9 Contoh Soal Hukum Coulomb dan Jawabannya. Lengkap
Assalammualaikum wr.wb. Halo teman-teman, semoga semua selalu sehat ya. Amin ya Rabbal alamin. Dalam artikel kali ini masharist.com akan membahas 9 Contoh Soal tentang Hukum Coulomb. Jawabannya serta bahasannya. Materi ini juga merupakan materi Fisika Kelas 9 SMP.
Semoga bermanfaat
 |
| 9 Contoh Soal Hukum Coulomb dan Jawabannya. Lengkap |
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 dengan seksama 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 2
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
Contoh soal nomor 3
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 4
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 5
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:
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 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
Post a Comment for "9 Contoh Soal Hukum Coulomb dan Jawabannya. Lengkap"