Titik A, B, dan C terletak pada satu garis lurus yang berada di udara. Pada titik A terdapat muatan listrik dan pada titik C terdapat muatan listrik . Jika gaya total di titik C nol, jarak AB = 2 m, dan BC = 1 m, hitung besar muatan di B!

Dengan demikian, gaya yang bekerja pada q₂  besarnya adalah  menjauhi muatan.

Diketahui,

 

Oleh karena ketiga muatan sejenis, maka gaya interaksi antar muatan adalah tolak menolak, sehingga arah gaya Coloumb di B akibat muatan A arahnya menuju ke muatan C, begitu pula sebaliknya arah gaya Coloumb di B akibat muatan C arahnya menuju ke muatan A. Kita asumsikan arah kanan nilainya positif (+) sedangkan kiri negatif (-), maka:
 

Nilai negatif berarti gaya Coloum pada muatan B searah dengan arah gaya F_BC.

Jadi, jawaban yang benar adalah A.

Diketahui:

Ditanya: F3.

Penyelesaian:

Soal ini menggunakan konsep Resultan gaya Coulomb pada muatan segaris. Jika gaya Coulomb searah, maka resultan gaya yang dihasilkan merupakan penjumlahan dari masing-masing gaya. Jika gaya Coulomb berlawanan arah, maka resultan gaya Coulombnya merupakan pengurangan dari masing-masing gaya.

dengan F = 

Sehingga resultan gaya Coulomb pada muatan 3 akibat muatan 1 dan 2 adalah:

Oleh karena itu jawaban yangt tepat adalah D.

Diketahui

q₁ = +q

q₂ = +4q

Jarak = I

Ditanyakan

Letak, besar, dan tanda muatan ketiga agar resultan gayanya nol

Jawab

Agar resultan gaya nol, maka kedua gaya harus berlawanan sehingga muatan ketiga harus positif dan diletakkan diantara kedua muatan. Misal muatan ketiga diletakkan sejauh x dari +q dan sejauh l-x dari +4q.

   

Dengan demikian, muatan ketiga harus positif, diletakkan sejauh $$\frac{1}{3}l$$ muatan +q dan sejauh $$\frac{2}{3}l$$ dari muatan +4q, dengan besar muatan sembarang.

Diketahui :

$$\begin{gathered} q_1=2\mu \mathrm{C} \\ {q}_2=6\mu \mathrm{C} \\ {q}_3=3\mu \mathrm{C} \\ {r}_{12}=0,3\mathrm{m} \end{gathered}$$ 

Ditanya :

$$F_3=?$$ 

Pembahasan :

Soal diatas dapat diselesaikan dengan menggunakan hukum coulomb, dan resultan gaya yang sejajar.

Langkah pertama, gambarkan semua gaya tolak menolak pada interaksi muatan 1, 2, dan 3, seperti pada gambar dibawah ini.

 

Karena muatan ketiga berada ditengah muatan pertama dan kedua, maka $$r_{31}=r_{32}=0,15\mathrm{m}$$ .

Langkah kedua adalah mencari gaya milik muatan ketiga, yaitu $$F_{31}$$ dan $$F_{32}$$ .

$$\begin{gathered} F_{31}=\frac{k{q}_3{q}_1}{r_{31}^2} \\ =\frac{9\times 10^9\times 3\times 10^{-6}\times 2\times 10^{-6}}{{(0,15)}^2} \\ =\frac{54\times 10^{-3}}{\frac{225}{10000}} \\ =\frac{540}{225}=2,4\mathrm{N} \end{gathered}$$ 

$$\begin{gathered} F_{32}=\frac{k{q}_3{q}_1}{r_{31}^2} \\ =\frac{9\times 10^9\times 3\times 10^{-6}\times 6\times 10^{-6}}{{(0,15)}^2} \\ =\frac{162\times 10^{-3}}{\frac{225}{10000}} \\ =\frac{1620}{225}=7,2\mathrm{N} \end{gathered}$$ 

Langkah ketiga adalah menghitung resultan gaya pada muatan ketiga untuk mendapatkan gaya pada muatan ketiga.

$$\begin{gathered} F_3=F_{31}-F_{32} \\ =2,4-7,2=-4,8\mathrm{N} \end{gathered}$$ 

Dengan demikian, maka besar gaya pada muatan ketiga adalah 4,8 N, sementara tanda (-) menunjukkan arahnya ke kiri.

Oleh karena itu, maka jawaban yang tepat adalah C.