Ngā Tauira Pātai mō te Ture a Coulomb

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 Te kaha o Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 maikoro Coulomb = 10^-6 C)

Kōrero
E mōhiotia ana :

I pātaihia : Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan
Whakautu :

Tātai Te ture a Coulomb :

nui te kaha hiko 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…

Kōrero
E mōhiotia ana :

I pātaihia : Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan
Whakautu :

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…

Kōrero
E mōhiotia ana :

I pātaihia : Besar dan arah gaya listrik pada muatan B
Whakautu :
Gaya listrik pada muatan B adalah resultan gaya listrik antara muatan A dan B dengan gaya listrik antara muatan B dan C.
Te kaha hiko i waenganui i ngā utu A me B :

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 =F_AB - F_BC = 675 N – 125 N = 550 Ngā Newton.
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 ko…

Kōrero
E mōhiotia ana :
Utu 1 (q₁) =  +10 μC = +10 x 10^-6 Coulomb
Utu 2 (q₂) =  +50 μC = +50 x 10^-6 Coulomb
Jarak antara muatan 1 dan 2 (r₁₂) = 2 henimita = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Jarak antara muatan 2 dan 3 (r₂₃) = 6 henimita = 0,06 m = 6 x 10^-2 m
Resultan gaya listrik pada muatan 2 (F₂) = 0
I pātaihia : muatan 3 (q₃)
Whakautu :
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)

A. 4 henemita

B. 5 henemita

C. 8 henimita

D. 10 henimita

E. 12 henimita

Kōrero

E mōhiotia ana:

Gaya listrik (F₁₂) = 144 N

Utu 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Utu 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

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

C = Coulomb, N = Newton, m = mita

I pātaihia: Jarak kedua muatan (r)

Whakautu:

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 mita = 5 x 10^-2 x 10² centimeter = 5 centimeter.

Ko te whakautu tika ko B.

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 C dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

A. 30,0 henemita

B. 27,0 henemita

C. 9,0 henimita

D. 3,0 henimita

E. 0,3 henimita

E. 12 henimita

Kōrero

E mōhiotia ana:

Gaya listrik (F₁₂) = 3,6 N

Utu 1 (q₁) = 9 μC = 9 x 10^-6 C

Utu 2 (q₂) = 4 μC = 4 x 10^-6 C

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

C = Coulomb, N = Newton, m = mita

I pātaihia: Jarak kedua muatan (r)

Whakautu:

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.

Ko te whakautu tika ko A.

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

E. 100√2 N

Kōrero

E mōhiotia ana:

Utu A (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Utu B (q_B) = 8 μC = 8 x 10^-6 C

Utu C (q_C) = 4,5 μC = 4,5 x 10^-6 C

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

Te tawhiti i waenganui i ngā utu A me B (r_AB) = 4 henimita = 4 x 10^-2 mita

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

C = Coulomb, N = Newton, m = mita

I pātaihia: Gaya listrik pada titik A

Whakautu:

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

Ko te whakautu tika ko D.

8. Dua benda bermuatan listrik Q₁ me te 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

Kōrero

E mōhiotia ana:

Jarak Q₁ me te Q₂ = r cm

Gaya tolak menolak (F) = 10 N

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

Pūmau (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

I pātaihia: muatan Q₁ harus dipindahkan sebesar…

Whakautu:

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 mendekati muatan Q₂.

Ko te whakautu tika ko B.

9. Muatan listrik +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 μC me q₁ terpisah seperti pada gambar. Agar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q₂ = nol maka muatan q₁ ko …
A. +2 μC
B. –2 μC
C. +5 μC
D. –5 μC
E. +8 μC
Kōrero:
E mōhiotia ana :
+q₃ = 20 μC
+q₂ = 10 μC
I pātaihia :
q₁ = ?
Whakautu :
Pada muatan q₂ bekerja gaya F₂₃ me 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.
Utu q₁ = +5 μC.
Ko te whakautu tika ko C.

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
Kōrero:
E mōhiotia ana :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 μC me q₃ = 10 μC
a = 0,1 m

I pātaihia :
Besar dan arah resultan gaya Coulomb pada q₂ ?
Whakautu :
Terdapat dua gaya Coulomb yang bekerja pada q₂, yakni F₂₁ me 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.
Ko te whakautu tika ko E.