20 Contoh soal listrik statis
Matla a Motlakase
1. Titik A terletak dalam tšimo ea motlakase. 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 e kholo joalo ka ...
A. 0,125 N
B. 0,25 N
C. 0,35 N
D. 0,40 N
E. 0,70 N
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Kuat medan listrik di titik A = 0,5 NC-1
Muatan listrik di titik A = 0,25 C
O botsitse: Gaya Coulomb yang bekerja pada benda bermuatan listrik
Karabo:
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
Karabo e nepahetseng ke 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
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Tefiso ea 1 (q)1) = 5 C
Tefiso ea 2 (q)2) = 4 C
Jarak antara muatan 1 dan 2 (r) = 3 meter.
Konstanta Coulomb (k) = 9 × 109 Nm2 C-2
O botsitse: Besar gaya Coulomb (F)
Karabo:
Karabo e nepahetseng ke 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 ke…
A. +2,5 μC
B. –2,5 μC
C. +25 μC
D. –25 μC
E. +4 μC
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Tefiso ea 1 (q)1) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Tefiso ea 2 (q)2) = 20 μC = 20 x 10-6 C
O botsitse: Berapa muatan q3 agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q2 sama dengan nol (F2 = 0).
Karabo:
Ada dua gaya yang bekerja pada +q2.
Gaya pertama adalah gaya tolak antara muatan +q1 le tefiso +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.
Karabo e nepahetseng ke 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
Puisano
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.
Karabo e nepahetseng ke 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….
K. 1: 3
B. 2: 3
C. 3: 4
D. 9: 1
E. 9: 4
Puisano
Hoa tsebahala :
Sebaka se pakeng tsa q1 le q2 =x
Sebaka se pakeng tsa q2 le q3 = 2/3 x
E botsitsoe : F2 : F1 = …. ?
Jawab :
Foromo ea molao oa Coulomb:
Keterangan : k = konstanta, q1 = muatan 1, q2 = muatan 2, r = jarak antara muatan 1 dan muatan 2
Perbandingan besar gaya Coulomb
q1, q2 le q3 sama besar sehingga dilenyapkan dari persamaan. k dan x2 juga sama besar dan berada di ruas kiri dan kanan sehingga dilenyapkan dari persamaan.
Karabo e nepahetseng ke 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 ho ea ho q1
B. 7,5 N ho ea ho q2
C. 15 N ho ea ho q1
D. 22,5 N ho ea ho q1
E. 22,5 N ho ya ho q2
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Tefiso ea 1 (q)1) = 30 μC = 30 x 10-6 C
Tefiso ea 2 (q)2) = 60 μC = 60 x 10-6 C
Muatan 3 (q) = 5 μC = 5 x 10-6 C
Sebaka se pakeng tsa q1 dan q = d
Sebaka se pakeng tsa q2 dan q = 2d
d = 30 cm = 0,3 meter
d2 = (0,3)2 = 0,09
Sephetho sa Coulomb (k) = 9 x 109 N m2 C-2
O botsitse: Besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan listrik
Karabo:
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 le F2.
Matla a hlahang:
ΣF = 15 – 7,5 = 7,5
Resultan gaya adalah 7,5 Newton. Arahnya sama dengan F1 yakni ke kanan menuju q2.
Karabo e nepahetseng ke B.
Tšimo ea Motlakase
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, e ntle
B. 5,0 C, e mpe
C. 3,0 C, e ntle
D. 2,5 C, e mpe
E. 2,5 C, e ntle
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Gaya listrik (F) = 0,05 N
Kuat medan listrik (E) = 2 x 10 -2 NC -1 = 0,02 NC -1
O botsitse: Besar dan jenis muatan yang menimbulkan medan
Karabo:
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 Li-Coulomb
Muatan q mengalami gaya listrik dalam arah menuju muatan (+) yang menimbulkan medan listrik, sehingga muatan q bertanda negatif.
Karabo e nepahetseng ke D.
8. Jarak dua muatan A dan B adalah 4 m. Titik C berada di antara kedua muatan berjarak 1 m dari A. Jika QA = –300 μC, QB = 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
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Sebaka se pakeng tsa litefiso A le B (r)AB) = limithara tse 4
Jarak antara titik C dan muatan A (rAC) = limithara tse 1
Jarak antara titik C dan muatan B (rBC) = limithara tse 3
Tefiso A (q)A) = –300 μC = -300 x 10-6 C = -3 x 10-4 Coulomb
Tefiso B (q)B) = 600 μC = 600 x 10-6 C = 6 x 10-4 Coulomb
Konstanta (k) = 9 × 109 N m2 C-2
O botsitse: kuat medan listrik di titik C
Karabo:
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 :
EA le EB searah sehingga dijumlahkan.
E = EA +EB
E = (27 x 105) + (6 x 105)
E = 33 x 105 N / C.
Tsela eo motlakase o lebang ho yona e lebile ho tjhaja A mme e le hole le tjhaja B (ka letsohong le letshehadi).
Karabo e nepahetseng ke 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
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Massa debu (m) = 1 miligram = 1 x 10-6 kg
Muatan debu (q) = 0,5 μC = 0,5 x 10-6 C
Ho potlaka ka lebaka la matla a khoheli (g) = 10 m/s2
O botsitse: Kuat medan listrik yang menahan debu
Karabo:
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 = mg = (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
Karabo e nepahetseng ke C.
10. Dua buah muatan masing-masing q1 = 32 μC le 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
Bolelele ba lisenthimithara tse 40
D. 50 cm
E. 60 cm
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Muatan 1 (Q1) = 32 μC
Muatan 2 (Q2) = -214 μC
Jarak titik p dari q1 = x + 10 cm
Jarak titik p dari q2 = 10 XNUMX cm
O botsitse: x
Karabo:
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.
Sebelisa foromo ea 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. 104 NC-1
Puisano
Hoa tsebahala hore:
Gaya listrik (F) = 0,05 Newton
Muatan listrik (Q) = +5 × l0-6 Coulomb = 0,000005
O botsitse: besar medan listrik di titik P
Karabo:
Rumus yang menyatakan hubungan antara medan listrik, gaya listrik dan muatan listrik :
E = F / Q
E = 0,05 Newtons / 0,000005 Coulombs
E = 5 Newtons / 0,0005 Coulombs
E = 10.000 Newton/Coulomb
E = 104 N / C.
E = 104 NC-1
Karabo e nepahetseng ke E.
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 Tefiso ho tloha ho N ho isa ho C
B. 09 x 101 N ho lefisa A
C. 18 x 101 Tefiso ho tloha ho N ho isa ho C
D. 18 x 101 N ho lefisa A
E. 36 x 101 Tefiso ho tloha ho N ho isa ho C
Puisano
Hoa tsebahala :
qA = 10 µC = 10 x 10-6 EA-10-C-5 Coulomb
qB = 10 µC = 10 x 10-6 = 10-5 Coulomb
qC = 20 µC = 20 x 10-6 = 2x10-5 Coulomb
rAB = Limithara tse 0,1 = 10-1 mitha
rBC = Limithara tse 0,1 = 10-1 mitha
k = 9 x 109 Nm2C-2
E botsitsoe : Matla a Coulomb a fumanwang ke tjhaja B
Jawab :
Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (FAB) hammoho le matla a Coulomb pakeng tsa litefiso B le C (FBC). ). Matla a Coulomb a fumanwang ke tjhaja ya B ke sephetho sa FAB le FBC.
Matla a Coulomb pakeng tsa litefiso A le B:
Tefiso A e na le lets'oao le letle mme tefiso B e na le lets'oao le letle kahoo FAB ho ea ho qoso C.
Matla a Coulomb pakeng tsa litefiso B le C:
Tefiso B ke e ntle mme tefiso C ke e ntle e le hore FBC ho ea ho qoso A.
Matla a Coulomb a fumanoang ke tjhaja B:
FB =FBC - FAB = 180 – 90 = 90 N
Boholo ba lebotho la Coulomb bo fihlellehang ka tjhaja B (F)B) ke 90 Newtons. Tsela ea FB ho tšoana le tataiso ea FBC e leng ho ea ho qoso A.
Karabo e nepahetseng ke 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 Ka ho le letšehali
B. 2,5 k Q2 r-2 Ho ea ka botoneng
C. 2 k Q2 r-2 Ka ho le letšehali
D. 2 k Q2 r-2 Ho ea ka botoneng
E. 1 k Q2 r-2 Ka ho le letšehali
Puisano
Hoa tsebahala :
Tefiso A (q)A) = +Q
Tefiso B (q)B) = -2Q
Tefiso C (q)C) = -Q
Sebaka se pakeng tsa litefiso A le B (r)AB) = r
Sebaka se pakeng tsa litefiso B le C (r)BC) = 2r
k = 9 x 109 Nm2C-2
E botsitsoe : boholo le tataiso ea lebotho la Coulomb le qosang B
Jawab :
Matla a Coulomb pakeng tsa tjhaja A le tjhaja B:
Tefiso A ke e ntle mme tefiso B ke e mpe kahoo tsela ke FAB ho ea ho qoso A
Matla a Coulomb pakeng tsa tjhaja B le tjhaja C:
Tefiso B ke negative mme tefiso C ke negative kahoo tataiso ya F keBC ho ea ho qoso A
Matla a hlahang a sebetsang ho qoso ea B:
F = FAB +FBC = 2 k Q2/r2 + 0,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2 r-2
Tsela eo lebotho la Coulomb le shebileng ka yona e lebile ho tjhaja A kapa ka letsohong le letshehadi.
Karabo e nepahetseng ke A.
Tšimo ea Motlakase
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. bohareng ba Q1 le Q2
B. 6 cm ka letsohong le letona la Q2
C. 6 cm ka letsohong le letšehali la Q1
D. 2 cm ka letsohong le letona la Q2
E. 2 cm ka letsohong le letšehali la Q1
Puisano
Ho bala matla a tšimo ea motlakase ntlheng ea P, nahana hore ho na le tefiso e ntle ea teko ntlheng ea P. Q1 e ntle le Q2 ka hona ntlha P e lokela ho ba ka letsohong le letona la Q2 kapa ka letsohong le letšehali la Q1. Haeba ntlha P e le ka letsohong le letšehali la Q1; tšimo ea motlakase e hlahisoang ke ntlha Q1 ntlheng ea P tsela e ka letsohong le letšehali (hole le Q1) le tšimo ea motlakase e hlahisoang ke Q2 ntlheng ea P tsela e ka letsohong le letona (ho ea ho Q)1). Hobane tataiso ea tšimo ea motlakase e fapane, tse peli lia hlakolana e le hore matla a tšimo ea motlakase ntlheng ea P e be lefela.
Hoa tsebahala :
Q1 = +9 μC = +9 x 10-6 C
Q2 = -4 μC = -4 x 10-6 C
k = 9 x 109 Nm2C-2
Sebaka se pakeng tsa tjhaja 1 le tjhaja 2 = 3 cm
Sebaka se pakeng tsa Q1 le ntlha P (r1P) = a
Sebaka se pakeng tsa Q2 le ntlha P (r2P) = 3 + a
E botsitsoe : Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?
Jawab :
Ntlha ea P e ka letsohong le letšehali la Q1.
Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q1 ntlheng ea P :
Muatan uji positif dan Q1 positif sehingga arah medan listrik ke kiri.
Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q2 ntlheng ea P :
Muatan uji positif dan Q2 negatif sehingga arah medan listrik ke kanan.
Tšimo ea motlakase e hlahang ntlheng ea A :
E1 le E2 lehlakoreng le fapaneng.
E1 - E2 = 0
E1 =E2
Sebelisa foromo ea ABC ho fumana boleng ba a.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Tidak mungkin a negatif.
Sebaka se pakeng tsa Q2 le ntlha P (r2P) = 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 e beoa bohōle ba 5 cm ho tloha ho q2, ebe matla a motlakase a tjhajwang q3 ke… (1 µC = 10-6 C)
A. 4,6 x 107 NC-1
B. 3,6 x 107 NC-1
C. 1,6 x 107 NC-1
D. 1,4 x 107 NC-1
E. 1,3 x 107 NC-1
Puisano
Tefiso q3 e beoa bohōle ba 5 cm ho tloha ho q2, ho bolelang hore ha e ka letsohong le letšehali la q2 empa ka lehlakoreng le letona q2Haeba ka lehlakoreng le letšehali q2 joale tšimo ea motlakase e hlahang ke lefela. Lebaka ke hobane sebaka se pakeng tsa litefiso q3 ka tefiso q1 le q2 ke 5 cm mme boholo ba tjhaja ke q1 e lekanang le tefiso q2.
Hobane tefiso q3 e ntle ebe tataiso tšimo ea motlakase tefiso q3 ho ea tefisong e mpe q2 (E2) le hole le tefiso e ntle q1 (E1Tšimo ea motlakase e hlahang ke kakaretso ea matla a tšimo ea motlakase E1 le E2.
Hoa tsebahala :
Tefiso q1 = 5 µC = 5 x 10-6 Coulomb
Tefiso q2 = 5 µC = -5 x 10-6 Coulomb
Sebaka se pakeng tsa litefiso q1 le tefiso q3 (r1) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10-2 mitha
Sebaka se pakeng tsa litefiso q2 le tefiso q3 (r2) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10-2 mitha
k = 9 x 109 N m2 C-2
E botsitsoe : Matla a tšimo ea motlakase tefiso q3
Jawab :
Matla a tšimo ea motlakase 1
E1 = kq1 /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.
Matla a tšimo ea motlakase 2
E2 = kq2 /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.
Matla a tšimo ea motlakase a hlahang
Matla a motlakase a hlahang ha a tjhajwa q3 ke:
E = E2 - E1 = (1,8 x 107)– (0,2 x 107) = 1,6 x 107 N / C.
Tsela eo tšimo ea motlakase e tsamaeang ka eona e ka letsohong le letšehali kapa e lebile ho E.2.
Karabo e nepahetseng ke 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 NC-1
B. 4,5 x 109 NC-1
C. 3,6 x 109 NC-1
D. 5,4 x 109 NC-1
E. 4,5 x 109 NC-1
Puisano
Hoa tsebahala :
Tefiso qA = +2,5 C
Tefiso qB = -2 C
Sebaka se pakeng tsa litefiso qA le ntlha P (rA) = 5 m
Sebaka se pakeng tsa litefiso qB le ntlha P (rB) = 2 m
k = 9 x 109 N m2 C-2
E botsitsoe Matla a motlakase ntlheng ea P
Jawab :
Matla a motlakase A
EA = kqA /rA2
EA = (9 x 109)(2,5) / (5)2
EA = (22,5 x 109) / 25
EA = 0,9x109 N / C.
Matla a motlakase B
EB = kqB /rB2
EB = (9 x 109)(2) / (2)2
EB = (18 x 109) / 4
EB = 4,5x109 N / C.
Matla a tšimo ea motlakase a hlahang
Matla a motlakase a hlahang ntlheng ea P ke:
E = EB - EA = (4,5 – 0,9) x 109 = 3,6x109 N / C.
Tsela eo tšimo ea motlakase e tsamaeang ka eona e ka letsohong le letšehali kapa e lebile ho E.B.
Karabo e nepahetseng ke C.
17. Dua muatan listrik masing-masing bermuatan Q1 = -40 µC le Q2 = +5 µC e sebakeng seo ho bontšitsoeng ho sona setšoantšong (k = 9 x 109 Nm2.C-2 le 1 µC = 10-6 C), matla a tšimo ea motlakase ntlheng ea P ke…
A. 2,25 x 106 NC-1
B. 2,45 x 106 NC-1
C. 5,25 x 106 NC-1
D. 6,75 x 106 NC-1
E. 9,00 x 106 NC-1
Puisano
Hoa tsebahala :
Tefiso q1 = -40 µC = -40 x 10-6 C
Tefiso q2 = +5 µC = +5 x 10-6 C
Sebaka se pakeng tsa litefiso q1 le ntlha P (r1) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10-1 m
Sebaka se pakeng tsa litefiso q2 le ntlha P (r2) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10-1 m
k = 9 x 109 N m2 C-2
E botsitsoe Matla a motlakase ntlheng ea P
Jawab :
Matla a tšimo ea motlakase 1
E1 = kq1 /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.
Matla a tšimo ea motlakase 2
E2 = kq2 /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.
Matla a tšimo ea motlakase a hlahang
Matla a motlakase a hlahang ntlheng ea P ke:
E = E2 - E1 = (45 – 22,5) x 105 = 22,5x105 N / C.
E = 2,25 x 106 N / C.
Tsela eo tšimo ea motlakase e tsamaeang ka eona e ka letsohong le letona kapa e lebile ho E.2.
Karabo e nepahetseng ke 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, joale matla a hohelang a sebetsang liqosong tse peli ke...
A. 45 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 120 N
Puisano
Hoa tsebahala :
Tefiso ea motlakase ho A (q)A) = 8 µC = 8 x 10-6 Coulomb
Matla a motlakase pakeng tsa litefiso tse peli (F) = 45 Newton
Sebaka se pakeng tsa litefiso tse peli (rAB) = 4 cm = 0,04 limithara = 4 x 10-2 mitha
E sa fetoheng (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
E botsitsoe : Matla a motlakase antara kedua muatan jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm atau 0,01 meter
Jawab :
Qala ka ho bala tjhaja ya motlakase ho B, ebe o bala matla a motlakase pakeng tsa tjhaja tse pedi tsa motlakase, haeba tjhaja ya motlakase ho A e fetiseditswe ka ho le letona ka 1 cm.
Tefiso ea motlakase ho B :
Foromo ea molao oa Coulomb :
F = k (qA(q)(q)B) / r2
Fr2 = k (qA(q)(q)B)
qB = Fr2 / k (qA)
Tefiso ea motlakase ho B :
qB = (45)(4 x 10-2)2 / (9 x 109)(8 x 10-6)
qB = (45)(16 x 10-4) / 72 x 103
qB = (720 x 10-4) / (72 x 103)
qB = 10x10-7 Coulomb
Matla a motlakase pakeng tsa litefiso tsa motlakase A le B :
Haeba tefiso ho A e fetisetsoa ka ho le letona ka 1 cm, sebaka se pakeng tsa tefiso tse peli e ba 3 cm = 0,03 metres = 3 x 10-2 mitha
F = k (qA(q)(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
Karabo e nepahetseng ke 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 le k = 9 x 109 Nm2.C-2), joale matla a motlakase a hlahang ke...
A. 8 N
B. 16 N
C. 32 N
D. 40 N
E. 56 N
Puisano
Hoa tsebahala :
Sebaka se pakeng tsa litefiso P le Q (r)PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10-1 m
Matla a motlakase pakeng tsa litefiso P le Q (F) = 8 N
Tefiso ea motlakase Q (q)Q) = 40 µC = 40 x 10-6 C
E sa fetoheng (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
E botsitsoe : Matla a motlakase pakeng tsa litefiso P le Q haeba tefo Q e fetisetsoa 5 cm ho ea ho tefo P
Jawab :
Qala ka ho bala tjhaja ya motlakase P, ka mora moo bala matla a motlakase pakeng tsa tjhaja tse pedi tsa motlakase, haeba tjhaja ya motlakase Q e fetiseditswe ho 5 cm ho ya tjhaja P.
Tefiso ea motlakase P :
qP = Fr2 / k (qQ)
qP = (8)(1 x 10-1)2 / (9 x 109)(40 x 10-6)
qP = (8)(1 x 10-2) / 360 x 103
qP = (8 x 10-2) / (36 x 104)
qP = (1 x 10-2) / (4,5 x 104)
qP = (1/4,5) x 10-6 Coulomb
Matla a motlakase pakeng tsa litefiso tsa motlakase P le Q :
Haeba tefiso ho Q e fetisetsoa ka letsohong le letšehali ka 5 cm, sebaka se pakeng tsa tefiso tse peli e ba 5 cm = 0,05 metres = 5 x 10-2 mitha
F = k (qP(q)(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
Karabo e nepahetseng ke C.
20. Perhatikan gambar muatan listrik berikut. Gaya listrik yang dialami muatan qB ke 8 N (1 µC = 10-6 C) le (k = 9.109 Nm2.C-2Haeba tefiso e le qB e fetotsoe ho 4 cm ho tloha ho A, ebe matla a motlakase a nang le phihlelo ke qB jwale ke…
A. 2 N
B. 4 N
C. 6 N
D. 8 N
E. 10 N
Puisano
Hoa tsebahala :
Sebaka se pakeng tsa litefiso A le B (r)AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10-2 m
Matla a motlakase pakeng tsa litefiso A le B (F) = 8 N
Tefiso ea motlakase A (q)A) = 2 µC = 2 x 10-6 C
E sa fetoheng (k) = 9 x 109 Nm2.C-2
E botsitsoe : Matla a motlakase pakeng tsa litefiso A le B haeba sebaka se pakeng tsa litefiso tse peli e le 4 cm
Jawab :
Qala ka ho bala tjhaja ya motlakase B, ka mora moo bala matla a motlakase pakeng tsa tjhaja tse pedi tsa motlakase haeba sebaka se pakeng tsa tjhaja tse pedi tsa motlakase e le 4 cm = 0,04 metres = 4 x 10-2 metara.
Tefiso ea motlakase B :
qB = Fr2 / k (qA)
qB = (8)(2 x 10-2)2 / (9 x 109)(2 x 10-6)
qB = (8)(4 x 10-4)/ (18 x 103)
qB = (32 x 10-4) / (18 x 103)
qB = (32/18) x 10-7
qB = (16/9) x 10-7 Coulomb
Matla a motlakase pakeng tsa litefiso A le B :
F = k (qA(q)(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
Karabo e nepahetseng ke A.
Mohloli oa lipotso:
Lipotso tsa Fisiks tsa Tlhahlobo ea Naha bakeng sa Sekolo se Phahameng sa Thuto e Phahameng/Sekolo se Phahameng sa Mosebetsi
