Soal Dan Penyelesaian Aturan Coulomb - Lanjutan
Cara Cepat Pintar Fisika - Beberapa tipe soal fisika yang muncul dalam kajian aturan Coulomb mencakup menghitung besaran gaya, resultan gaya, kesetimbangan gaya Coulomb dengan gaya lainnya menyerupai gaya tegangan tali dan gravitasi, dan menentukkan letak suatu muatan semoga tidak mencicipi gaya Coulomb.
2: Tiga buah muatan titik masing-masing 4µC, -9µC, dan 6µC berada dalam satu garis lurus. Jika muatan negatif berada di tengah-tengah dan berjarak 2 cm ke muatan kiri dan 3 cm ke muatan kanan. Tentukalan resultan gaya yang dialami oleh muatan negatif tersebut!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Misalkan ketiga muatan tersebut kita sebut muatan satu, dua, dan tiga secara berurutan. Makara muatan negatif yakni muatan 2.
Resultan gaya coulomb pada muatan kedua (-) sanggup dihitung sebgai berikut. $\displaystyle \small \\F_{2}=F_{21}-F_{23}\\\\F_{21}=k\frac{q_{2}.q_{1}}{r_{21}^{2}}\\ \\F_{21}=9.10^{9}\left (\frac{(9.10^{-6}).(4.10^{-6})}{(2.10^{-2})^{2}} \right )N\\F_{21}=810N$
$\displaystyle \small \\F_{23}=k\frac{q_{2}.q_{3}}{r_{23}^{2}}\\\\F_{23}=(9.10^{9})\left (\frac{9.10^{9}.(6.10^{-6})}{(3.10^{-2})^{2}} \right )N \\F_{23}=540N$
$\displaystyle \small \\F_{2}=F_{21}-F_{23}\\F_{2}=810-540=270N$ Arah resultan gaya pada muatan, searah dengan arah F21.
Karena besar muatan dan jarak antar muatan sama,gaya-gaya yang bekerja akan memiliki besar yang sama. $\small \\F_{31}=F_{32}=F\\\\F= k\frac{q.q}{a^{2}}=k\frac{q^{2}}{a^{2}}\\F_{3}=\sqrt{F_{31}^{2}+F_{32}^{2}+2.F_{31}.F_{32}.\cos 60^{o}}\\ F_{3}=\sqrt{F^{2}+F^{2}+2.F.F\left (\frac{1}{2} \right )}\\F_{3}=F\sqrt{3}=k\left (\frac{q^{2}}{a^{2}} \right )\sqrt{3}$
4: Dua buah muatan titik A dan B masing-masing yakni 4 mC dan 9 mC terpisah pada jarak 20 cm. Muatan C yang bermuatan 10 mC akan ditempatkan sepanjang garis antara A dan B. Tentukanlah dimana letak muatan C semoga tidak mencicipi gaya Coulomb!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Konsep pentingnya yakni kalau kedua muatan sejenis maka muatan ketiga semoga tidak mencicipi gaya harus diletakan diantara kedua muatan dan lebih dekap pada terkecil.
Agar total gaya pada muatan C sama dengan nol maka besar kedua gaya pada C harus sama besar dan berlwanan arah. $\displaystyle \small \\F_{CA}=F_{CB}\\\\ k\frac{q_{C}.q_{A}}{r_{CA}^{2}}=k\frac{q_{C}.q_{B}}{r_{CB}^{2}}\\ \\\frac{4 m}{x^{2}}=\frac{9 m}{(20-x)^{2}}\\ \frac{2}{x}=\frac{3}{20-x} \\x=8 cm$
5: Dua muatan titik Q dan 2Q terpisah pada jarak d di udara mencicipi gaya Coulomb sebesar F. Jika kedua muatan bertambah besar menjadi dua kali keadaan awal dan jarak pisahnya menjadi 2 kali semula. Tentukan besar gaya yang dirasakan kedua muatan sekarang!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
$\displaystyle \frac{F}{F^{'}}=\frac{\frac{k.q_{1}q_{2}}{r^{2}}}{\frac{k.q_{1^{'}}q_{2^{'}}}{r_{'}^{2}}}$
$\displaystyle \frac{F}{F^{'}}=\frac{q_{1}q_{2}}{q^{'}_{1}q^{'}_{2}}\left ( \frac{r^{'}}{r} \right )^{2}$
$\displaystyle \\\frac{F}{F^{'}}=\frac{q_{1}q_{2}}{2q_{1}2q_{2}}\left ( \frac{2r}{r} \right )^{2}\\\\\frac{F}{F^{'}}=\frac{1}{1}\\F=F^{'}$
Besar gaya yang dialami muatan tidak berubah (tetap sama menyerupai semula)
Baca juga: SOAL PENYELESAIAN MEDAN LISTRIK DAN POTENSIAL LISTRIK Sumber http://carafisika.blogspot.com
SOAL JAWAB HUKUM COULOMB
1. Dua muah muatan titik konkret memiliki muatan 4 µ Coulomb dan 9 µ Coulomb terpisah pada jarak 3 cm. Tentukanlah berapa Coulomb gaya yang dialami oleh masing-masing benda? Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Gaya yang dirasakan masing-masing muatan. $\displaystyle \small \\ F=k \frac{q_{1}.q_{2}}{r_{12}^{2}} \\\\F=9.10^{9} \frac{(4.10^{-6})(9.10^{-6})}{(3.10^{-2})^{2}}\\F=360 N$
2: Tiga buah muatan titik masing-masing 4µC, -9µC, dan 6µC berada dalam satu garis lurus. Jika muatan negatif berada di tengah-tengah dan berjarak 2 cm ke muatan kiri dan 3 cm ke muatan kanan. Tentukalan resultan gaya yang dialami oleh muatan negatif tersebut!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Misalkan ketiga muatan tersebut kita sebut muatan satu, dua, dan tiga secara berurutan. Makara muatan negatif yakni muatan 2.
Resultan gaya coulomb pada muatan kedua (-) sanggup dihitung sebgai berikut. $\displaystyle \small \\F_{2}=F_{21}-F_{23}\\\\F_{21}=k\frac{q_{2}.q_{1}}{r_{21}^{2}}\\ \\F_{21}=9.10^{9}\left (\frac{(9.10^{-6}).(4.10^{-6})}{(2.10^{-2})^{2}} \right )N\\F_{21}=810N$$\displaystyle \small \\F_{23}=k\frac{q_{2}.q_{3}}{r_{23}^{2}}\\\\F_{23}=(9.10^{9})\left (\frac{9.10^{9}.(6.10^{-6})}{(3.10^{-2})^{2}} \right )N \\F_{23}=540N$
$\displaystyle \small \\F_{2}=F_{21}-F_{23}\\F_{2}=810-540=270N$ Arah resultan gaya pada muatan, searah dengan arah F21.
3:Tiga muatan titik identik bermuatan Q berada dalam konfigurasi segitiga sama sisi yang bersisi a. Tentunkanlah resultan gaya coulomb yang dirasakan oleh salah satu muatan tersebut!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Tinjau muatan kanan sebagai muatan 3, resultan vektor terlihat menyerupai pada gambar di bawah ini.
4: Dua buah muatan titik A dan B masing-masing yakni 4 mC dan 9 mC terpisah pada jarak 20 cm. Muatan C yang bermuatan 10 mC akan ditempatkan sepanjang garis antara A dan B. Tentukanlah dimana letak muatan C semoga tidak mencicipi gaya Coulomb!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Konsep pentingnya yakni kalau kedua muatan sejenis maka muatan ketiga semoga tidak mencicipi gaya harus diletakan diantara kedua muatan dan lebih dekap pada terkecil.
Agar total gaya pada muatan C sama dengan nol maka besar kedua gaya pada C harus sama besar dan berlwanan arah. $\displaystyle \small \\F_{CA}=F_{CB}\\\\ k\frac{q_{C}.q_{A}}{r_{CA}^{2}}=k\frac{q_{C}.q_{B}}{r_{CB}^{2}}\\ \\\frac{4 m}{x^{2}}=\frac{9 m}{(20-x)^{2}}\\ \frac{2}{x}=\frac{3}{20-x} \\x=8 cm$ 5: Dua muatan titik Q dan 2Q terpisah pada jarak d di udara mencicipi gaya Coulomb sebesar F. Jika kedua muatan bertambah besar menjadi dua kali keadaan awal dan jarak pisahnya menjadi 2 kali semula. Tentukan besar gaya yang dirasakan kedua muatan sekarang!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
$\displaystyle \frac{F}{F^{'}}=\frac{\frac{k.q_{1}q_{2}}{r^{2}}}{\frac{k.q_{1^{'}}q_{2^{'}}}{r_{'}^{2}}}$
$\displaystyle \frac{F}{F^{'}}=\frac{q_{1}q_{2}}{q^{'}_{1}q^{'}_{2}}\left ( \frac{r^{'}}{r} \right )^{2}$
$\displaystyle \\\frac{F}{F^{'}}=\frac{q_{1}q_{2}}{2q_{1}2q_{2}}\left ( \frac{2r}{r} \right )^{2}\\\\\frac{F}{F^{'}}=\frac{1}{1}\\F=F^{'}$
Besar gaya yang dialami muatan tidak berubah (tetap sama menyerupai semula)
Baca juga: SOAL PENYELESAIAN MEDAN LISTRIK DAN POTENSIAL LISTRIK Sumber http://carafisika.blogspot.com
0 Response to "Soal Dan Penyelesaian Aturan Coulomb - Lanjutan"
Posting Komentar