Pengantar
Halo, Pembaca Pakguru.co.id! Selamat datang kembali di situs kami. Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang hukum Coulomb. Hukum Coulomb adalah salah satu prinsip dasar dalam fisika yang menjelaskan tentang gaya listrik antara dua muatan listrik. Dalam artikel ini, kami akan memberikan beberapa contoh soal hukum Coulomb beserta jawabannya untuk membantu memahami konsep ini dengan lebih baik. Jadi, jika Anda tertarik untuk belajar lebih lanjut, mari kita mulai!
Pendahuluan
Pada bagian ini, kami akan memberikan penjelasan tentang hukum Coulomb secara umum sebelum kita melanjutkan ke contoh soalnya. Hukum Coulomb ditemukan oleh seorang ilmuwan asal Prancis bernama Charles-Augustin de Coulomb pada tahun 1785. Hukum ini menyatakan bahwa gaya listrik antara dua muatan listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya. Simbol hukum Coulomb adalah sebagai berikut:
| Gaya Listrik | : | kuat muatan pertama (Q1) × kuat muatan kedua (Q2) × konstanta Coulomb (k) / jarak di antara keduanya (r) kuadrat |
|---|---|---|
| F | = | (Q1 Q2 k) / r2 |
Sebagai contoh, jika kita memiliki dua muatan Q1 = 5 C dan Q2 = 3 C, dengan konstanta Coulomb k = 9 × 109 Nm2/C2, dan jarak r = 2 m, kita dapat menghitung gaya listrik antara kedua muatan tersebut menggunakan rumus hukum Coulomb. Gaya listriknya akan menjadi:
| Gaya Listrik | : | (5 C × 3 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (2 m)2 |
|---|---|---|
| F | = | 67.5 N |
Itulah gambaran singkat tentang hukum Coulomb. Sekarang, mari kita lanjutkan dengan contoh soalnya. Dalam contoh-contoh soal berikut, Anda akan diberikan situasi atau kondisi tertentu, dan Anda harus menghitung atau mencari nilai yang diminta berdasarkan konsep hukum Coulomb. Jadi, siapkan pensil dan kertas Anda, dan mari kita mulai menyelesaikan contoh soal hukum Coulomb!
Contoh Soal Hukum Coulomb dan Jawabannya
Contoh Soal 1
Dua muatan listrik sejenis memiliki kuat muatan masing-masing 2 C. Jarak di antara kedua muatan tersebut adalah 4 m. Berapa besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan tersebut?
Jawab:
Gaya Listrik = (2 C × 2 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (4 m)2
Gaya Listrik = 9 × 109 N
Contoh Soal 2
Sebuah muatan positif berkuat muatan 6 C ditempatkan pada jarak 3 m dari sebuah muatan negatif yang memiliki kuat muatan 4 C. Tentukan besar gaya listrik yang bekerja pada muatan positif tersebut.
Jawab:
Gaya Listrik = (6 C × 4 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (3 m)2
Gaya Listrik = 7.2 × 109 N
Contoh Soal 3
Sebuah muatan positif sebesar 8 C ditempatkan pada jarak 2 m dari sebuah muatan negatif. Jika gaya listrik yang bekerja antara kedua muatan tersebut adalah 144 N, berapa besar kuat muatan negatifnya?
Jawab:
Kuat muatan negatif = (√(144 N × 2 m2)) / (√(9 × 109 Nm2/C2 × 8 C))
Kuat muatan negatif = 6 C
Contoh Soal 4
Dua muatan listrik sebesar 10 C dan 6 C ditempatkan pada jarak 5 m. Hitung besar gaya listrik yang bekerja pada muatan 10 C jika muatan 6 C dilepas.
Jawab:
Gaya Listrik = (10 C × 6 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (5 m)2
Gaya Listrik = 2.16 × 1010 N
Contoh Soal 5
Dua buah muatan listrik sebesar -3 C dan 5 C ditempatkan pada jarak 4 m. Tentukan besar gaya listrik yang bekerja pada muatan -3 C.
Jawab:
Gaya Listrik = (-3 C × 5 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (4 m)2
Gaya Listrik = -3.375 × 1010 N
Contoh Soal 6
Sebuah muatan positif berkuat muatan 4 C ditempatkan pada jarak 2 m dari dua buah muatan negatif. Muatan negatif yang pertama memiliki kuat muatan 2 C dan muatan negatif yang kedua memiliki kuat muatan 3 C. Tentukan besar gaya listrik total yang bekerja pada muatan positif tersebut.
Jawab:
Gaya Listrik Total = [(|(-4 C × 2 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (2 m)2|) + (|(-4 C × 3 C × 9 × 109 Nm2/C2) / (2 m)2|)]
Gaya Listrik Total = 2.7 × 1010 N
Contoh Soal 7
…
Kesimpulan
Setelah membahas beberapa contoh soal hukum Coulomb beserta jawabannya, kita dapat menyimpulkan beberapa hal penting tentang hukum ini. Pertama, hukum Coulomb digunakan untuk menghitung gaya listrik antara dua muatan listrik. Kedua, gaya listrik tersebut sebanding dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya. Hal ini berarti semakin besar kedua muatan listrik atau semakin dekat jaraknya, semakin besar gaya listrik yang bekerja.
Selain itu, hukum Coulomb juga dapat digunakan untuk menentukan kuat muatan listrik yang tidak diketahui jika nilai gaya listrik dan jarak diketahui. Dalam contoh soal yang dilakukan, kita dapat melihat bahwa hukum Coulomb sangat penting dalam memahami fenomena listrik dan dapat digunakan untuk menghitung berbagai masalah yang terkait dengan muatan listrik.
Dengan memahami hukum Coulomb dan mampu menerapkannya dalam contoh soal, Anda dapat meningkatkan pemahaman Anda tentang listrik dan memecahkan berbagai masalah fisika yang melibatkan muatan listrik. Jadi, teruslah belajar dan berlatih menggunakan konsep ini agar Anda bisa menjadi ahli dalam fisika dan ilmu pengetahuan secara umum.
Kata Penutup
Terima kasih sudah membaca artikel “Contoh Soal Hukum Coulomb Beserta Jawabannya” di situs pakguru.co.id. Kami harap artikel ini dapat membantu Anda memahami hukum Coulomb dengan lebih baik. Jika Anda memiliki pertanyaan atau ingin mendapatkan lebih banyak materi pembelajaran, jangan ragu untuk menghubungi kami atau jelajahi situs kami untuk artikel lainnya. Selamat belajar dan semoga sukses!
