Fisika Kelas 12

SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS FISIKA KELAS XII

fisika

LISTRIK STATIS

Hukum Coulomb

Menurut hukum coulomb, jika ada dua muatan atau lebih, maka timbul gaya elektrostatik yang besarnya sebanding dengan kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadran jarak kedua muatan tersebut.

Secara matematis persamaan gaya coulomb :

Contoh soal :

  1. Jika AB=BC= 3 cm dan q = 2 x 10-7C, maka tentukan gaya yang bekerja pada muatan di titik B.

Penyelesaian :

Gaya pada B akibat tiap-tiap muatan:

FBC   =     k    q1 q

                                  r2

 

=     (9×109) .  (2×10-7) (2×10-7)  =    0,4 N

(3×10-2)

FBA = FBC =  0,4 N

Resultan gaya di titk B sebesar :

FB = FBA2 + FBC2 + 2 FBA FBC cos θ

 

√ (0,4)2 + (0,4)2 + 2 (0,4). (0,4).Cos 90

     =  0,32 = 0,42 N

  1. Dua buah muatan saat jaraknya 10 cm mempunyai gaya interaksi 20 N. Jika jaraknya di perbesar menjadi 20 cm, maka besar gaya interaksi yang terjadi adalah …

Penyelesaian :

Diketahui : r1 = 10 cm

F1 = 20 N

r2 = 20 cm

Ditanya : F…?

Jawab :

Gaya elektrostatis dirumuskan dengan

F berbanding terbalik dengan rsehingga :

F1  =    ( r1)2

F2         (r2)2

 F =     102

20        202

F2  =   100 x 20   =   5  N

400

  1. dua buah muatan listrik 12μC dan 3μC berada dalam minyak pada jarak 6 cm satu sama lain. Bila tetapan dielektrikum minyak 2,5. Gaya tolak menolak antara kedua muatan adalah …

Penyelesaian :

Diketahui : q1 = 12 x 10 -6 C

q2 =  3 x 10 -6 C

r =  6  x 10 -2 m

εr = 2,5

Ditanya :

Gaya elektrostatis antara kedua muatan F = …

Jawab :

F =        q1 q2          è  k =        1          =    9  x 10 9

4π εr εr2                   4π εr

F =     (9  x 10 9 ) . (12 x 10 -6 ). (3 x 10 -6 )

2,5 x  (6  x 10 -2)2

 

F = 36 N

Jadi gaya tolak antara kedua muatan adalah sebesar 36 N

  1. Dari gambar di bawah ini !

Besarnya gaya pada  – 10 μC adalah … N

Penyelesaian :

F =   F2 – F=

F =  9  x 10 9  (5 x 10 -5)( 10 -5) _  (4 x 10 -5)( 10 -5)

(5 x 10 -5)                  (5 x 10 -5)

F = 10 N

  1. Duah buah muatan listrik masing-masing QA=  4μC dan QB =  9 μC berada di udara pada jarak 20 cm, dimanakah letak sebuah muatan sehingga resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol …

Penyelesaian :

Diketahui  :

qA =  4 x 10 -6 C

qB =  9 x 10 -6 C

Ditanya :

Letak sebuah muatan misal muatan C supaya resultan pada muatan = nol

Jawab :

Supaya muatan elektrostatis yang bekerja pada muatan C sama dengan nol maka :

FCA = FCB

k  qqB   =  k  qqC

r               r2

4 x 10 -6 =  9 x 10 -6

x2           (20 – x) 2

x              =   8 cm

jadi, letak muatan C terhadap muatan A adalah 8 cm di kiri A


SUMBER : https://rumusguru.com/