Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Gaya Listrik dan Pembahasannya


Soal 1
Dua bola X dan Y terpisah sejauh 9 m. Muatan pada bola X adalah 3 μC dan muatan pada bola Y adalah 1 μC. Jika F adalah besar gaya X pada Y, nilainya adalah . . . . 
A. k x 10-12 N 
B. k/3 x 10-12 N 
C. k/9 x 10-12 N 
D. k/27 x 10-12 N 
E. k/81 x 10-12 N

Jawab: B
Diketahui: QX = 3 μC = 3 x 10-6 C, QY = 1 μC = 1 x 10-6 C, rXY = 9 m, maka gaya Coulomb yang muncul antara kedua muatan adalah
F = kQ1Q2/r2
F = k(3 x 10-6 C)(1 x 10-6 C)/(9 m)2
F = k/3 x 10-12 N

Soal 2
Dua bola bermuatan kecil terpisah sejauh 0,05 m dan saling tolak-menolak dengan gaya 18 ×10-4 N. Ketika bola bermuatan terpisah sejauh 0,15 m dalam medium yang sama, gaya tolak menolak sebesar . . . .
A. 1 x 10-4 N
B. 2 x 10-4 N
C. 3 x 10-4 N
D. 6 x 10-4 N
E. 8 x 10-4 N

Jawab: B
Untuk mencari gaya listrik antara kedua muatan listrik kita gunakan rumus, F = kq1q2/r2.
Untuk kasus dalam soal ini diketahui r1 = 0,05 m, F1 = 18 x 10-4 N, dan r2 = 0,15 m, maka kita gunakan perbandingan yaitu
F1/F2 = (r2/r1)2
(18 x 10-4 N)/F2 = (0,15 m/0,05 m)2
F2 = 2 X 10-4 N


Soal 3
Muatan +Q coulomb ditempatkan di x = –1 m dan muatan –2Q dan ditempatkan di x = +1 m.
Muatan uji +q coulomb yang diletakkan di sumbu X akan mengalami gaya total nol jika muatan tersebut diletakkan di x = . . . .
A. –(3 + √8) m
B. –1/3 m
C. 0 m
D. 1/3 m
E. (3 + √8) m

Jawab: A
Agar muatan +q mengalami gaya total nol akibat dua muatan lainnya maka muatan +q harus ditempatkan seperti gambar di bawah ini.

Karena ada gaya yang harus bertolat belakang dan muatan q harus ditempatkan dekat muatan yang lebih kecil, maka berlaku

F3 = 0
F32 + (– F31) = 0
F32 = F31
kq3Q2/r322 = kq3Q1/r312
2Q/(x + 2)2 = Q/(x)2
2/(x + 2)2 = 1/x2
 (x + 2) = x√2
x(√2 – 1) = 2
x = 2/(√2 – 1) = 2(√2 + 1) = (√8 + 2) m dari +Q dan –(√8 + 3) m Di posisi kiri titik O.

Soal 4
Diagram berikut menunjukkan tiga bola kecil bermuatan listrik.
Besar gaya yang bekerja pada bola B adalah . . . . (k = 9 x 109 Nm2/C2)
A. 50 N
B. 75 N
C. 100 N
D. 112,5 N
E. 125 N

Jawab: D

Perhatikan gaya tolak-menolak dan tarik menarik antara muatan B dengan muatan A dan C di bawah ini!

FBA = kqAqB/rAB2 = (9 x 109 Nm2/C2)(40 x 10-6 C)(10 x 10-6 C)/(0,2 m)2
FBA = 90 N
Dan
FBC = kqCqB/rCB2 = (9 x 109 Nm2/C2)(30 x 10-6 C)(10 x 10-6 C)/(0,2 m)2
FBA = 67,5 N
Maka gaya yang bekerja pada bola muatan B adalah
FB = (FBA2 + FBC2)1/2
FB = [(90 N)2 + (67,5 N)2]1/2
FB = 112,5 N
Soal 5
Total dua muatan q1 dan q2 adalah 5 μC. jika kedua muatan tersebut dipisahkan sejauh 3 m, setiap muatan akan merasakan gaya listrik sebesar 4 mN. besar q1 dan q2 berturut-turut adalah . . . .
A. –4 μC dan 10 μC
B. 3 μC dan 3 μC
C. 4 μC dan 2 μC
D. 5 μC dan 1 μC
E. 8 μC dan –2 μC

Jawab: C
Diketahui jumlah kedua muatan q1 + q2 = 6 μC =  5 x 10-12 C, F12 = 8 x 10-3 N, r = 3 m maka besar kedua muatan dapat kita cari dengan menggunakan

F = kq1q2/r2
8 x 10-3 N = (9 x 109 Nm2/C2)(q1)(6 x 10-6 C – q1)/(3 m)2
8 x 10-3 x 9 = (9 x 109)(q1)(6 x 10-6q1)
8 x 10-3 = (6q1 x 103) – 109q12
q12 – 6q1 x 10-6 + 8 x 10-12 = 0
(q1 – 4 x 10-6)(q1 – 2 x 10-6) = 0
q1 = 4 x 10-6 C = 4 μC
q2 =  6μC ­– 4 μC = 2 μC


Soal 6
Tiga muatan sejenis dan sama besar Q terletak pada satu bidang. Jika pusat-pusat tiap muatan dihubungkan, terbentuk segitiga sama sisi dengan panjang sisi 2a. Besar gaya Coulomb yang dialami oleh salah satu muatan dinyatakan dalam k, Q, dan a adalah . . . . 
A. kQ2√3/a2 
B. kQ2√3/2a2 
C. kQ2√3/3a2 
D. kQ2√3/4a2 
E. kQ2√3/5a2

Jawab: D
Soal ini dapat digambarkan posisi muatan dan gaya-gaya yang bekerja pada salah satu muatan seperti di bawah ini!

Karena muatan sama dan jarak antar muatan sama maka gaya yang bekerja pada masing-masing muatan akibat muatan lainnya adalah
F = kQ1Q2/(2a)2 = kQ2/4a2
Maka gaya total pada salah satu muatan adalah
FT = (F2 + F2 + 2F x F cos 600)1/2 = F√3
FT = kQ2√3/4a2

Soal 7
Dua muatan sejenis dengan besar muatan sama, yaitu q = 5 μC dan besar massanya sama, yaitu m = 50 g, masing-masing diikat pada seutas tali dengan panjang sama yaitu L = 1,5 m.
Akibat tolakan gaya Coulomb dan tarikan gaya berat, kedua partikel dalam keadaan setimbang. Besar jarak antara kedua muatan adalah  . . . .
A. 1,90 m
B. 1,66 m
C. 1,11 m
D. 0,67 m
E. 0,45 m

Jawab: C
Soal di atas dapat digambarkan sebagai berikut,

Sistem dalam keadaan setimbang maka berlaku:

Pada sumbu-X (Fq = gaya Coulomb antara kedua muatan)
Fx = 0 = Fc + ( –T sin θ) = 0
T sin θ = Fc = kq2/x2  (*)

Pada sumbu-Y
Fy = 0 = T cos θ + (–mg) = 0
T cos θ = mg (**)

Kedua persamaan (*) dan (**) dibagi, menghasilkan
tan θ = kq2/mgx2
x/2Lkq2/mgx2
x = [2kq2L/mg]1/3
atau
x = [2(9 x 109 Nm2/C2)(5 x 10-6 C)2(1,5 m)/(50 x 10-3 kg)(10 m/s2)]1/3
x = 1,1 m

0 Response to "Soal Gaya Listrik dan Pembahasannya"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel