Roboguru

Tiga buah muatan, masing-masing 2 µC, 3 µC, dan 4 µC, terletak pada titik-titik sudut sebuah segitiga sama sisi dengan sisi 20 cm. Jika konstanta k = 9 𝑥 109 Nm2/C2 , besar gaya yang dialami oleh muatan yang besarnya 4 µC adalah ...

Pertanyaan

Tiga buah muatan, masing-masing 2 µC, 3 µC, dan 4 µC, terletak pada titik-titik sudut sebuah segitiga sama sisi dengan sisi 20 cm. Jika konstanta k = 9 𝑥 109 Nm2/C2 , besar gaya yang dialami oleh muatan yang besarnya 4 µC adalah ...undefined 

  1. begin mathsize 14px style 1 comma 8 space text N end text end style 

  2. begin mathsize 14px style 2 comma 7 space text N end text end style 

  3. begin mathsize 14px style negative 0 comma 45 space text N end text end style  

  4. begin mathsize 14px style 3 comma 9 space text N end text end style 

  5. begin mathsize 14px style 7 comma 2 space text N end text end style 

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:undefined 

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell q subscript 1 end cell equals cell 2 space μC end cell row cell q subscript 2 end cell equals cell 3 space μC end cell row cell q subscript 3 end cell equals cell 4 space μC end cell row s equals cell 20 space cm space equals space 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent space straight m end cell row k equals cell 9 cross times 10 to the power of 9 space Nm squared divided by straight C squared end cell end table end style 

Ditanya:undefined 

begin mathsize 14px style stack sum F subscript 3 with space below ? end style 

Jawab:undefined 

Pertama-tama kita gambarkan terlebih dahulu vektor gaya-gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q3. Kemudian, karena segitiganya sama sisi, jadi sudut-sudutnya yaitu 600undefined 

Kemudian kita hitung besarnya F31 dan F32:undefined 

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F subscript 31 end cell equals cell fraction numerator k cross times q subscript 3 cross times q subscript 1 over denominator left parenthesis r subscript 31 right parenthesis squared end fraction end cell row cell F subscript 31 end cell equals cell fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 4 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 left parenthesis 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent right parenthesis squared end fraction end cell row cell F subscript 31 end cell equals cell fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 4 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 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction end cell row cell F subscript 31 end cell equals cell 1 comma 8 space straight N end cell row blank blank blank row cell F subscript 32 end cell equals cell fraction numerator k cross times q subscript 3 cross times q subscript 2 over denominator left parenthesis r subscript 32 right parenthesis squared end fraction end cell row cell F subscript 32 end cell equals cell fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator left parenthesis 2 cross times 10 to the power of negative 1 end exponent right parenthesis squared end fraction end cell row cell F subscript 32 end cell equals cell fraction numerator 9 cross times 10 to the power of 9 cross times 4 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent cross times 3 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction end cell row cell F subscript 32 end cell equals cell 2 comma 7 space straight N end cell row blank blank blank row blank blank blank end table end style 

Kemudian kita hitung resultan gaya Coulomb pada muatan q3.undefined 

begin mathsize 14px style stack sum F subscript 3 equals square root of left parenthesis F subscript 31 right parenthesis squared plus left parenthesis F subscript 32 right parenthesis squared plus 2 cross times F subscript 31 cross times F subscript 32 cross times cos space 60 to the power of 0 end root with space below space space space space space space space space equals square root of left parenthesis 1 comma 8 right parenthesis squared plus left parenthesis 2 comma 7 right parenthesis squared plus 2 cross times 1 comma 8 cross times 2 comma 7 cross times 1 half end root space space space space space space space space equals 3 comma 9 space straight N end style 

Jadi, besar gaya yang dialami oleh muatan yang besarnya 4 µC adalah 3,9 N.undefined maka jawaban yang benar adalah opsi D

 

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 di bawah ini. Di titik A dan C terdapat muatan identik -3 μC, sedangkan titik P adalah muatan positif 4 μC. Tentukan gaya total di titik P jika besar sudut PAC = 30° dan jarak AC ...

Pembahasan Soal:

Diketahui : 
qA = qC = -3 μC = 3×106C
qP = 4 μC = 4×106C
AC = 10 cm = 12×102m
K = 9×109Nm2/C2
sudut PAC = 30°

Ditanyakan : FP ... ?

Jawab

Gaya Coulumb dapat di cari dengan persamaan berikut 

FC=r2kq1q2 atau FC=KmKr2q1q2

dimana : 
F= Gaya Coulomb (N)
q= muatan 1
q2 = muatan 2
r = jarak antar muatan
k = konstanta Coulomb  (9×109Nm2/C2)
K= konstanta dielektrik 

Perhatikan gambar di bawah ini

Maka Gaya coulomb di titik P adalah 

Gaya Coulomb antara muatan P dan A
FPA=====(rAP)2kqAqP(10×102)2(9×109)(3×106)(3×106)(100×104)(9×109)(3×106)(3×106)81×101N8,1N

Gaya Coulomb antara muatan P dan C
FPC=====(rAP)2kqCqP(10×102)2(9×109)(3×106)(3×106)(100×104)(9×109)(3×106)(3×106)81×101N8,1N

Total gaya Couomb di titik P
FP======FPA2+FPC2+2FPAFPCcosθ8,12+8,12+2(8,1)(8,1)cos3065,61+131,22(213)65,61+113,63179,213,38N

Jadi, gaya total di titik P  adalah 13,38 N

Roboguru

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

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.

Roboguru

Dua bola bermuatan listrik sejenis dan sama besar diikatkan pada ujung seutas tali sangat ringan panjang 9 cm. Bagian tengah tali kemudian digantung pada suatu titik tetap, seperti pada gambar di samp...

Pembahasan Soal:

 

 

Diketahui :

Bola bermuatan sejenis dan sama besar

begin mathsize 14px style l equals 9 space cm space equals 0 comma 09 space straight m g equals 10 space straight m divided by straight s squared straight m subscript straight B equals 400 square root of 3 space mg equals 4 square root of 3 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent kg straight theta equals 60 degree end style 

Ditanya: q = . . .

Jawab :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row r equals cell 2 x end cell row blank equals cell 2. l over 2 space sin space open parentheses 1 half theta close parentheses end cell row blank equals cell l space. space sin space 30 degree end cell row blank equals cell 9 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent.1 half end cell row blank equals cell space 4 comma 5 space cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space straight m end cell end table    

selanjutnya, tinjau gaya pada salah satu muatan:

Maka, begin mathsize 14px style begin inline style sum for blank of end style F subscript y equals 0 end style

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell w minus T sin space 60 degree end cell equals 0 row cell m g minus T sin space 60 degree end cell equals 0 row cell open parentheses 4 square root of 3 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent close parentheses open parentheses 10 close parentheses minus T 1 half square root of 3 end cell equals 0 row T equals cell 8 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space N end cell end table end style

Untuk begin mathsize 14px style begin inline style sum for blank of end style F subscript x equals 0 end style

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell F minus T cos space theta end cell equals 0 row cell k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction minus T cos space 60 degree end cell equals blank row cell 9 cross times 10 to the power of 9 q squared over open parentheses 4 comma 5 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses squared minus open parentheses 8 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses 1 half end cell equals 0 row cell q squared end cell equals cell 9 cross times 10 to the power of negative 16 end exponent end cell row q equals cell 3 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C end cell end table  

Jadi, muatan partikel partikel tersebut adalah 3 cross times 10 to the power of negative 8 end exponent space straight C 

Roboguru

Perhatikan gambar berikut. Resultan gaya F yang bekerja pada muatan q adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

q subscript italic 1 italic equals q subscript italic 2 italic equals Q q subscript italic 3 italic equals q r subscript italic 13 italic equals r subscript italic 23 italic equals r

Ditanya: Fq.

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 q dipengaruhi oleh dua muatan lainnya.

Misal -Q = muatan 1

         +Q muatan 2

         muatan 3

F subscript 13 equals F subscript 23 equals k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction

Resultan gaya yang bekerja pada muatan q:

F subscript q equals square root of F subscript 13 squared plus F subscript 23 squared plus 2 F subscript 13. F subscript 23 cos 120 end root F subscript q equals square root of open parentheses k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction close parentheses squared plus open parentheses k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction close parentheses squared plus 2 k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction open parentheses negative 1 half close parentheses end root F subscript q equals k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction

Jadi gaya yang bekerja pada muatan q sebesar k fraction numerator Q q over denominator r squared end fraction.

Oleh karena itu jawaban yang benar adalah A.

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