쿨롱 법칙 예제 문제

10 Contoh soal Hukum Coulomb

1. Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Besar 쿨롱 힘 yang bekerja pada kedua muatan adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^{- 2}1 마이크로쿨롬 = 10^{- 6} C)

논의
알려져 있다 :

질문했습니다 : Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan
자와브 :

공식 쿨롱 법칙 :

베 사르 전기력 yang bekerja pada kedua muatan :

2. Muatan listrik P = +10 mikro Coulomb dan muatan listrik Q = +20 mikro Coulomb terpisah seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah…

논의
알려져 있다 :

질문했습니다 : Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan
자와브 :

Besar gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 125 Newton.

3. Tiga muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar! Muatan A = -5 mikro Coulomb, muatan B = +10 mikro Coulomb dan muatan C = -12 mikro Coulomb. Besar dan arah gaya listrik pada muatan B adalah…

논의
알려져 있다 :

질문했습니다 : Besar dan arah gaya listrik pada muatan B
자와브 :
Gaya listrik pada muatan B adalah resultan gaya listrik antara muatan A dan B dengan gaya listrik antara muatan B dan C.
전하 A와 B 사이의 전기력 :

Muatan A negatif dan muatan B positif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri).
Gaya listrik antara muatan B dan C :

Muatan B positif dan muatan C negatif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan C dan menjauhi muatan B (ke kanan).
Resultan gaya listrik pada muatan B :
Arah F_AB ke kiri dan arah F_BC ke kanan.
F_B = 에프_AB -F_BC = 675 N – 125 N = 550 뉴턴.
Arah resultan gaya listrik pada muatan B (F_B) = arah gaya listrik F_AB, yakni menuju muatan C (ke kanan).

4. 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 이다…

논의
알려져 있다 :
전하 1 (q₁) =  +10 μC = +10 x 10^-6 쿨롱
전하 2 (q₂) =  +50 μC = +50 x 10^-6 쿨롱
Jarak antara muatan 1 dan 2 (r₁₂) = 2cm = 0,02m = 2 x 10^-2 m
Jarak antara muatan 2 dan 3 (r₂₃) = 6cm = 0,06m = 6 x 10^-2 m
Resultan gaya listrik pada muatan 2 (F₂) = 0
질문했습니다 : muatan 3 (q₃)
자와브 :
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 :

Muatan 1 positif dan muatan 2 positif sehingga arah F₁₂ adalah menuju muatan 3 (ke kanan).
Gaya listrik antara muatan 2 dan 3 :

Muatan 2 positif dan muatan 3 positif sehingga arah F₂₃ adalah menuju muatan 1 (ke kiri).
Resultan gaya listrik pada muatan 2 = 0 :
Arah F₁₂ ke kanan dan arah F₂₃ ke kiri.

5. Pada gambar di samping gaya tolak menolak yang dialami kedua muatan 144 N, maka jarak kedua muatan adalah… (1 μC = 10^-6 C dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

가. 4cm

나. 5cm

C. 8cm

깊이 10cm

약 12cm

논의

알려진 바에 따르면:

Gaya listrik (F₁₂) = 144N

전하 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

전하 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

C = 쿨롬, N = 뉴턴, m = 미터

질문: Jarak kedua muatan (r)

답변 :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, k = konstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Jarak kedua muatan (r) = 5 x 10^-2 미터 = 5 x 10^-2 X 10² centimeter = 5 centimeter.

정답은 B입니다.

6. Dua buah muatan listrik seperti pada gambar di bawah. Jika besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan sebesar 3,6 N, maka besar jarak kedua muatan adalah… (1 μC = 10^-6 씨와 k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

가. 30,0cm

나. 27,0cm

C. 9,0cm

깊이 3,0cm

약 0,3cm

약 12cm

논의

알려진 바에 따르면:

Gaya listrik (F₁₂) = 3,6N

전하 1 (q₁) = 9 μC = 9 x 10^-6 C

전하 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

C = 쿨롬, N = 뉴턴, m = 미터

질문: Jarak kedua muatan (r)

답변 :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, k = konstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Jarak kedua muatan (r) = 0,3 meter = 0,3 x 100 centimeter = 30 centimeter.

정답은 A입니다.

7. Tiga muatan titik terletak pada titik-titik sudut segitiga, seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb pada titik A adalah… (k = 9.10⁹ Nm².C^-2; 1 μ = 10^-6)

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

D. 90√2 N

이. 100√2 N

논의

알려진 바에 따르면:

전하 A(q)_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

전하 B(q)_B) = 8 μC = 8 x 10^-6 C

전하 C(q)_C) = 4,5 μC = 4,5 x 10^-6 C

Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

전하 A와 B 사이의 거리(r)_AB) = 4cm = 4 x 10^-2 미터

Jarak antara muatan A dan C (r_AC) = 3cm = 3 x 10^-2 미터

C = 쿨롬, N = 뉴턴, m = 미터

질문: Gaya listrik pada titik A

답변 :

Rumus hukum Coulumb :

Keterangan : F = gaya listrik, k = konstanta Coulomb, q = muatan listrik, r = jarak kedua muatan listrik.

Gaya listrik pada titik A :

F_AB 그리고 F_AC membentuk sudut siku-siku sehingga resultan gaya dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

정답은 D입니다.

8. Dua benda bermuatan listrik Q₁ 그리고 Q₂ berjarak r cm menimbulkan gaya tolak menolak sebesar 10 N. Kemudian muatan Q₁ digeser sehingga gaya yang timbul menjadi 40 N. Konstanta k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2, maka muatan Q₁ harus dipindahkan sebesar…

A. 1/2 r menjauhi Q₂

B. 1/2 r mendekati Q₂

C. 1 r menjauhi Q₂

D. 2 r mendekati Q₂

E. 2 r menjauhi Q₂

논의

알려진 바에 따르면:

Jarak Q₁ 그리고 Q₂ = r cm

Gaya tolak menolak (F) = 10 N

Jika muatan Q₁ digeser, gaya tolak menolak (F) = 40 N

상수(k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

질문: muatan Q₁ harus dipindahkan sebesar…

답변 :

Rumus gaya listrik :

F = k Q₁ Q₂ / r²

Jarak (r) berbanding terbalik dengan gaya (F). Artinya jika gaya semakin besar maka jarak antara muatan semakin kecil. Jadi muatan Q₁ harus digeser 접근하다 muatan Q₂.

정답은 B입니다.

9. Muatan listrik +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC 및 q₁ terpisah seperti pada gambar. Agar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q₂ = nol maka muatan q₁ 이다 …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
논의 :
알려져 있다 :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
질문했습니다 :
q₁ =?
자와브 :
Pada muatan q₂ bekerja gaya F₂₃ 그리고 F₂₁, di mana F₂₃ berarah ke kiri. Agar resultan gaya yang bekerja pada q₂ sama dengan nol maka q₁ harus positif sehingga gaya F₂₁ berarah ke kanan.
전하 q₁ = +5 μC.
정답은 C입니다.

10. Tiga muatan listrik +q₁= 5 μC, +q₂ = 10 μC dan +q₃ = 10 μC segaris. Bila a = 10 cm maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q₂ adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2)

A. 7,5 N menuju q₁
B. 11,25 N menuju q₂
C. 15 N menuju q₁
D. 22,5 N menuju q₁
E. 78,75 N menuju q₁
논의 :
알려져 있다 :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC 및 q₃ = 10 μC
a = 0,1 m

질문했습니다 :
Besar dan arah resultan gaya Coulomb pada q₂ ?
자와브 :
Terdapat dua gaya Coulomb yang bekerja pada q₂, yakni F₂₁ 그리고 F₂₃, di mana arah kedua gaya ini berlawanan. q₁ positif dan q₂ positif sehingga gaya F₂₁ berarah ke kanan (menuju q₃). q₂ positif dan q₃ positif sehingga gaya F₂₃ berarah ke kiri (menuju q₁).

Besar resultan gaya listrik = 90 N – 11,25 N = 78,75 N.
Arah resultan gaya sama dengan arah gaya F₂₃, menuju q₁.
정답은 E입니다.