Belajar Materi Sekolah Jadi Mudah

Contoh Soal Hukum Coulomb Beserta Pembahasan

Contoh Soal Hukum Coulomb Beserta Pembahasan

Hukum Coulomb adalah Gaya tarik atau tolak antara dua muatan listrik sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.

Rumus Hukum Coulomb:

Rumus Hukum Coulomb

Keterangan:

  • Fc = gaya Coulomb atau gaya tarik-menarik / gaya tolak-menolak (N)
  • Q1 = besar muatan pertama (C)
  • Q2 = besar muatan kedua (C)
  • r = jarak antara 2 benda bermuatan (m)
  • k = bilangan konstanta pembanding 9 x 109N m2/C2

Besar satuan Coulomb:

  • 1 micro coulomb = 1×10-6 C (simbol = 1 µC)
  • 1 nano coulomb = 1×10-9 C (simbol = 1 nC)
  • 1 coulomb = 1 coulomb (C)

Contoh Soal 1

Jika ada dua benda bermuatan dengan Q1 = 4 x 10-6 C dan Q2 = 6 x 10-6 C dengan jarak 2 cm. Berapakah gaya Coulomb yang terdapat di antara dua benda tersebut?

Pembahasan:

Pembahasan Contoh Soal Hukum Coulomb 1

Contoh Soal 2

Dua buah muatan diatur seperti pada gambar di bawah ini. Besar muatan pada A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Sedangkan besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah… (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 mikro Coulomb = 10−6 C). Berapakah Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan?

Pembahasan:

Muatan A (Q1) = +8 µC = +8×10-6 C
Muatan B (Q2) = -5 µC = -5×10-6 C
k = 9×109 Nm2C2
r = 10 cm = 0,1 meter

Ditanya: Besar gaya listrik kedua muatan (Fc)?

Pembahasan Contoh Soal Hukum Coulomb 2

Contoh Soal 3

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?

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 ?

Pembahasan
Diketahui :
Muatan 1 (Q1) =  +10 μC = +10 x 10-6 C
Muatan 2 (Q2) =  +50 μC = +50 x 10-6 C
Jarak r12 = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10-2 m
Jarak r23 = 6 cm = 0,06 m = 6 x 10-2 m
Resultan gaya (F2) = 0

Ditanya : 
muatan Q3 = ?

Jawab :
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 :

Karena besar kedua muatan mengakibatkan arah F12 adalah menuju muatan 3 (ke kanan). Gaya listrik antara muatan 2 dan 3 :

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.

Contoh Soal 4

Dua muatan sejenis besarnya 2 x 10-6 C dan 6 x 10-4. Bila jarak kedua muatan 6 cm, berapa gaya Coulomb yang dialami kedua muatan?

Pembahasan:
Diketahui:
Q1 = 2 × 10-6 C
Q2 = 6 × 10-4 C

Ditanya: 
Besar gaya Coulomb kedua muatan (Fc)?

Jawab: 

Contoh Soal 5

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:

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

Jawab:

F = (9 x 109) (15 x 10-6 ) (10×10-6 ) / (0,1)2

F = 135 Newton

Contoh Soal 6

Dua buah muatan titik bermuatan listrik berjarak r dan saling tarik-menarik dengan gaya F. Jika masing-masing muatan dijadikan 3 kali semula, agar besar gaya tetap F, maka jarak antara kedua muatan menjadi…..
A. 9 kali
B. ⅓ kali
C. 6 kali
D. 1⁄9 kali
E. 3 kali
Ditanya: jarak kedua muatan (r)

Jawab:

Contoh Soal 7

Tiga buah muatan 4q, Q, dan q terletak pada sumbu x masing-masing pada posisi 0, L/2, dan L sedemikian, agar gaya Coulomb pada q sama dengan nol, maka muatan Q harus sama dengan ….
A. -4q
B. ½q
C. -2q
D. ¼q
E. -q

Jawab:
Karena muatan yang mengalami gaya NOL terletak paling kanan dan paling dekat ke Q, maka muatan 4q dan Q harus berbeda tanda dan harga mutlak Q lebih kecil dari 4q. Anggap Q menjadi qdan 4q menjadi qmemiliki jarak L/2, dan jarak Q dengan q juga L/2.

Pembahasan Contoh Soal Hukum Coulomb 7

Contoh Soal 8

Dua buah kapasitor masing-masing dengan kapasitas 2μF dan 3μF dirangkai seri, lalu diberi beda potensial antara ujung-ujung sebesar 10 volt, maka besar muatan pada kapasitor 2 μF adalah …

A. 50 μC
B. 12 μC
C. 30 μC
D. 1,2 μC
E. 21 μC

Jawab:

Kapasitor 2μF dan 3μF dirangkai seri, malaka pasitasnya menjadi:

Pembahasan Contoh Soal Hukum Coulomb 8

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.