Pembahasan soal UN fisika SMA/MA 2014 – Gaya listrik

1. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.26

Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.109 N.m2.C-2, 1 µ = 10-6). Besar gaya listrik yang Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Gaya listrik 26abekerja pada titik B adalah….

  1. 0,9√3 N
  2. 0,9√2 N
  3. 0,9 N
  4. 0,81 N
  5. 0,4 N

Pembahasan

Diketahui :
Muatan pada titik A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb
Muatan pada titik B (qB) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb
Muatan pada titik C (qC) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb
Jarak B ke C (rBC) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10-1 meter
Jarak B ke A (rBA) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10-1 meter
k = 9.109 N.m2.C-2
Ditanya : Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B
Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C :
FBC = k (qB)(qC) / rBC2
FBC = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2
FBC = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)
FBC = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)
FBC = 9 x 10-1
FBC = 0,9 Newton
Muatan listrik pada titik B dan C positif karenanya arah gaya listrik FBC ke kiri, menjauhi titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A :
FBA = k (qB)(qA) / rBA2
FBA = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2
FBA = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)
FBA = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)
FBA = 9 x 10-1
FBA = 0,9 Newton
Muatan listrik pada titik B dan A positif karenanya arah gaya listrik FBA ke bawah, menjauhi titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Gaya listrik 26bJawaban yang benar adalah B.

2. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.26

Perhatikan gambar berikut ini!
Tiga muatan Q1, Q2, dan Q3 berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Gaya listrik 26ck = 9.109 N.m2.C-2 dan 1 µ = 10-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah….

  1. 1 N
  2. 5 N
  3. 7 N
  4. 10 N
  5. 12 N

Pembahasan
Diketahui :
Muatan pada titik A (qA) = 3 µC = 3 x 10-6 Coulomb
Muatan pada titik B (qB) = -10 µC = -10 x 10-6 Coulomb
Muatan pada titik C (qC) = 4 µC = 4 x 10-6 Coulomb
Jarak B ke C (rBC) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10-1 meter
Jarak B ke A (rBA) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10-1 meter
k = 9.109 N.m2.C-2
Ditanya : Resultan gaya Coulomb pada titik B
Jawab :
Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C :
FBC = k (qB)(qC) / rBC2
FBC = (9 x 109)(10 x 10-6)(4 x 10-6) / (3 x 10-1)2
FBC = (9 x 109)(40 x 10-12) / (9 x 10-2)
FBC = (360 x 10-3) / (9 x 10-2)
FBC = 40 x 10-1
FBC = 4 Newton
Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik C bertanda positif, karenanya arah gaya listrik FBC ke kanan menuju titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A :
FBA = k (qB)(qA) / rBA2
FBA = (9 x 109)(10 x 10-6)(3 x 10-6) / (3 x 10-1)2
FBA = (9 x 109)(30 x 10-12) / (9 x 10-2)
FBA = (270 x 10-3) / (9 x 10-2)
FBA = 30 x 10-1
FBA = 3 Newton
Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik A bertanda positif, karenanya arah gaya listrik FBA ke atas menuju titik A.
 
Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.
Pembahasan soal UN fisika SMA MA 2014 – Gaya listrik 26dJawaban yang benar adalah B.

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

Penulis, Netpreneur, Guru. Dari Lembata/Flores Timur, Nusa Tenggara Timur.