Roboguru

Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan q = + 0,5 μC digantungkan pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat di sebelah kanan benda pada jarak 15 cm diletakkan muatan  q’ = -1 μC yang menyebabkan posisi benda menjadi seperti gambar di bawah. Jika g = 10 ms-2 dan k = 9 × 109 Nm2C-1, tegangan pada tali dekat pada harga ... (dalam Newton).

Pertanyaan

Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan q = + 0,5 μC digantungkan pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat di sebelah kanan benda pada jarak 15 cm diletakkan muatan  q’ = -1 μC yang menyebabkan posisi benda menjadi seperti gambar di bawah.

Jika g = 10 ms-2 dan k = 9 × 10Nm2C-1, tegangan pada tali dekat pada harga ... (dalam Newton).

  1. 0,20space 

  2. 0,24space 

  3. 0,28space 

  4. 0,32space 

  5. 0,40space 

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui :

m equals 20 space gram equals 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space kg q equals plus 0 comma 5 space μC equals 5 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space straight C q apostrophe equals negative 1 space μC equals negative 10 to the power of negative 6 end exponent space straight C r equals 15 space cm equals 15 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m k equals 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared straight C to the power of negative 2 end exponent straight g equals 10 space straight m divided by straight s squared    

Ditanya : T

Jawab :

Dua benda bermuatan dengan jenis muatan berbeda akan mengalami gaya tarik-menarik yang disebut gaya Coulomb. Dalam kasus ini, selain gaya Coulomb, benda tersebut juga mendapatkan pengaruh gaya berat w sehingga tali yang mengikatnya akan menegang dengan tegangan tali T.

Diagram gaya yang bekerja pada benda dapat digambarkan sebagai berikut :

Dari diagram tersebut, terdapat 3 gaya yang bekerja pada benda yang membentuk suatu kesetimbangan, sehingga berlaku hukum I Newton, yaitu resultan gaya = 0.

Pertama bisa kita cari besar gaya Coulomb :

F equals fraction numerator k times q times q apostrophe over denominator r squared end fraction F equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 times 5 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator open parentheses 15 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses squared end fraction F equals 0 comma 2 space straight N 

Adapun gaya berat yang bekerja sebesar

 w equals m times g equals 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent times 10 equals 0 comma 2 space straight N  

Resultan kedua gaya tersebut menghasilkan resultan R (lihat diagram gaya di atas) dengan besar R adalah :

R equals square root of F squared plus w squared end root R equals square root of 0 comma 2 squared plus 0 comma 2 squared end root R equals 0 comma 28 space straight N  

Pada diagram terlihat arah resultan gaya R tersebut berlawanan dengan gaya tegangan tali T. Karena keadaan setimbang maka berlaku :

capital sigma F equals 0 T minus R equals 0 T equals R T equals 0 comma 28 space straight N 

Dengan demikian didapatkan besar tegangan tali adalah 0,28 N.

Jadi jawaban yang tepat adalah C.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 13 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

Dua buah partikel identik terpisah pada jarak 3 m. Gaya Coulomb yang bekerja pada keduanya adalah  N. Hitunglah muatan partikel masing-masing!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

q subscript 1 equals q subscript 2 equals q (muatan identik)
F equals 2 cross times 10 to the power of 4 space straight N straight r equals 3 straight m

Ditanya: q

Jawab:

Gunakan Hukum Coloumb untuk menyelesaikan soal.

F equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction F equals k q squared over r squared q squared equals fraction numerator F r squared over denominator k end fraction q equals square root of fraction numerator F r squared over denominator k end fraction end root q equals square root of fraction numerator 2 cross times 10 to the power of 4 cross times 3 squared over denominator 9 cross times 10 to the power of 9 end fraction end root q equals square root of 2 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent end root q equals 4 square root of 5 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight C

Dengan demikian muatan partikel masing-masing senilai 4 square root of 5 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight C 

Roboguru

Dua muatan listrik q1= +1μC dan q2= +2μC berjarak d cm, dan menimbulkan gaya tolak menolak sebesar F. Jika pada masing-masing muatan ditambahkan muatan listrik sebesar 1μC, agar gaya tolak menolaknya ...

Pembahasan Soal:

Roboguru

Dua muatan listrik q1= +1μC dan q2= +2μC berjarak d cm, dan menimbulkan gaya tolak menolak sebesar F. Jika pada masing-masing muatan ditambahkan muatan listrik sebesar 1μC, agar gaya tolak menolaknya ...

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 plus 1 μC end cell row cell q subscript 2 end cell equals cell plus 2 μC end cell row r equals cell d space cm end cell row cell F apostrophe end cell equals cell F space N end cell row cell q subscript 1 apostrophe end cell equals cell plus 2 μC end cell row cell q subscript 2 apostrophe end cell equals cell plus 3 μC end cell end table end style   

 

Pembahasan :

Pada konsep materi coloumb semakin besar muatan maka jarak kuadratnya akan semakin besar dengan gaya yang tetap, sesuai dengan persamaan matematisnya pada gaya yang sama. Muatan berbanding terbalik dengan jarak kuadratnya.

Sehingga, karena adanya penambahan muatan maka jaraknya akan semakin kecil (dekat)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F apostrophe end cell equals F row cell k fraction numerator q subscript 1 apostrophe q subscript 2 apostrophe over denominator r apostrophe squared end fraction end cell equals cell k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction end cell row cell fraction numerator left parenthesis 2 mu right parenthesis left parenthesis 3 mu right parenthesis over denominator r apostrophe squared end fraction end cell equals cell fraction numerator left parenthesis 1 mu right parenthesis left parenthesis 2 mu right parenthesis over denominator d squared end fraction end cell row cell r apostrophe squared end cell equals cell 3 d squared end cell row cell r apostrophe end cell equals cell d square root of 3 space cm end cell end table end style 

Jadi, jarak antar kedua muatan ketika besar muatan ditambah adalah begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank d end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cell square root of 3 end cell end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank space end table table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cm end table end style

Roboguru

Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan  digantung pada seutas tali ringan yang massanya diabaikan. Tepat pada jarak 15 cm disebelah kanan terdapat muatan  seperti gambar di atas. Tentukanlah besa...

Pembahasan Soal:

Diagram gaya pada sistem muatan digambarkan berikut ini.

 

Tinjau kesetimbangan gaya pada sumbu x:

capital sigma F subscript x equals 0 F subscript C equals T space sin space theta k space fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction equals T space sin space theta T space sin space theta equals k space fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction space..... left parenthesis straight i right parenthesis   

Tinjau kesetimbangan gaya pada sumbu y:

capital sigma F subscript y equals 0 T space cos space theta equals w T space cos space theta equals m space g space..... left parenthesis ii right parenthesis 

Bagikan persamaan (i) dan (ii) maka diperoleh besar sudut yaitu:

tan space theta equals fraction numerator k space q subscript 1 space q subscript 2 over denominator r squared space m space g end fraction tan space theta equals fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 0 comma 5 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 1 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator open parentheses 15 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses squared cross times 20 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent cross times 10 end fraction tan space theta equals 1 theta equals 45 degree. 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 45 degree.

Roboguru

Dua buah muatan berada pada sumbu x, yaitu +3 μC di x = 0 dan -5 μC di x = 40 cm. di mana muatan ketiga q harus ditempatkan agar resultan gaya padanya adalah nol?

Pembahasan Soal:

text q end text subscript b text =3 μC = 3×10 end text to the power of negative 6 end exponent text C end text text q end text subscript c text =5 μC = 5×10 end text to the power of negative 6 end exponent text C end text text r end text subscript b c end subscript text =40 cm = 0,4 m end text

text F end text subscript q b end subscript text =F end text subscript a c end subscript text k end text fraction numerator text q end text times text q end text subscript b over denominator text r end text subscript q b end subscript squared end fraction text =k end text fraction numerator text q end text times text q end text subscript a over denominator text r end text subscript q a end subscript squared end fraction text 3×10 end text to the power of negative 6 end exponent over d squared text = end text text 5×10 end text to the power of negative 6 end exponent over open parentheses 0 comma 4 plus text d end text close parentheses squared fraction numerator text 3 end text over denominator d squared end fraction text = end text fraction numerator text 5 end text over denominator open parentheses 0 comma 4 plus text d end text close parentheses squared end fraction square root of fraction numerator text 3 end text over denominator text 5 end text end fraction end root text = end text fraction numerator text d end text over denominator open parentheses 0 comma 4 plus text d end text close parentheses end fraction text 0,707= end text fraction numerator text d end text over denominator open parentheses 0 comma 4 plus text d end text close parentheses end fraction text 0,774 end text open parentheses 0 comma 4 plus text d end text close parentheses text =d end text 0 comma 28 plus 0 comma 774 text d=d end text 0 comma 28 text =d- end text 0 comma 774 text d end text 0 comma 28 text =0,226d end text fraction numerator 0 comma 28 over denominator 0 , 226 end fraction text =d end text 1 comma 24 space text m=d end text

Dengan demikian, muatan q harus diletakkan sejauh text 1,24 m end text dari titik B.

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