Tiga muatan sejenis dan sama besar Q terletak pada satu bidang. Jika pusat-pusat tiap muatan dihubungkan, terbentuk segitiga sama sisi dengan panjang sisi 2a. Besar gaya Coulomb yang dialami oleh sala...

Pembahasan Soal:

Gaya Coulumb pada salah satu muatan dipengaruhi oleh 2 muatan lain.
begin mathsize 14px style 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 blank equals cell k fraction numerator Q Q over denominator open parentheses 2 a close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell k fraction numerator Q squared over denominator 4 a squared end fraction end cell end table end style 

Karena nilai muatan dan jarak antar muatan sama, maka
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript 1 end cell equals cell F subscript 2 equals F end cell row cell F subscript 1 end cell equals cell F subscript 2 equals k fraction numerator Q squared over denominator 4 a squared end fraction end cell end table end style 

Muata berada pada setiap sudut segitiga sama sisi, sehingga resultannya:
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell capital sigma F end cell equals cell square root of F subscript 1 squared plus F subscript 2 squared plus 2 F subscript 1 F subscript 2 cos 60 degree end root end cell row blank equals cell square root of F squared plus F squared plus 2 F F 1 half end root end cell row blank equals cell square root of 2 F squared plus F squared end root end cell row blank equals cell square root of 3 F squared end root end cell row blank equals cell F square root of 3 end cell row blank equals cell fraction numerator k Q squared over denominator 4 a squared end fraction square root of 3 end cell end table end style 

Jadi, gaya Coulomb salah satu muatan adalah begin mathsize 14px style fraction numerator k Q squared over denominator 4 a squared end fraction square root of 3 end style.

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.begin mathsize 14px style fraction numerator k Q squared over denominator 4 a squared end fraction square root of 3 end style.

3

Roboguru

Diagram berikut menunjukkan tiga bola kecil bermuatan listrik. Besar gaya yang bekerja pada bola B adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript A end cell equals cell 40 space text μC end text equals 4 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space text C end text end cell row cell Q subscript B end cell equals cell negative 10 space text μC end text equals negative 1 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space text C end text end cell row cell Q subscript C end cell equals cell 30 space text μC end text equals 3 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space text C end text end cell row cell r subscript A B end subscript end cell equals cell 20 space text cm end text equals 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent space text m end text end cell row cell r subscript B C end subscript end cell equals cell 20 space text cm end text equals 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent space text m end text end cell end table end style 

Ditanya:
Gaya yang bekerja pada bola B?

Penyelesaian:
Dari soal tersebut, dapat digambarkan gaya-gaya yang bekerja pada muatan B

mencari nilai FBA
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript B A end subscript end cell equals cell k fraction numerator Q subscript B Q subscript A over denominator open parentheses r subscript B A end subscript close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator open parentheses 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses open parentheses 4 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses over denominator open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent cross times 10 to the power of negative 5 end exponent cross times 10 squared end cell row blank equals cell 90 space text N end text end cell end table end style 

mencari nilai FBC
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript B C end subscript end cell equals cell k fraction numerator Q subscript B Q subscript C over denominator open parentheses r subscript B C end subscript close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell 9 cross times 10 to the power of 9 fraction numerator open parentheses 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses open parentheses 3 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses over denominator open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent close parentheses squared end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 27 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent over denominator 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction end cell row blank equals cell 67 comma 5 space text N end text end cell end table end style 

karena dua gaya membentuk sudut 90°, maka resultannya:
begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript B end cell equals cell square root of open parentheses F subscript B A end subscript close parentheses squared plus open parentheses F subscript B C end subscript close parentheses squared end root end cell row blank equals cell square root of open parentheses 90 close parentheses squared plus open parentheses 67 comma 5 close parentheses squared end root end cell row blank equals cell square root of 12656 comma 25 end root end cell row blank equals cell 112 comma 5 space text N end text end cell end table end style 

Jadi, jawaban yang tepat adalah D. 112,5 N.

3

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