Примеры задач по закону Кулона

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 сила Кулона yang bekerja pada kedua muatan adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-21 микрокулон = 10^-6 C)

Обсуждение
Известен :

Задан вопрос : Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan
Джаваб :

Румус Закон Кулона :

Бесар электрическая сила 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…

Обсуждение
Известен :

Задан вопрос : Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan
Джаваб :

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…

Обсуждение
Известен :

Задан вопрос : Besar dan arah gaya listrik pada muatan B
Джаваб :
Gaya listrik pada muatan B adalah resultan gaya listrik antara muatan A dan B dengan gaya listrik antara muatan B dan C.
Электрическая сила между зарядами А и В :

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 = Ф_AB - F_BC = 675 Н – 125 Н = 550 Ньютонов.
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 является…

Обсуждение
Известен :
Заряд 1 (q)₁) =  +10 μC = +10 x 10^-6 Кулон
Заряд 2 (q)₂) =  +50 μC = +50 x 10^-6 Кулон
Jarak antara muatan 1 dan 2 (r₁₂) = 2 см = 0,02 м = 2 x 10^-2 m
Jarak antara muatan 2 dan 3 (r₂₃) = 6 см = 0,06 м = 6 x 10^-2 m
Resultan gaya listrik pada muatan 2 (F₂) = 0
Задан вопрос : muatan 3 (q₃)
Джаваб :
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 мкКл = 10^-6 C dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

A. 4 см

B. 5 см

C. 8 см

Д. 10 см

Е. 12 см

Обсуждение

Известно, что:

Gaya listrik (F₁₂) = 144 Н

Заряд 1 (q)₁) = 10 мкКл = 10 x 10^-6 C

Заряд 2 (q)₂) = 4 мкКл = 4 x 10^-6 C

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

C = Кулон, N = Ньютон, m = метр

Вопрос: Jarak kedua muatan (r)

Джаваб:

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 метры = 5 x 10^-2 х 10² centimeter = 5 centimeter.

Правильный ответ — 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 мкКл = 10^-6 С и k = 9.10⁹ Nm².C^-2)

A. 30,0 см

B. 27,0 см

C. 9,0 см

Д. 3,0 см

Е. 0,3 см

Е. 12 см

Обсуждение

Известно, что:

Gaya listrik (F₁₂) = 3,6 Н

Заряд 1 (q)₁) = 9 мкКл = 9 x 10^-6 C

Заряд 2 (q)₂) = 4 мкКл = 4 x 10^-6 C

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

C = Кулон, N = Ньютон, m = метр

Вопрос: Jarak kedua muatan (r)

Джаваб:

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.

Правильный ответ — А.

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 м = 10^-6)

A. 10 N

B. 60 N

C. 90 N

Д. 90√2 N

E. 100√2 N

Обсуждение

Известно, что:

Заряд А (q)_A) = -2 мкКл = -2 x 10^-6 C

Заряд B (q)_B) = 8 мкКл = 8 x 10^-6 C

Заряд C (q)_C) = 4,5 мкКл = 4,5 x 10^-6 C

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

Расстояние между зарядами А и В (r)_AB) = 4 см = 4 x 10^-2 метров

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

C = Кулон, N = Ньютон, m = метр

Вопрос: Gaya listrik pada titik A

Джаваб:

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 и Ф_AC membentuk sudut siku-siku sehingga resultan gaya dihitung menggunakan rumus Пифагор.

Правильный ответ — D.

8. Dua benda bermuatan listrik Q₁ и 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

Обсуждение

Известно, что:

Jarak Q₁ и Q₂ = r cm

Gaya tolak menolak (F) = 10 N

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

Константа (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

Вопрос: muatan Q₁ harus dipindahkan sebesar…

Джаваб:

Rumus gaya listrik :

F = k Q₁ Q₂ / р²

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

Правильный ответ — B.

9. Muatan listrik +q₃ = 20 μC, +q₂ = 10 мкКл и q₁ terpisah seperti pada gambar. Agar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q₂ = nol maka muatan q₁ является …
А. +2 мкКл
Б. –2 мкКл
С. +5 мкКл
Д. –5 мкКл
Е. +8 мкКл
Пембахасан:
Известен :
+q₃ = 20 мкКл
+q₂ = 10 мкКл
Задан вопрос :
q₁ знак равно
Джаваб :
Pada muatan q₂ bekerja gaya F₂₃ и Ф₂₁, 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.
Заряд q₁ = +5 μC.
Правильный ответ — 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)

А. 7,5 Н в направлении q₁
В. 11,25 Н в направлении q₂
С. 15 Н в направлении q₁
Д. 22,5 Н в направлении q₁
В. 78,75 С в направлении q₁
Пембахасан:
Известен :
q₁= 5 μC, q₂ = 10 мкКл и q₃ = 10 мкКл
а = 0,1 м

Задан вопрос :
Besar dan arah resultan gaya Coulomb pada q₂ ?
Джаваб :
Terdapat dua gaya Coulomb yang bekerja pada q₂, yakni F₂₁ и Ф₂₃, 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.
Правильный ответ — Е.