pembahasan hukum coloumb.pdf

7/28/2019 Pembahasan hukum Coloumb.pdf

1/10

Pembahasan soal latihan dari buku fisika 3A untuk SMA, karangan Mikrajuddin

Abdullah bab 6, hukum coulomb-

Bagian A

1. tentukan bsra dan arah gaya pada elektron yang berada dalam ruang yangmemiliki medan listrik 3500 N/C dan berarah ke selatan

jawab:

19

19

16

1,6 10 C

1,6 10 3500

5,6 10 N ke arah selatan

e

F eE

F

2. seseorang menggesekan kakinya pada keset wol sehingga mengakumulasikanmuatan -60 C. Muatan elektron adalah 1,6 10-19 C dan massanya 9,1 10-31 kg.Berapakah jumlah elektron yang ditarik oleh kaki orang tersebut? Berapakah

pertambahan massa orang tersebut?

Jawab:

614

19

14 31 16

60 103,75 10 elektron

1,6 10

3,75 10 9,1 10 3,4125 10 kge

Q ne

Qn

e

m nm

3. partikel-partikel bermuatan +70 C, +48 C, -80 C ditempatkan pada suatu garislurus. Partikel ditengah berada pada jarak 0,35 m dari dua partikel lainnya.

Hitunglah gaya total pada tiap partikel yang dilakukan oleh dua partikel lainnya

jawab:

gaya oleh partikel bermuatan +70 C:

1 21 2

ke arah muatan -80 Cqq

F kr

Gaya oleh partikel bermuatan -80 C:

2 32 2

ke arah muatan -80 Cq q

F kr

Maka:

6

9 6 621 32 2

48 109 10 70 10 80 10

0,35

528,97 N ke arah muatan -80 C

total

total

qF k q q

r

F


2/10

4. tiga partikel masing masing bermuatan positif 11,0 C ditempatkan pada sudutsegitiga sama kaki yang memiliki panjang sisi 15,0 cm. Hitunglah besar dan arah

gaya pada masing masing partikel.

Jawab:Perhatikan gambar dibawah ini:

Setiap muatan akan mengalami resultan gaya yang sama (dikarenakan ketigamuatan mempunyai nilai yang sama dan jarak pisah yang sama), dimana arah

gayanya masing masing mempunyai arah tegak lurus sisi setiap segitiga. Gaya

resultan yang dialami oleh masing masing partikel adalah:

2

2

26

9

2

2 sin 60

11 102 9 10 sin 60 83,83N

0,15

qF k

r

F

Fresultan

FqFq


3/10

5. empat muatan masing masing 6,0 C ditempatkan pada sudut sebuah persegidengan sisi 1,0 m. Tentukan besar dan arah gaya yang dialami oleh setiap partikel.

Jawab:

Perhatikan gambar dibawah ini:

1 2 3 2

262

9

2 2

6 109 10 0,324 N

1qq q q

sisi

qF F k

r

4 2

262

9

22

6 109 10 0,162 N

2q q

diagonal

qF k

r

Setiap muatan akan mendapatkan resultan gaya yang sama. Gaya untuk

masing masing muatan adalah:

1 2 3 2 4 2

2 2 0,62Ntotal qq q q q qF F F F

6. gaya 8,4 N bekerja pada muatan -8,8 C kearah bawah. Berapakah besar dan arahmedan listrik pada muatan tersebut?

Jawab:

6

8,4954545,45 N/C ke arah atas

8,8 10

F qE

FE

q

q1

q4 q3

q2

Fq3q2

Fq1q2

Fq4q2

Fresultan


4/10

7. tentukan besar dan arah medan listrik pada titikP yang dihasilkan oleh muatanyang besarnya sama tapi berlawanan tanda (gambar disamping). Nyatakanjawabanmu dalam variabel q, x, a, dan k.

Jawab:

Perhatikan gambar dibawah ini:

Besar medan yang ditimbulkan oleh masing masing muatan adalah:

2 2 2

q qE k k

r a x

Komponen pada sumbu x akan saling menghilangkan, dan komponen y akan

saling memperkuat.Resultannya adalah:

2 2

2 2 2 2

2 2

2 sin

2

2

qE k

a x

q aE k

a x a x

qaE k

a x

8. sebuah pesegi memiliki sisi 60 cm. Pada salah satu sudut persegi ditempatkanmuatan +45 C dan di tiga sudut lainnya ditempatkan muatan masing masing -31C. Hitunglah muatan listrik di pusat persegi.

Pxa

a

-

+


5/10

Jawab:

Soal ini rancu. Mungkinterdapat kesalahan dalam soal ini. Muatan seharusnya ada

apabila terdapat suatu partikel seperti elektron atau proton, namun pada soal

ditanyakan muatan pada titik pusat persegi yang tidak terdapat sebuah partikel.

Yang dapat dicari adalah nilai dari medan listrik akibat keempat muatan tersebut.

9. berapakah kuat medan listrik dalam suatu ruang dimana proton sedang mengalamipercepatan satu juta kali percepatan gravitasi bumi?

Jawab:

610

proton

proton proton

proton proton

E q F

E q m a

E q m g

10.tentukan jarak kedua elektron agar gaya diantara keduanya sama dengan gayagravitasi bumi yang bekerja pada elektron dipermukaan bumi.

Jawab:

2

2

29 192

31

9 10 1,6 10

9,1 10 9,8

5,08m

g elektrostatis

elektron

elektron

F F

em g k

r

ker m g

r


6/10

Bagian 2

1. dua bola tenis meja bermuatan terpisah sejauh 1,5 m. Kedua bola tersebut salingmelakukan gaya 0,02 N. Gaya yang dilakukan masing masing bola jika keduanya

didekatkan sehingga jaraknya menjadi 30 cm adalah......a. 8 10-4 Nb. 4 10-3 Nc. 2 10-2 Nd. 0,1 Ne. 0,5 N

Jawab:

2

1 2

2

2 1

21

2 1 2

2

2

1,50,02 0,1N

0,3

F r

F r

rF F

r

F

Jawaban: d

2. jari jari lintasan elektron terdalam pada atom besi adalah 1,5 8 10-12 m. Besargaya Coulomb antara inti besi (q= 26 e) dan elektron dilintasan terdalamadalah......

a. 4 10-14 N

b. 6 10-8 Nc. 1 10-4 Nd. 2,710-3 Ne. 7 10-2 N

Jawab:

22

2

219

9

212

2

26

676 1, 6 10

9 101,5 10

7 10 N

e eF k

r

F

F

Jawaban: e


7/10

3. satuan kuat medan listrik pada sebuah titik adalah......a. meter/voltb. newton coulombc. volt meterd. newton/coulomb

e. coulomb/newton

jawab:

satuan kuat medan listrik pada sebuah titik adalah newton/coulomb

jawaban: d

4. besar percepatan yang dialami elektron dalam medan magnet sebesar 600 N/Cadalah......

a. 1,055

10

12

ms

-2

b. 1,055 1013 ms-2c. 1,055 1014 ms-2d. 1,055 1015 ms-2e. 1,055 1016 ms-2

Jawab:

19 14 231

1,6 10 6001,055 10 ms

9,1 10

elektron

elektron

m a eE

eEa

m

Jawaban: c

5. dua muatan masing masing -8,0 C dan +6,0 C terpisah sejauh 4,0 cm. Besardan arah medan listrik tepat diantara kedua muatan adalah......

a. 4,5107 N/C mengarah ke muatan -8,0 Cb. 4,5107 N/C mengarah ke muatan +6,0 Cc. 2,4108 N/C mengarah ke muatan +6,0 Cd. 3,2108 N/C mengarah ke muatan -8,0 Ce. 3,2108 N/C mengarah ke muatan +6,0 C

Jawab:

Medan oleh muatan -8,0 C:6

9 8

2 2

8 109 10 1,8 10

0,02

qE k

r

mengarah ke muatan -8,0 C


8/10

Medan oleh muatan +6,0 C:6

9 8

2 2

6 109 10 1,35 10

0,02

qE k

r

mengarah ke muatan -8,0 C

Medan total = 3,15108 N/C mengarah ke muatan -8,0 C

Jawaban: tidak ada jawaban yang cocok

6. kuat medan listrik pada titik tepat diantara dua muatan yang sama besar, namunberlawanan tanda adalah 1750 N/C. Jika jarak antara kedua muatan 16 cm, maka

besar masing masing muatan adalah......a. 6,210-10 Cb. 1,210-9 Cc. 2,5110-9 Cd. 5,010-9 Ce. 1,410-8 C

Jawab:

9

2 2

10

2 2 9 10 17500,08

6, 2 10 C

q qE k

r

q

Jawaban: a

7. atom hidrogen memiliki sebuah elektron yang mengelilingi proton. Gaya yangmenebakan elktron tersebut tetap pada lintasannya disebut......

a. gaya sentripetalb. gaya gravitasic. gaya nuklird. gaya elektrostatise. gaya magnet

jawab:

gaya elektrostatis

jawaban: d

8. pada titikA terdapat kuat medan listrik sebesarE yang ditimbulkan oleh muatanQ. Jika titikB mempunyai jarak ke Q yang sama seperti jarakA ke Q, maka kuatmedan listrik pada titik B adalah......

a. 1/9 Eb. 1/3 Ec. Ed. 3Ee. 9E


9/10

Jawab:

Karena titikB mempunyai jarak ke Q yang sama seperti jarakA ke Q, maka kuatmedan listrik pada titik B sama dengan E

Jawaban: c

9. dua bola konduktorA dan B berjari jari 5 cm dan bermuatan masing masing +40C dan +90 C. Bila permukaan kedua bola berjarak 20 cm, maka titik yang kuat

medan listriknya nol terletak pada jarak.......

a. 8 cm dai Ab. 12 cm dari Ac. 15 cm dari Bd. 18 cm dari Ae. 20 cm dari B

Jawab:

1 2

22

22

40 90

5 5 10

8cm dari

q q

r x r

r r

r A

Jawaban: a

10.empat buah muatan positifW, X,Y, dan Z terletak pada sudut sudut peregi dengansisi a. Jika pada pusat persegi diletakan sebuah muatan negatifA, maka gaya totalyang ditimbulkan oleh empat muatan positif pada qA adalah......

a. nol

b. 22kA

W X Y Za

c. 2 2 2 222kA

W X Y Za

d. 2kA

W X Y Z

a

e. 2

2kAW X Y Z

a


10/10

jawab:

jarak tiap muatan positif ke muatan negatif adalah2

2

a

gaya total = 22kA

W X Y Za jawaban: b

pembahasan hukum coloumb.pdf

Documents