Listrik statis – UN fisika SMA/MA 2012

Hukum Coulomb

1. Soal UN 2011/2012 A81 No.32

Tiga buah muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C)

A. 09 x 10¹ N ke muatan C
B. 09 x 10¹ N ke muatan A
C. 18 x 10¹ N ke muatan C
D. 18 x 10¹ N ke muatan A
E. 36 x 10¹ N ke muatan C

Pembahasan
Diketahui :
q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Coulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 meter = 10^-1 meter
r_BC = 0,1 meter = 10^-1 meter
k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻²
Ditanya : Gaya Coulomb yang dialami muatan B
Jawab :

Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (F_AB) serta gaya Coulomb antara muatan B dan C (F_BC). Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B merupakan resultan dari F_AB dan F_BC.

Gaya Coulomb antara muatan A dan B :
Muatan A bertanda positif dan muatan B bertanda positif sehingga F_AB menuju muatan C.

Gaya Coulomb antara muatan B dan C :
Muatan B bertanda positif dan muatan C bertanda positif sehingga F_BC menuju muatan A.

Gaya Coulomb yang dialami muatan B :
F_B = F_BC – F_AB = 180 – 90 = 90 N
Besar gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B (F_B) adalah 90 Newton. Arah F_B sama dengan arah F_BC yakni menuju muatan A.
Jawaban yang benar adalah B.