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.

Pertanyaan

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 plus 3 space μC comma space minus 1 space μC space dan space plus 2 space μC. Jika straight k equals 9 cross times 10 to the power of 9 space end exponent Nm squared divided by straight C squared, hitung gaya listrik di titik C.

Pembahasan Video:

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.

 

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

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

Roboguru

Pada titik segitiga sama sisi ABC terdapat muatan masing-masing (+q), (-q) dan (-q). Bila gaya antara A dan B adalah F maka gaya pada titik B adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui :

Tiga muatan ABC yang membentuk segitiga sama sisi. Besarnya FAB = F.

Ditanya :

FB = ....?

Jawab :

Gaya coulomb berbanding lurus dengan besarnya kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.

Kita tinjau muatan B, muatan B dipengaruhi oleh muatan A. Muatan B dan muatan A interaksinya adalah saling tarik menarik (FBA), karena muatannya berlawanan jenis.

Kita tinjau muatan B, muatan B dipengaruhi oleh muatan C. Muatan B dan muatan C interaksinya adalah saling tolak menolak (FBC), karena muatan sama-sama negatif.

Sudut yang dibentuk antara FBA dan FBC adalah 120 to the power of o. Muatan A, muatan B, dan muatan C nilainya sama-sama q, maka besarnya gaya interaksi dua muatan adalah F. (FAB = FBA = FBC = F)

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript B end cell equals cell square root of F subscript B A end subscript superscript 2 plus F subscript B C end subscript superscript 2 plus 2 F subscript B A end subscript F subscript B C end subscript cos space 120 degree end root end cell row cell F subscript B end cell equals cell square root of F squared plus F squared plus 2 F F open parentheses negative 1 half close parentheses end root end cell row cell F subscript B end cell equals cell square root of F squared plus F squared plus open parentheses negative F squared close parentheses end root end cell row cell F subscript B end cell equals cell square root of F squared end root end cell row cell F subscript B end cell equals F end table 

Dengan demikian, gaya pada titik B adalah F.

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

Roboguru

Tiga titik bermuatan listrik sejenis dan sama besar diiletakkan di setiap sudut-sudut segitiga sama sisi ABC. Jika gaya antara dua titik bermuatan bernilai F, gaya Coulomb di salah satu titik sudut se...

Pembahasan Soal:

DIketahui:

A=B=C=60F

Ditanya: Gaya Coulomb di salah satu titik sudut segitiga (F)?

Jawab:

Soal dapat kita ilustrasikan seperti gambar di bawah:

Besar gaya Coulomb di salah satu sudut merupakan resultan dari kedua gaya di titik tersebut, sehingga

FB====FBA2+FBC2+2FBAFBCcos60F2+F2+2FF213F2F3

Jadi, gaya Coulomb di salah satu titik sudut segitiga sebesar F3.


Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah E. 

Roboguru

Tiga buah muatan membentuk segitiga sama sisi seperti gambar berikut. Jarak antar ketiga muatan masing-masing adalah 10 cm. Jika Q1 = +1 C, Q2 = Q3 = −2 C dan k=9×109Nm2C−2, tentukan besar resultan...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

Q1Q2kr====+1CQ3=2C9×109Nm2C210cm=0,1m  

Ditanya :

F1 = ....?

Jawab :

Berdasarkan Hukum Coulomb, besar gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali kedua muatan itu, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua benda tersebut. Dirumuskan :

F=r2kQ1Q2 

Langkah 1, menghitung gaya Coulomb interaksi antara muatan Q1 dan muatan Q2.

F12=r122kQ1Q2F12=(0,1)2(9×109)(1)(2)F12=18×1011N 

Langkah 2, menghitung gaya Coulomb interaksi antara muatan Q1 dan muatan Q3.

F13=r132kQ1Q3F13=(0,1)2(9×109)(1)(2)F13=18×1011N 

Langkah 3, menghitung resultan gaya Coulomb pada muatan Q1.

Sudut yang dibentuk pada segitiga sama sisi adalah 60o, sehingga sudut yang dibentuk antara F12 dan F13 adalah 60o. Untuk mempermudah perhitungan F12 = F13 = F.

F1F1F1F1F1=====F122+F132+2F12F13cos60oF2+F2+2FF(0,5)F2+F2+F23F2F3 

Dengan demikian, resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah 183×1011N.

Roboguru

Tiga muatan , , dan  berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC di mana panjang AB = BC = 30 cm. Tentukan resultan gaya Coulomb pada muatan !

Pembahasan Soal:

Diketahui:
Q subscript A equals 3 space μC Q subscript B equals negative 10 space μC Q subscript C equals 4 space μC A B equals B C equals 30 space cm equals 0 comma 3 space straight m 

Ditanyakan: resultan gaya Coulomb pada muatan Q subscript A equals ? 
Jawab:

Gaya Coulomb muatan A dan B saling tarik menarik
F subscript A B end subscript equals fraction numerator k Q subscript A Q subscript B over denominator r subscript A B end subscript squared end fraction F subscript A B end subscript equals fraction numerator open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 close parentheses open parentheses 3 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 open parentheses 0 comma 3 close parentheses squared end fraction F subscript A B end subscript equals fraction numerator 27 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent over denominator 0 comma 09 end fraction F subscript A B end subscript equals 3 space straight N 

Gaya Coulomb muatan A dan C saling tolak menolak
F subscript A C end subscript equals fraction numerator k Q subscript A Q subscript C over denominator r subscript A B end subscript squared end fraction F subscript A C end subscript equals fraction numerator open parentheses 9 cross times 10 to the power of 9 close parentheses open parentheses 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses open parentheses 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent close parentheses over denominator open parentheses square root of 0 comma 3 squared plus 0 comma 3 squared end root close parentheses squared end fraction F subscript A C end subscript equals fraction numerator 108 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator open parentheses 0 comma 3 square root of 2 close parentheses squared end fraction F subscript A C end subscript equals 6 space straight N 

Maka FAB dan FAC membentuk sudut theta equals 135 degree
F subscript A equals square root of F subscript A B end subscript squared plus F subscript A C end subscript squared plus 2 F subscript A B end subscript F subscript A C end subscript cos theta end root F subscript A equals square root of 3 squared plus 6 squared plus 2.3.6. cos 135 end root F subscript A equals square root of 9 plus 36 minus 25 comma 45 end root F subscript A equals square root of 19 comma 54 end root F subscript A equals 4 comma 42 space straight N 

Jadi, besar resultan gaya Coulomb pada muatan QA adalah 4,42 N.

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