Su'aalaha tusaalaha ah ee korontada taagan

20 Contoh soal listrik statis

Gaya Listrik

1. Titik A terletak dalam garoonka korontada. Kuat medan listrik di titik A= 0,5 NC^-1. Jika di titik A diletakkan benda bermuatan listrik 0,25 C, maka pada benda tersebut bekerja gaya Coulomb sebesar …

A. 0,125 N

B. 0,25 N

C. 0,35 N

D. 0,40 N

E. 0,70 N

Dood

Waa la ogyahay in:

Kuat medan listrik di titik A = 0,5 NC^-1

Muatan listrik di titik A = 0,25 C

La weydiiyay: Gaya Coulomb yang bekerja pada benda bermuatan listrik

Jawaab:

Rumus yang menyatakan hubungan antara gaya listrik (F), medan listrik (E) dan muatan listrik (q) adalah :

F = q E

F = (0,25 C)(0,5 NC^-1)

F = 0,125N

Jawaabta saxda ah waa A.

2. Dua buah muatan masing-masing 5 C dan 4 C berjarak 3 m satu sama lain. Jika diketahui k = 9 × 10⁹ Nm² C^-2 , maka besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah …

A. 2 × 10⁹ N

B. 60 × 10⁹ N

C. 2 × 10¹⁰ N

D. 6 × 10¹⁰ N

E. 20 × 10¹⁰ N

Dood

Waa la ogyahay in:

Muatan 1 (q₁) = 5 C

Muatan 2 (q₂) = 4 C

Jarak antara muatan 1 dan 2 (r) = 3 meter.

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

La weydiiyay: Besar gaya Coulomb (F)

Jawaab:

Jawaabta saxda ah waa C.

3. Muatan listrik +q₁ = 10 μC ; +q₂ = 20 μC ; dan q₃ terpisah seperti pada gambar di bawah. Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ = nol ; maka muatan q₃ waa…

A. +2,5 μC

B. –2,5 μC

C. +25 μC

D. –25 μC

E. +4 μC

Dood

Waa la ogyahay in:

Muatan 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Muatan 2 (q₂) = 20 μC = 20 x 10^-6 C

La weydiiyay: Berapa muatan q₃ agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ sama dengan nol (F₂ = 0).

Jawaab:

Ada dua gaya yang bekerja pada +q₂.

Gaya pertama adalah gaya tolak antara muatan +q₁ dan muatan +q₂ yakni F₁₂ yang arahnya ke kanan.

Agar resultan gaya listrik yang bekerja pada q₂ sama dengan nol maka q₃ harus bermuatan negatif. Jadi gaya kedua adalah gaya tarik antara muatan +q₂ dan -q₃ yakni F₂₃ yang arahnya ke kiri. Kedua gaya ini bekerja pada q₂, mempunyai besar yang sama tetapi arahnya berlawanan.

Resultan gaya pada +q₂ sama dengan nol.

Jawaabta saxda ah waa B.

4. Titik A dan B masing-masing bermuatan listrik −10 μC dan +40 μC. Mula-mula kedua muatan diletakkan terpisah 0,5 meter sehingga timbul gaya Coulomb F Newton. Jika jarak A dan B diubah menjadi 1,5 meter, maka gaya Coulomb yang timbul adalah….

A. ¹/₉ F

B. ¹/₃ F

C. ³/₂ F

D. 3 F

E. 9 F

Dood

Bandingkan pembahasan soal nomor 9.

Jarak A dan B diubah menjadi 1,5 meter atau 3 kali jarak mula-mula.

Gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak :

Gaya Coulomb yang timbul adalah 1/9 F.

Jawaabta saxda ah waa A.

5. Sistem dengan 3 muatan bebas sama besar diletakkan sehingga seimbang seperti gambar. Jika Q₃ digeser 1/3 x mendekati Q₂, maka perbandingan besar gaya Coulomb F₂ : F₁ menjadi….

A. 1: 3

B. 2: 3

C. 3: 4

D. 9: 1

E. 9: 4

Dood

Waa la garanayaa :

Jarak antara q₁ dan q₂ =x

Jarak antara q₂ dan q₃ = 2/3 x

La weydiiyay : F₂ : F₁ = ….?

Jawab :

Rumus hukum Coulomb :

Keterangan : k = konstanta, q₁ = muatan 1, q₂ = muatan 2, r = jarak antara muatan 1 dan muatan 2

Perbandingan besar gaya Coulomb

q₁, q₂ dan q₃ sama besar sehingga dilenyapkan dari persamaan. k dan x² juga sama besar dan berada di ruas kiri dan kanan sehingga dilenyapkan dari persamaan.

Jawaabta saxda ah waa E.

6. Perhatikan gambar di bawah. Ketiga muatan listrik q₁, q, dan q₂ adalah segaris. Bila q = 5,0 μC dan d = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah… (k = 9 x 10⁹ N m² C^-2)

A. 7,5 N menuju q₁

B. 7,5 N menuju q₂

C. 15 N menuju q₁

D. 22,5 N menuju q₁

E. 22,5 N menuju q₂

Dood

Waa la ogyahay in:

Muatan 1 (q₁) = 30 μC = 30 x 10^-6 C

Muatan 2 (q₂) = 60 μC = 60 x 10^-6 C

Muatan 3 (q) = 5 μC = 5 x 10^-6 C

Jarak antara q₁ dan q = d

Jarak antara q₂ dan q = 2d

d = 30 cm = 0,3 meter

d² = (0,3)² = 0,09

Joogtada ah ee Coulomb (k) = 9 x 10⁹ N m² C^-2

La weydiiyay: Besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan listrik

Jawaab:

Ada dua gaya yang bekerja pada q yakni F₁ arahnya ke kanan (q dan q₁ bermuatan positif sehingga F₁ menjauhi q dan q₁) dan F₂ arahnya ke kiri (q dan q₂ bermuatan positif sehingga F₂ menjauhi q dan q₂). Terlebih dahulu hitung F₁ iyo F₂.

Resultan gaya :

ΣF = 15 – 7,5 = 7,5

Resultan gaya adalah 7,5 Newton. Arahnya sama dengan F₁ yakni ke kanan menuju q₂.

Jawaabta saxda ah waa B.

Medan Listrik

7. Sebuah titik bermuatan q berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (+) sehingga mengalami gaya sebesar 0,05 N dalam arah menuju muatan tersebut. Jika kuat medan di titik P besarnya 2 x 10 ^-2 NC ^-1, maka besar dan jenis muatan yang menimbulkan medan adalah …

A. 5,0 C, positif

B. 5,0 C, negatif

C. 3,0 C, positif

D. 2,5 C, negatif

E. 2,5 C, positif

Dood

Waa la ogyahay in:

Gaya listrik (F) = 0,05 N

Kuat medan listrik (E) = 2 x 10 ^-2 NC ^-1 = 0,02 NC ^-1

La weydiiyay: Besar dan jenis muatan yang menimbulkan medan

Jawaab:

Muatan listrik dihitung menggunakan rumus yang menyatakan hubungan antara gaya listrik (F), medan listrik (E) dan muatan listrik (q) :

F = q E

q = F / E = 0,05 N / 0,02 NC ^-1 = 2,5 Coulomb

Muatan q mengalami gaya listrik dalam arah menuju muatan (+) yang menimbulkan medan listrik, sehingga muatan q bertanda negatif.

Jawaabta saxda ah waa D.

8. Jarak dua muatan A dan B adalah 4 m. Titik C berada di antara kedua muatan berjarak 1 m dari A. Jika Q_A = –300 μC, Q_B = 600 μC. 1/4 π ε₀ = 9 × 10⁹ N m² C^-2 , maka kuat medan listrik di titik C pengaruh dari kedua muatan adalah…

A. 9 × 10⁵ N C ^-1

B. 18 × 10⁵ N C ^-1

C. 33 × 10⁵ N C ^-1

D. 45 × 10⁵ N C ^-1

E. 54 × 10⁵ N C ^-1

Dood

Waa la ogyahay in:

Masaafada u dhaxaysa khidmadaha A iyo B (r)_AB) = 4 mitir

Jarak antara titik C dan muatan A (r_AC) = 1 mitir

Jarak antara titik C dan muatan B (r_BC) = 3 mitir

Dalac A (q)_A) = –300 μC = -300 x 10^-6 C = -3 x 10^-4 Coulomb

Dalac B (q)_B) = 600 μC = 600 x 10^-6 C = 6 x 10^-4 Coulomb

Konstanta (k) = 9 × 10⁹ N m² C^-2

La weydiiyay: kuat medan listrik di titik C

Jawaab:

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik C :

Muatan A negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri).

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik C :

Muatan B positif sehingga arah medan listrik menjauhi muatan B dan menuju muatan A (ke kiri).

Resultan medan listrik di titik A :

E_A iyo E_B searah sehingga dijumlahkan.

E = E_A +E_B

E = (27 x 10⁵) + (6 x 10⁵)

E = 33 x 10⁵ N / C

Arah medan listrik adalah menuju muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri).

Jawaabta saxda ah waa C.

9. Sebutir debu massanya 1 miligram dapat mengapung di udara karena adanya medan listrik yang menahan debu tersebut. Bila muatan debu tersebut 0,5 μC dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s² , tentukanlah besarnya kuat medan listik yang dapat menahan debu tersebut.

A. 5 N/C

B. 10 N/C

C. 20 N/C

D. 25 N/C

E. 40 N/C

Dood

Waa la ogyahay in:

Massa debu (m) = 1 miligram = 1 x 10^-6 kg

Muatan debu (q) = 0,5 μC = 0,5 x 10^-6 C

Dardargelinta cufisjiidadka awgeed (g) = 10 m/s²

La weydiiyay: Kuat medan listrik yang menahan debu

Jawaab:

Rumus berat :

w = mg

Keterangan : w = berat debu, m = massa debu, g = percepatan gravitasi

Gaya gravitasi yang bekerja pada debu atau berat debu dihitung menggunakan rumus berat :

w = m g = (1 x 10^-6 kg)(10 m/s²) = 10 x 10^-6 kg m/s² = 10x10^-6 Newton

Rumus kuat medan listrik :

E = F/q

Keterangan : E = kuat medan listrik, F = gaya listrik, q = muatan listrik

Debu mengapung di udara sehingga resultan gaya yang bekerja pada debu harus bernilai nol. Gaya berat debu arahnya ke bawah sehingga gaya listrik harus berarah ke atas dan besar gaya berat debu harus sama dengan besar gaya listrik, agar resultan gaya pada debu bernilai nol. Dengan demikian F pada rumus kuat medan listrik dapat diganti dengan w pada rumus berat.

E = F/q = w/q

E = (10 x 10^-6 N) / (0,5 x 10^-6 C)

E = 10 N / 0,5 C

E = 20 N/C

Jawaabta saxda ah waa C.

10. Dua buah muatan masing-masing q₁ = 32 μC dan q₂ = -214 μC terpisah sejauh x satu sama lain seperti gambar di atas. Bila di titik p yang berjarak 10 cm dari q₂ resultan kuat medan listriknya = nol. Maka besar x adalah….

A. 20 cm

B. 30 cm

C. 40 cm

D. 50 cm

E. 60 cm

Dood

Waa la ogyahay in:

Muatan 1 (Q₁) = 32 μC

Muatan 2 (Q₂) = -214 μC

Jarak titik p dari q₁ = x + 10 cm

Jarak titik p dari q₂ = 10cm

La weydiiyay: x

Jawaab:

E₁ adalah medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan Q₁. Arah medan listrik menjauhi Q₁ karena Q₁ bermuatan positif. E₂ adalah medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan Q₂. Arah medan listrik menuju Q₂ karena Q₂ bermuatan negatif.

Pada titik p yang berjarak 10 cm dari Q₂, resultan kuat medan listrik bernilai nol.

Gunakan rumus ABC :

11. Sebuah titik bermuatan q berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (+), sehingga mengalami gaya sebesar 0,05 N. Jika besar muatan tersebut adalah +5 × l0^-6 Coulomb, maka besar medan listrik di titik P adalah…

A. 2,5 × 10³ NC^-1

B. 3.0 × 10³ NC^-1

C. 4,5 × l0³ NC^-1

D. 8,0 × 10³ NC^-1

E. 10kii⁴ NC^-1

Dood

Waa la ogyahay in:

Gaya listrik (F) = 0,05 Newton

Muatan listrik (Q) = +5 × l0^-6 Coulomb = 0,000005

La weydiiyay: besar medan listrik di titik P

Jawaab:

Rumus yang menyatakan hubungan antara medan listrik, gaya listrik dan muatan listrik :

E = F / Q

E = 0,05 Newton / 0,000005 Coulomb

E = 5 Newton / 0,0005 Coulomb

E = 10.000 Newton/Coulomb

E = 10⁴ N / C

E = 10⁴ NC^-1

Jawaabta saxda ah waa E.

Sharciga Coulomb

12. 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 Lacag N ilaa C ah
B. 09 x 10¹ N si loogu dallaco A
C. 18 x 10¹ Lacag N ilaa C ah
D. 18 x 10¹ N si loogu dallaco A
E. 36 x 10¹ Lacag N ilaa C ah

Dood
Waa la garanayaa :
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 = 2x10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 mitir = 10^-1 meter
r_BC = 0,1 mitir = 10^-1 meter
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
La weydiiyay Ciidanka Coulomb oo ay khibrad u leeyihiin B
Jawab :

Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (F_AB) iyo sidoo kale xoogga Coulomb ee u dhexeeya dallacaadaha B iyo C (F_BC) Xoogga Coulomb ee uu soo maray darajada B waa natiijada F_AB iyo F_BC.

Xoogga Coulomb ee u dhexeeya dallacaadaha A iyo B:
Kharash A wuxuu leeyahay calaamad togan halka kharash B uu leeyahay calaamad togan sidaa darteed F_AB dhanka kharashka C.

Xoogga Coulomb ee u dhexeeya dallacaadaha B iyo C:
Dalacaadda B waa togan, Dalacaadda C waa togan, sidaa darteed F waa togan_BC dhanka kharashka A.

Ciidanka Coulomb oo uu khibrad u leeyahay darajada B:
F_B =F_BC - F_AB = 180 – 90 = 90 N
Baaxadda xoogga Coulomb ee uu soo maray kharashka B (F)_B) waa 90 Newtons. Jihada F_B la mid ah jihada F_BC gaar ahaan dhanka A.
Jawaabta saxda ah waa B.

13. Besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 2,5 k Q² r^-2 dhanka bidix
B. 2,5 k Q² r^-2 dhanka midig
C. 2k Q² r^-2 dhanka bidix
D. 2k Q² r^-2 dhanka midig
E. 1 k Q² r^-2 dhanka bidix

Dood
Waa la garanayaa :
Dalac A (q)_A) = +Q
Dalac B (q)_B) = -2Q
Dalacaadda C (q)_C) = -Q
Masaafada u dhaxaysa khidmadaha A iyo B (r)_AB) = r
Masaafada u dhaxaysa khidmadaha B iyo C (r)_BC) = 2r
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
La weydiiyay : baaxadda iyo jihada ciidanka Coulomb ee ku jira kharashka B
Jawab :
Xoogga Coulomb ee u dhexeeya dallacaadda A iyo dallacaadda B:
Dalacaadda A waa togan, dalacaadda B-na waa taban, marka jihada waa F_AB dhanka kharashka A
  
Xoogga Coulomb ee u dhexeeya dallacaadda B iyo dallacaadda C:
Dalacaadda B waa taban, Dalacaadda C-na waa taban, sidaa darteed jihada F waa taban_BC dhanka kharashka A

Xoogga ka dhashay ee ku shaqeynaya dacwadda B:
F = F_AB +F_BC  = 2 k Q²/r² + 0,5 k Q²/r² = 2,5 k Q²/r² = 2,5 k Q² r^-2
Jihada ciidanka Coulomb waxay u socotaa dhanka A ama dhanka bidix.
Jawaabta saxda ah waa A.

Medan Listrik
14. Perhatikan gambar dua muatan titik berikut! Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?  (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)
A. tepat di tengah Q₁ dan Q₂
B. 6 cm di kanan Q₂
C. 6 cm di kiri Q₁
D. 2 cm di kanan Q₂
E. 2 cm di kiri Q₁
Dood
Untuk menghitung kuat medan listrik di titik P, diandaikan pada titik P terdapat sebuah muatan uji positif. Q₁ positif dan Q₂ negatif, karenanya titik P harus berada di sebelah kanan Q₂ atau sebelah kiri Q₁. Jika titik P berada di sebelah kiri Q₁; medan listrik yang ditimbulkan titik Q₁ pada titik P arahnya ke kiri (menjauhi Q₁) dan medan listrik yang ditimbulkan Q₂ pada titik P arahnya ke kanan (menuju Q₁). Karena arah medan listrik berlawanan maka keduanya saling menghilangkan sehingga kuat medan listrik pada titik P bernilai nol.
Waa la garanayaa :
Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Jarak antara muatan 1 dan muatan 2 = 3 cm
Jarak antara Q₁ dan titik P (r_1P) = a
Jarak antara Q₂ dan titik P (r_2P) = 3 + a
La weydiiyay : Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?
Jawab :
Titik P berada di sebelah kiri Q₁.
Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q₁ pada titik P :
Muatan uji positif dan Q₁ positif sehingga arah medan listrik ke kiri.
Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q₂ pada titik P :
Muatan uji positif dan Q₂ negatif sehingga arah medan listrik ke kanan.
Resultan medan listrik pada titik A :
E₁ iyo E₂ berlawanan arah.
E₁ - E₂ = 0
E₁ =E₂
Gunakan rumus ABC untuk menentukan nilai a.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Tidak mungkin a negatif.
Jarak antara Q₂ dan titik P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
Titik P berada pada jarak 1,2 cm di sebelah kanan Q₂.

15. Perhatikan gambar berikut! Muatan q₃ diletakkan pada jarak 5 cm dari q₂, maka kuat medan listrik pada muatan q₃ adalah… (1 µC = 10^-6 C)

A. 4,6  x 10⁷ N.C^-1
B. 3,6 x 10⁷ N.C^-1
C. 1,6 x 10⁷ N.C^-1
D. 1,4 x 10⁷ N.C^-1
E. 1,3 x 10⁷ N.C^-1

Dood

Muatan q₃ diletakkan pada jarak 5 cm dari q₂, maksudnya bukan di sebelah kiri q₂ tetapi di sebelah kanan q₂. Jika di sebelah kiri q₂ maka resultan medan listrik bernilai nol. Hal ini dikarenakan jarak antara muatan q₃ dengan muatan q₁ dan q₂ adalah 5 cm dan besar muatan q₁ sama dengan muatan q₂.

Karena muatan q₃ positif maka arah garoonka korontada pada muatan q₃ menuju muatan negatif q₂ (E₂) dan menjauhi muatan positif q₁ (E₁). Resultan medan listrik adalah penjumlahan kuat medan listrik E₁ iyo E₂.

Waa la garanayaa :
Muatan q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb
Muatan q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb
Jarak antara muatan q₁ dan muatan q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 meter
Jarak antara muatan q₂ dan muatan q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 meter
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
La weydiiyay : Kuat medan listrik pada muatan q₃
Jawab :

Kuat medan listrik 1
E₁ = k q₁ /r₁²
E₁ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (15 x 10^-2)²
E₁ = (45 x 10³) / (225 x 10^-4)
E₁ = 0,2x10⁷ N / C
Kuat medan listrik 2
E₂ = k q₂ /r₂²
E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²
E₂ = (45 x 10³) / (25 x 10^-4)
E₂ = 1,8x10⁷ N / C
Resultan kuat medan listrik
Resultan kuat medan listrik di muatan q₃ adalah :
E = E₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷)– (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ N / C
Arah medan listrik ke kiri atau searah E₂.
Jawaabta saxda ah waa C.

16. Dua muatan listrik terpisah seperti pada gambar. Kuat medan pada titik P adalah… (k = 9 x 10⁹ N m² C^-2)

A. 9,0 x 10⁹ N.C^-1
B. 4,5 x 10⁹ N.C^-1
C. 3,6 x 10⁹ N.C^-1
D. 5,4 x 10⁹ N.C^-1
E. 4,5 x 10⁹ N.C^-1

Dood

Waa la garanayaa :
Muatan q_A = +2,5 C
Muatan q_B = -2 C
Jarak antara muatan q_A dan titik P (r_A) = 5 m
Jarak antara muatan q_B dan titik P (r_B) = 2 m
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
La weydiiyay : Kuat medan listrik di titik P
Jawab :
Kuat medan listrik A
E_A = k q_A /r_A²
E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²
E_A = (22,5 x 10⁹) / 25
E_A = 0,9x10⁹ N / C
Kuat medan listrik B
E_B = k q_B /r_B²
E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²
E_B = (18 x 10⁹) / 4
E_B = 4,5x10⁹ N / C
Resultan kuat medan listrik
Resultan kuat medan listrik di titik P adalah :
E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6x10⁹ N / C
Arah medan listrik ke kiri atau searah E_B.
Jawaabta saxda ah waa C.

17. Dua muatan listrik masing-masing bermuatan Q₁ = -40 µC dan Q₂ = +5 µC terletak pada posisi seperti pada gambar (k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2 dan 1 µC = 10^-6 C), kuat medan listrik di titik P adalah…
A. 2,25 x 10⁶ N.C^-1
B. 2,45 x 10⁶ N.C^-1
C. 5,25 x 10⁶ N.C^-1
D. 6,75 x 10⁶ N.C^-1
E. 9,00 x 10⁶ N.C^-1
Dood

Waa la garanayaa :
Muatan q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C
Muatan q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C
Jarak antara muatan q₁ dan titik P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Jarak antara muatan q₂ dan titik P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
La weydiiyay : Kuat medan listrik di titik P
Jawab :
Kuat medan listrik 1
E₁ = k q₁ /r₁²
E₁ = (9 x 10⁹)(40 x 10^-6) / (4 x 10^-1)²
E₁ = (360 x 10³) / (16 x 10^-2)
E₁ = 22,5x10⁵ N / C
Kuat medan listrik 2
E₂ = k q₂ /r₂²
E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (1 x 10^-1)²
E₂ = (45 x 10³) / 1 x 10^-2
E₂ = 45x10⁵ N / C
Resultan kuat medan listrik
Resultan kuat medan listrik di titik P adalah :
E = E₂ - E₁ = (45 – 22,5) x 10⁵ = 22,5x10⁵ N / C
E = 2,25 x 10⁶ N / C
Arah medan listrik ke kanan atau searah E₂.
Jawaabta saxda ah waa A.

18. Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2, markaa awoodda soo jiidashada leh ee ka shaqeysa labada dacwadood waa...

A. 45 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 120 N

Dood
Waa la garanayaa :
Korontada ku dallacda A (q)_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb
Xoogga korantada ee u dhexeeya labada dallacaad (F) = 45 Newton
Masaafada u dhaxaysa labada dallacaad (r)_AB) = 4 cm = 0,04 mitir = 4 x 10^-2 meter
Joogto ah (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
La weydiiyay : Gaya listrik antara kedua muatan jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm atau 0,01 meter
Jawab :

Marka hore xisaabi kharashka korontada ee B, ka dibna xisaabi xoogga korontada ee u dhexeeya labada dallac ee korontada, haddii dallacyada korontada ee A loo wareejiyo dhanka midig 1 cm.
Koronto laga helo B :
Qaacidda sharciga ee Coulomb :
F = k (q)_A)(q_B) / r²
F r² = k (q)_A)(q_B)
q_B = F r² / k (q)_A)
Koronto laga helo B :
q_B = (45)(4 x 10^-2)² / (9 x 10⁹)(8 x 10^-6)
q_B = (45)(16 x 10^-4) / 72 x 10³
q_B = (720 x 10^-4) / (72 x 10³)
q_B = 10x10^-7 Coulomb
Xoogga korontada ee u dhexeeya dallacaadaha korantada A iyo B :
Haddii dallacaadda A loo wareejiyo dhanka midig 1 cm, masaafada u dhaxaysa labada dallac waxay noqonaysaa 3 cm = 0,03 mitir = 3 x 10^-2 meter
F = k (q)_A)(q_B) / r²
F = (9 x 10⁹)(8 x 10^-6)(10 x 10^-7) / (3 x 10^-2)²
F = (9 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (9 x 10^-4)
F = (1 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (1 x 10^-4)
F = (80 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 80 Newton
Jawaabta saxda ah waa C.

19. Dua muatan listrik P dan Q yang terpisah 10 cm mengalami gaya tarik menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P  (1 µC = 10^-6 C iyo k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2), markaa xoogga korontada ee dhaca waa...

A. 8 N
B. 16 N
C. 32 N
D. 40 N
E. 56 N

Dood
Waa la garanayaa :
Masaafada u dhaxaysa khidmadaha P iyo Q (r)_PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10^-1 m
Xoogga korontada ee u dhexeeya dallacaadaha P iyo Q (F) = 8 N
Kharash koronto Q (q)_Q) = 40 µC = 40 x 10^-6 C
Joogto ah (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
La weydiiyay Awoodda korantada ee u dhaxaysa dallacaadaha P iyo Q haddii dallacaadda Q loo wareejiyo 5 cm dhanka dallacaadda P
Jawab :
Marka hore xisaabi lacagta korontada ee P, ka dibna xisaabi xoogga korontada ee u dhexeeya labada dallac ee korontada, haddii lacagta korontada ee Q loo wareejiyo 5 cm dhanka dallacda P.
Dalacaadda korontada P :
q_P = F r² / k (q)_Q)
q_P = (8)(1 x 10^-1)² / (9 x 10⁹)(40 x 10^-6)
q_P = (8)(1 x 10^-2) / 360 x 10³
q_P = (8 x 10^-2) / (36 x 10⁴)
q_P = (1 x 10^-2) / (4,5 x 10⁴)
q_P = (1/4,5) x 10^-6 Coulomb
Awoodda korantada ee u dhaxaysa dallacaadaha korantada P iyo Q :
Haddii dallacaadda Q loo wareejiyo bidixda 5 cm, masaafada u dhaxaysa labada dallac waxay noqonaysaa 5 cm = 0,05 mitir = 5 x 10^-2 meter
F = k (q)_P)(q_Q) / r²
F = (9 x 10⁹)( (1/4,5) x 10^-6)(40 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²
F = (2 x 10³)(40 x 10^-6) / (25 x 10^-4)
F = (80 x 10^-3) / (25 x 10^-4)
F = 3,2 x 10¹
F = 32 Newton
Jawaabta saxda ah waa C.

20. Perhatikan gambar muatan listrik berikut. Gaya listrik yang dialami muatan q_B waa 8 N (1 µC = 10^-6 C) iyo (k = 9.10⁹ Nm².C^-2) Haddii kharashka q_B loo wareejiyay 4 cm laga bilaabo A, ka dibna xoogga korontada ee la arkay waa q_B hadda waa…
A. 2 N
B. 4 N
C. 6 N
D. 8 N
E. 10 N
Dood
Waa la garanayaa :
Masaafada u dhaxaysa khidmadaha A iyo B (r)_AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Xoogga korontada ee u dhexeeya dallacaadaha A iyo B (F) = 8 N
Dalacaadda korontada A (q)_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 C
Joogto ah (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
La weydiiyay : Awoodda korantada ee u dhaxaysa dallacaadaha A iyo B haddii masaafada u dhaxaysa labada dallacaadood ay tahay 4 cm
Jawab :
Marka hore xisaabi lacagta korantada B, ka dibna xisaabi xoogga korontada ee u dhexeeya labada dallac ee korontada haddii masaafada u dhaxaysa labada dallac ee korontada ay tahay 4 cm = 0,04 mitir = 4 x 10^-2 mitir
Lacag koronto B :
q_B = F r² / k (q)_A)
q_B = (8)(2 x 10^-2)² / (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)
q_B = (8)(4 x 10^-4)/ (18 x 10³)
q_B = (32 x 10^-4) / (18 x 10³)
q_B = (32/18) x 10^-7
q_B = (16/9) x 10^-7 Coulomb
Xoogga korontada ee u dhexeeya dallacaadaha A iyo B :
F = k (q)_A)(q_B) / r²
F = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)( (16/9) x 10^-7) / (4 x 10^-2)²
F = (18 x 10³)( (16/9) x 10^-7) / (16 x 10^-4)
F = (2 x 10³)(16 x 10^-7) / (16 x 10^-4)
F = (2 x 10³)(1 x 10^-7) / (1 x 10^-4)
F = (2 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 2 Newton
Jawaabta saxda ah waa A.

Isha su'aasha:

Su'aalaha Imtixaanka Qaranka ee Fiisigiska ee Dugsiga Sare/Dugsiga Sare ee Xirfadda