Kumpulan Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Coulomb serta Rumusnya. Lengkap

Halo teman-teman dalam artikel kali ini masharist.com akan membahas tentang Hukum Coulomb, mulai dari Rumusnya, contoh soalnya hingga pembahasannya.

Semoga bermanfaat

Kumpulan Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Coulomb serta Rumusnya

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb berbunyi,

Besarnya gaya tarik-menarik serta tolak-menolak dari dua buah benda yang memiliki muatan listrik berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut

Perlu di ingat arah muatan keluar dari (+) dan masuk ke (-)

Rumus Hukum Coulomb

Rumus Hukum Coulomb

Keterangan:

F =  Gaya Coulomb atau gaya tarik-menarik / gaya tolak-menolak (N)

k = Konstanta pembanding  9 x 109N m2/C2

q1= Besar muatan 1 (C)

q2= Besar muatan 2 (C)

r= Jarak antara muatan (m)

Kumpulan Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Coulomb

Contoh soal nomor 1

Perhatikan gambar dibawah. Besar muatan pada A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -10 mikro Coulomb.  Berapakah Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan bila diketahui k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C ?

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik A = +8 µC = +8×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik B = -10 µC = -10×10−6 Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 20  cm = 0,2 m

Ditanya:

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan

Jawaban:

Maka:

F=  (9 🗙 109) 🗙 (8🗙10−6) 🗙 (10🗙10−6) 

     ______________________________ 

                              0,2²

F= 18 Newton                    

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan adalah 18 Newton

Contoh soal nomor 2

Perhatikan gambar dibawah. Besar Gaya Listrik yang bekerja pada muatan sebesar 27 Newton. Bila diketahui muatan pada B adalah +6 mikro Coulomb, hitunglah berapa mikro Coulomb muatan pada titik C.( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C) ?

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik B = +6 µC = +6×10−6 Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 10  cm = 0,1 m 

F=27 Newton

Ditanya:

q2= Muatan di Titik C

Jawaban:

  

Maka:

27=  (9🗙 109 ) 🗙 (6×10−6) 🗙 (q2 🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              (0,1)²

  (q2) =27 🗙   (0,1)²     

           __________ 

        (9 🗙109) 🗙 (6🗙10-12)   

(q2 )=Muatan di Titik C= - 5 mikro Coulomb

Muatan di Titik C adalah - 5 mikro Coulomb

Contoh soal nomor 3

Besar muatan pada A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -10 mikro Coulomb. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 18 Newton bila diketahui  9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C hitunglah jarak antara muatan ?

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik A = +8 µC = +8×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik B = -10 µC = -10×10−6  Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

F= 18 Newton

Ditanya:

Jarak antara muatan (r) ?

Jawaban:

Maka:

18=  (9 🗙 109 ) 🗙 (8🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              r²

r²=(9 🗙 109 ) 🗙 (8🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

  ______________________________ 

                            18                    

r²=0,04

r= 0,2 m= 20 cm

Jadi, jarak antara muatan adalah 20 cm

Contoh soal nomor 4

Diketahui dua buah Muatan listrik A = +15 micro Coulomb dan muatan listrik B = +10 micro coloumb dipisahkan oleh jarak sebagaimana gambar dibawah. Tentukan besar gaya coloumb yang bekerja pada kedua muatan?( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik A = +15 µC = +15×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik B = +10 µC = +10×10−6 Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 10  cm = 0,1 m

Ditanya:

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan

Jawaban:

Maka:

F=  (9 🗙 109) 🗙 (15🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,1²

 F= 135 Newton                   

 Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan adalah 135 Newton

Contoh soal nomor 5

Diketahui dua buah Muatan listrik E = -10 micro Coulomb dan muatan listrik F = -15 micro coloumb dipisahkan oleh jarak sebagaimana gambar dibawah. Tentukan besar gaya coloumb yang bekerja pada kedua muatan( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik E = -10 µC = +10×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik F = -15 µC = -15×10−6  Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 10  cm = 0,1 m

Ditanya:

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan

Jawaban:

Maka:

F=  (9 🗙 109 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 🗙 (15🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,1²

 F= 135 Newton                   

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan adalah 135 Newton

Contoh soal nomor 6

Diketahui terdapat tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar! Besar muatan P adalah = -4 mikro Coulomb, besar muatan Q adalah = +10 mikro Coulomb dan muatan R = -12 mikro Coulomb. Tentukan besar dan arah gaya listrik pada muatan Q bila ( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C) ? 

Pembahasan

Diketahui:

qP= Muatan di Titik P = -4 µC = -4× 10−6 Coulomb

qQ= Muatan di Titik Q = +10 µC = +10× 10−6  Coulomb

qR= Muatan di Titik R = -12 µC = -12× 10−6   Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

rPQ = 6 cm = 0,06 m

rQR = 4 cm = 0,04 m

Ditanya:

besar dan arah gaya listrik pada muatan Q 

Jawaban:

Perlu di ingat Gaya listrik pada muatan Q merupakan resultan gaya listrik antara muatan P dan Q dengan gaya listrik antara muatan Q dan R

Besar Gaya Listrik (FPQ ) muatan P dan Q :

 

F=  (9 🗙 109 ) 🗙 (4🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,06²

F= 100 Newton

(Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -)

Sehingga, muatan P negatif dan muatan Q positif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan P dan menjauhi muatan Q (ke kiri).

Besar Gaya Listrik (FQR ) muatan Q dan R :

 F=  (9 🗙 109 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 🗙 (12🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,04²

F= 675 Newton

(Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -)

Muatan Q positif dan muatan R negatif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan R dan menjauhi muatan Q (ke kanan).

Resultan gaya listrik pada muatan Q :

Arah FPQke kiri dan arah FQR ke kanan.

FQ= FQR– FPQ = 675 N – 100 N = 575  Newton.

Arah resultan gaya listrik pada muatan Q (FQ) = arah gaya listrik FQR, yakni menuju muatan R (ke kanan) dengan nilai 575 Newton

Contoh soal nomor 7

Diketahui titik P dan Q berjarak 4 meter, masing-masing bermuatan listrik +4x10−4C dan -1x10−4 C. Titik R berada di antara P dan Q berjarak 2 meter dari P dan bermuatan listrik +3x10−5 C. Hitunglah besar gaya elektrostatis dari R!

( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

 

Diketahui:

qP = +4 x 10−4 C

qQ = -1 x 10−4 C

qR = +3 x 10−5 C

k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C

r = 4 m

Ditanya:

Fc = ..?

Jawaban:

Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -. Sehingga muatan qR ditolak qP ke kanan dikarenakan kedua muatan sejenis tetapi ditarik ke kanan oleh muatan qQ karena berlawanan jenis. Jadi gaya elektrostatis FR adalah:

Sehinggga  

FR = FP + FQ

FR=33,75 Newton kearah kanan 

Sehingga gaya Coulomb adalah 33,75 Newton ke arah kanan 

Contoh soal nomor 8

Muatan listrik +Q1 = 10 mikro Coulomb, +Q2 = 50 mikro Coulomb dan Q3 terpisah seperti pada gambar. Agar gaya listrik yang bekerja di muatan Q2 = nol maka muatan Q3 adalah ?

( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan

Diketahui :

Muatan 1 (Q1) =  +10 μC = +10 x 10−6 C

Muatan 2 (Q2) =  +50 μC = +50 x 10−6C

Jarak r12 = 2 cm = 0,02 m 

Jarak r23 = 4 cm = 0,04 m 

Ditanya : 

muatan Q3 = ? bila Resultan gaya (F2) = 0

Jawab : 

Perlu di ingat bahwa Gaya yang bekerja merupakan Gaya listrik dengan muatan sejenis. Gaya listrik pada muatan 2 adalah resultan gaya listrik antara muatan 1 dan 2 dengan gaya listrik antara muatan 2 dan 3. 

Gaya listrik antara muatan 1 dan 2 :

F12=k x (10 x 10−6 ) x (50 x 10−6 ) =k (125x10-8 ) Newton

        _________________________

                          (0,02²)

Karena besar muatan 1 positif dan besar muatan 2 positif sehingga arah F12 adalah menuju muatan 3 (ke kanan). 

Gaya listrik antara muatan 2 dan 3 :

F23=k x (50 x  10−6 ) x (Q3) =k (50x 10−6 ) (Q3) Newton

        ___________________  ________________

                          (0,04)²         16 x  10−4 

Karena besar muatan 2 positif dan muatan 3 positif sehingga arah F23 adalah menuju muatan 1 (ke kiri). Sedangkan untuk resultan gaya listrik pada muatan 2 = 0 : Arah F12 ke kanan dan arah F23 ke kiri.

F23-F12=0

F23=F12

k (50x10−6 ) (Q3) = k (125x 10−8 )

_______________

 16 x  10−4

Q3=(125x10−8) x (16 x 10−4 ) = 4 x 10−6 C = 40×10−5 Coulomb

        _______________

              (50x10−6 )

Jadi, Muatan Q3 adalah 40×10−5 Coulomb

Contoh soal nomor 9

Dua muatan sejenis besarnya + 4 x 10−6 C dan + 6 x 10−6. Bila jarak kedua muatan 6 cm, berapa gaya Coulomb yang dialami kedua muatan?(k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan:

Diketahui:

Q1 = 4 × 10−6 C

Q2 = 6 × 10−6C

r= 6 cm= 0.06 m

Ditanya: 

Fc = ...?

Jawab: 

F=  (9 🗙 109) 🗙 (4🗙10−6 ) 🗙 (6🗙10−6 ) 

     ______________________________ =60 Newton

                              0,06²

Jadi, Gaya listrik yang bekerja adalah 60 Newton 

Soal Latihan Hukum Coulomb

Untuk teman-teman yang masih ingin latihan dapat mengerjakan beberapa contoh soal dibawah ini:

1. Tentukan Gaya Listrik dari dua buah balon dengan muatan +3,5 x 10−8 C

dan -3,0 x10−8 C yang dipisahkan oleh jarak 0,65 m. (k = 9 x 109N m2/C2)

2. Diketahui ua buah muatan identik dengan nilai yang sama tapi berbeda jenis muatan yaitu 6,0 x10−7 C. Keduanya dipisahkan oleh Jarak 0,1 m. Tentukan Gaya Listrik yang bekerja.

3.  Besar muatan pada A adalah +5 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -20 mikro Coulomb. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 18 Newton bila diketahui  9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C hitunglah jarak antara muatan ?

untuk soal-soal lainnya dapat teman-teman lihat disini

Demikianlah pembahasan mengenai rumus, bunyi dan contoh soal serta pembahasan hukum coulomb.

Semoga dengan contoh-contoh soal ini semakin mengasah kemampuan kamu dalam menjawab soal-soal fisika terkait hukum coulomb. 

Bila ada yang keliru dan ingin ditanyakan silahkan tinggalkan komentar. 

Selamat belajar!

Soal-soal terinspirasi dari :

https://gurumuda.net/contoh-soal-hukum-coulomb.html

https://blog.ruangguru.com/pengertian-hukum-coulomb

https://bacacoding.blogspot.com/2020/02/kumpulan-contoh-soal-hukum-coulomb-dan.html

Share :